我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献,他以饱和食盐水、NH3、CO2为原料先制得N...
问题详情:
我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献,他以饱和食盐水、NH3、CO2为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱。回答下列问题:
某探究活动小组根据上述制碱原理,进行碳***的制备实验,同学们按各自设计方案实验。一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳***,实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。
(1)乙装置中的试剂是_________________。
(2)另一位同学用图中戊装置(其他装置未画出)进行实验。实验时,须先从____________管通入________气体。
(3)有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,理由是____________________。
(4)下表中所列出的是相关物质在不同温度下的溶解度数据(g/100 g 水):
0 ℃ | 10 ℃ | 20 ℃ | 30 ℃ | 40 ℃ | 50 ℃ | |
NaCl | 35.7 | 35.8 | 36.0 | 36.3 | 36.6 | 37.0 |
NaHCO3 | 6.9 | 8.1 | 9.6 | 11.1 | 12.7 | 14.5 |
NH4Cl | 29.4 | 33.3 | 37.2 | 41.4 | 45.8 | 50.4 |
参照表中数据,请分析*、戊装置中使用冷却水或者*水的原因:____________。
(5)该小组同学为了测定*中所得晶体的碳***的纯度(假设晶体中不含碳*盐杂质),将晶体充分干燥后,称量质量为a g。再将晶体加热到质量不再变化时,称量所得粉末质量为m g。然后进行下图所示实验:
①在*作Ⅱ中,为了判断加入*化钙溶液是否过量,其中正确的是___________(填字母)。
a 在加入*化钙溶液后,振荡、静置,向溶液中继续加入少量*化钙溶液
b 在加入*化钙溶液后,振荡、静置,向溶液中再加入少量碳**溶液
c 在加入*化钙溶液后,振荡、静置,取上层清液再加入少量碳**溶液
②所得晶体中碳***的纯度为_______________。
【回答】
【*】 (1). 饱和NaHCO3溶液 (2). a (3). NH3 (4). 增大气体与溶液接触面积,提高CO2 吸收率 (5). 温度越低碳***的溶解度越小,便于析出 (6). a (7). %
【解析】
【详解】(1)根据装置图,*装置制备CO2,制取的CO2中混有HCl和水蒸气,HCl能与碳***发生反应,乙装置的作用是除去CO2中混有的HCl,即乙装置中的试剂是饱和碳***溶液;
(2)制取碳***时,先要得到含氨的饱和食盐水,氨气极易溶于水,CO2能溶于水,为了增大CO2的利用,先通NH3,为防止倒吸,导管不能*入液面以下,因此a管通入氨气;
(3)改动后CO2与溶液的接触面积增大,提高了CO2的吸收率;
(4)通过图表信息可知,温度越低,碳***的溶解度越小,且比*化*和*化铵都低,便于碳***的析出,即原因是温度越低碳***的溶解度越小,便于析出;
(5)①根据题干,碳***受热分解成碳**、CO2、H2O,Na2CO3与CaCl2发生反应CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,向溶液继续加入CaCl2,如果没有沉淀产生,说明所加CaCl2过量,故a正确;
②反应的化学方程式为①2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,②Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+H2O+2NaCl,得到的碳*钙需要经过过滤、洗涤、干燥后方可称量;设样品中碳***的质量为x,由上两式可得关系式:2NaHCO3~CaCO3;据此列方程:,解得x=,所以碳***的质量分数为×100%=。
【点睛】侯氏制碱法,因为氨气极易溶于水,且其水溶液显碱*,因此再通入CO2,有利于CO2的吸收,提高CO2的原料利用率,同时利用了NaHCO3的溶解度小于碳**的溶解度。
知识点:非金属元素的单质及其化合物
题型:实验,探究题