我國化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻.他以NaCl、NH
3、CO
2等為原料先制得NaHCO
3,進而生產出純堿.有關反應的化學方程式為:
NH
3+CO
2+H
2O═NH
4HCO
3;
NH
4HCO
3+NaCl═NaHCO
3↓+NH
4Cl;
2NaHCO
3Na
2CO
3+CO
2↑+H
2O
回答下列問題:
(1)碳酸氫銨與飽和食鹽水反應,能析出碳酸氫鈉晶體的原因是______(填字母標號).
a.碳酸氫鈉難溶于水 b.碳酸氫鈉受熱易分解 c.碳酸氫鈉的溶解度相對較小,所以在溶液中首先結晶析出
(2)某探究活動小組根據上述制堿原理,進行碳酸氫鈉的制備實驗,同學們按各自設計的方案實驗.
①一位同學將二氧化碳氣體通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉,實驗裝置如下圖所示(圖中夾持、固定用的儀器未畫出).
試回答下列有關問題:
(Ⅰ)乙裝置中的試劑是 飽和的碳酸氫鈉溶液,作用是______;
(Ⅱ)丁裝置中稀硫酸的作用是______;
(Ⅲ)實驗結束后,分離出NaHCO
3晶體的操作是______(填分離操作的名稱).
②另一位同學用圖中戊裝置(其它裝置未畫出)進行實驗.
(Ⅰ)實驗時,須先從______管通入______氣體;
(Ⅱ)有同學建議在戊裝置的b管下端連接己裝置,理由是______;
(3)請你再寫出一種實驗室制取少量碳酸氫鈉的方法:______.
(4)“純堿中常常會混有少量氯化鈉.”某研究性學習小組以一包純堿(只考慮含氯化鈉)為研究對象,探究純堿樣品中碳酸鈉的含量.
【實驗設計】
甲方案
Ⅰ.設計思路:根據樣品與氯化鈣溶液反應生成沉淀碳酸鈣的質量,求出碳酸鈉的質量,再計算樣品中碳酸鈉的質量分數.
Ⅱ.操作步驟:稱取13.25g純堿樣品,加入過量的氯化鈣溶液,充分攪拌.過濾、洗滌、干燥,得到的白色沉淀10.00g.
Ⅲ.數據處理:請根據上述實驗數據,計算該樣品中碳酸鈉的質量分數.
計算過程:
______
乙方案
I.設計思路:根據樣品(質量為a g)與稀硫酸完全反應生成二氧化碳的質量(質量為b g),求出碳酸鈉的質量,再計算樣品中碳酸鈉的質量分數.
II.實驗結論:
(1)當a、b的質量關系滿足______(填寫含a、b字母的表達式,下同)時,純堿樣品中只含有碳酸鈉,樣品中碳酸鈉的質量分數是100%.
(2)當a、b的質量關系滿足______時,純堿樣品室有碳酸鈉和少量氯化鈉組成的混合物,樣品中碳酸鈉的質量分數是______.
【實驗評價】
誤差分析:
(一)甲方案中,白色沉淀的質量在過濾、干燥等操作過程中會有所損耗,造成計算結果與實際值相比偏。绻麑⒙然}溶液換成氯化鋇溶液,則可以使誤差減小,理由是______.
(二)乙方案中,有部分生成的二氧化碳氣體因溶解于水而沒有全部逸出,造成計算結果與實際值相比______(填“偏大”、“偏小”、或“不變”).