我國化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”為世界制堿工業(yè)作出了突出貢獻(xiàn)。他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl等物質(zhì)溶解度的差異，以食鹽、NH3和CO2為原料制得NaHCO3，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿。相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)有：①NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3；②NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl；③2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑。某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)模擬“侯氏制堿法”，提出下列三種制備NaHCO3的實(shí)驗(yàn)方案。

方案1：分別將CO2和NH3通入到飽和食鹽水中；

方案2：將CO2通入到含NH3的飽和食鹽水中；

方案3：將NH3通入到含CO2的飽和食鹽水中。

(1)經(jīng)過討論，大家一致認(rèn)為方案2較合理，請說明方案3的不足之處

________________________________________________________________________。

(2)根據(jù)方案2，某同學(xué)設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)步驟和裝置圖：

步驟1：配制含氨的飽和食鹽水。在100 mL錐形瓶中加入20 mL氨水(體積比1∶1)，再加入8 g食鹽，塞緊橡皮塞，振蕩幾分鐘，過濾除去不溶物，得到含氨的飽和食鹽水。

步驟2：制備NaHCO3。按圖組裝實(shí)驗(yàn)裝置，先檢查裝置的氣密性，再向各儀器中加入相應(yīng)的試劑制備NaHCO3。實(shí)驗(yàn)過程中，需要控制溫度在30～35 ℃(大于35 ℃時NH4HCO3會分解)和CO2的通入速度(以出現(xiàn)能數(shù)得清的連續(xù)氣泡為宜)。反應(yīng)結(jié)束后，把錐形瓶浸入冷水中，使較多的晶體析出，過濾、洗滌。

請回答下列問題：

①為控制反應(yīng)溫度在30～35 ℃，應(yīng)采用的操作方法是________________________。

②裝置B中的試劑是__________________，它的作用是__________________________。

③檢驗(yàn)步驟2中所得晶體是NaHCO3而不是NaCl的實(shí)驗(yàn)方法和現(xiàn)象是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

④設(shè)計一個簡單的實(shí)驗(yàn)方案證明Na2CO3溶液呈堿性是由CO32-引起的

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

 

【答案】

(1)CO2在水(或飽和食鹽水)中溶解度小，不利于NaHCO3的生成

(2)①水浴控溫

②飽和NaHCO3溶液　除去CO2氣體中的HCl氣體

③取少量晶體于試管中，向其中加入適量鹽酸，反應(yīng)劇烈冒出大量氣泡，最后剩余物全部溶解，說明得到的晶體為NaHCO3(如果加入鹽酸后晶體全部溶解而無氣泡產(chǎn)生，則得到的晶體可能是食鹽)

④先向少量Na2CO3溶液中滴入酚酞溶液，溶液顯紅色；再向該溶液中滴入過量CaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，且溶液的紅色退去

【解析】

試題分析：本題的命題意圖是考查分析實(shí)驗(yàn)方案的能力。知識依托是“侯氏制堿法”的反應(yīng)原理(已提示)。其實(shí)驗(yàn)過程大致為：先用石灰石和稀鹽酸制取CO2(A裝置)，然后用飽和NaHCO3溶液除去CO2氣體中混有的HCl氣體(B裝置)，再將純凈的CO2氣體通入溶有氨的飽和食鹽水中，即得NaHCO3(C裝置)。用加稀鹽酸或加稀H2SO4的方法可以區(qū)分NaHCO3和NaCl，前者遇酸逸出氣體，而后者不能。向少量Na2CO3溶液中滴入酚酞溶液，溶液顯紅色，可說明溶液呈堿性，再向該溶液中滴入過量CaCl2溶液，使CO32-被Ca2＋完全沉淀掉，溶液的紅色退去，可說明Na2CO3溶液的堿性是由CO32-引起的。

考點(diǎn)：考查碳酸鈉制備原理的有關(guān)判斷以及化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作

點(diǎn)評：該題是高考中的常見考點(diǎn)和題型，屬于中等難度試題的考查，試題綜合性強(qiáng)，在注重對學(xué)生基礎(chǔ)知識鞏固和訓(xùn)練的同時，側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識解決實(shí)際問題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計能力。該題的關(guān)鍵是明確侯氏制堿法的原理，然后結(jié)合題意靈活運(yùn)用即可。該類試題主要是常見儀器的選用、實(shí)驗(yàn)基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)基本操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性及靈活運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（2009?廣東模擬）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(xiàn)．他以NaCl、NH3、CO2等為原料先制得NaHCO3，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿．有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3；
NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；
2NaHCO3 
  △  
.
 
Na2CO3+CO2↑+H2O
（1）碳酸氫銨與飽和食鹽水反應(yīng)，能析出碳酸氫鈉晶體的原因是
C
C

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(jié)晶析出
（2）某探究活動小組根據(jù)上述制堿原理，進(jìn)行碳酸氫鈉的制備實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們按各自設(shè)計的方案實(shí)驗(yàn)．
①一位同學(xué)將二氧化碳?xì)怏w通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉，實(shí)驗(yàn)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(guān)問題：
（Ⅰ）乙裝置中的試劑是
飽和碳酸氫鈉溶液
飽和碳酸氫鈉溶液
；
（Ⅱ）丁裝置中稀硫酸的作用是
吸收未反應(yīng)的NH3
吸收未反應(yīng)的NH3
；
（Ⅲ）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，分離出NaHCO3 晶體的操作是
過濾
過濾
（填分離操作的名稱）．
②另一位同學(xué)用圖中戊裝置（其它裝置未畫出）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)時，須先從
a
a
管通入
NH3
NH3
 氣體，再從
b
b
管中通入
CO2
CO2
氣體；
（Ⅱ）有同學(xué)建議在戊裝置的b管下端連接己裝置，理由是
增大氣體與溶液接觸面積，提高CO2吸收率
增大氣體與溶液接觸面積，提高CO2吸收率
；
（3）請你再寫出一種實(shí)驗(yàn)室制取少量碳酸氫鈉的方法：
用碳酸氫銨與適量飽和食鹽水反應(yīng)或往燒堿溶液中通入過量CO2；或往飽和Na2CO3溶液中通入過量CO2等
用碳酸氫銨與適量飽和食鹽水反應(yīng)或往燒堿溶液中通入過量CO2；或往飽和Na2CO3溶液中通入過量CO2等
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

我國化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)作出了突出貢獻(xiàn)。他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl等物質(zhì)溶解度的差異，以食鹽、氨氣、二氧化碳等為原料制得NaHCO3，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿。以下A、B、C、D四個裝置可組裝成實(shí)驗(yàn)室模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的實(shí)驗(yàn)裝置。裝置中分別盛有以下試劑：B：稀硫酸  C：鹽酸、碳酸鈣  D：含氨的飽和食鹽水、水

四種鹽在不同溫度下的溶解度（g/100 g水）表

(說明：①＞35 ℃ NH4HCO3會有分解）

請回答以下問題：

（1）裝置的連接順序應(yīng)是_________________________（填字母）。

（2）A裝置中盛放的試劑是_________，其作用是____________________________________。

（3）在實(shí)驗(yàn)過程中，需要控制D溫度在30—35 ℃，原因是___________________________。為了便于控制此溫度范圍，采取的加熱方法為____________________________________。

（4）反應(yīng)結(jié)束后，將錐形瓶浸在冷水中，析出NaHCO3晶體的原因是____________。用蒸餾水洗滌NaHCO3晶體的目的是除去___________________________雜質(zhì)（以化學(xué)式表示）。

（5）將錐形瓶中的產(chǎn)物過濾后，所得的母液中含有______________（以化學(xué)式表示），可加入氯化氫，并進(jìn)行_________操作，使NaCl溶液循環(huán)使用，同時可回收NH4Cl。

（6）測試純堿產(chǎn)品中NaHCO3含量的方法是：準(zhǔn)確稱取純堿樣品W g，放入錐形瓶中加蒸餾水溶解，加1—2滴酚酞指示劑，用物質(zhì)的量濃度為c( mol·L-1)的HCl溶液滴定至溶液由紅色到無色（指示+H+====反應(yīng)的終點(diǎn)），所用HCl溶液體積為V1 mL，再加1—2滴甲基橙指示劑，繼續(xù)用HCl溶液滴定至溶液由黃變橙，所用HCl溶液總體積為V2 mL。寫出純堿樣品中NaHCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算式：w(NaHCO3)=_________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

我國化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)作出了突出貢獻(xiàn)。他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl等物質(zhì)溶解度的差異b以食鹽、氨氣、二氧化碳等為原料先制得NaHCO3，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿。下面是在實(shí)驗(yàn)室中模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的裝置和實(shí)驗(yàn)步驟：

第一步：連接好裝置，檢驗(yàn)氣密性，在儀器內(nèi)裝入藥品。

第二步：先讓一裝置發(fā)生反應(yīng)，直到產(chǎn)生的氣體不能再在C中溶解時，再通入另一裝置中產(chǎn)生的氣體，片刻后，C中出現(xiàn)固體。繼續(xù)向C中通入兩種氣體，直到不再有固體產(chǎn)生。

第三步：過濾C中所得的混合物，得到NaHCO3固體。

第四步：向?yàn)V液中加入適量的NaCl粉末，又有晶體析出，……

請回答下列問題：

(1)裝置的連接順序是：(a)接(_________)(_________)接(_________)；

(b)接(_________)。

(2)A中常選用的固體反應(yīng)物為_________；D中應(yīng)選用的液體為_________。

(3)B裝置中分液漏斗內(nèi)所加試劑為_________；第二步中必須先讓_________裝置發(fā)生反應(yīng)。c中用球形干燥管而不用直導(dǎo)管，其作用是_________。

(4)第四步分離所得的晶體中含有多種成分，試證明其中含有NH4CI，簡要寫出操作過程和現(xiàn)象____________________。

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科目：高中化學(xué) 來源：2012屆高三上學(xué)期單元測試（6）化學(xué)試卷（新人教版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

（10分）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(xiàn)。他利用NaHCO3、NaCl、NH4C1等物質(zhì)溶解度的差異，以食鹽、氨氣、二氧化碳等為原料制得NaHCO3，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿。以下A、B、C、D四個裝置可組裝成實(shí)驗(yàn)室模擬 “侯氏制堿法”制取NaHCO3的實(shí)驗(yàn)裝置。裝置中分別盛有以下試劑：B：稀硫酸；C：鹽酸、碳酸鈣；D：含氨的飽和食鹽水、水

四種鹽在不同溫度下的溶解度（g／100g水）表

 
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
60℃
100℃
NaCl
35．7
35．8
36．0
36_3
36．6
37．0
37．3
39．8
NH4HCO3
11．9
15．8
21．0
27．0
—①
—
—
—
NaHCO3
6．9
8．1
9．6
11．1
12．7
14．5
16．4
 
NH4Cl
29．4
33．3
37．2[來源:Z|xx|k.Com]
41．4
45．8[來源:Z*xx*k.Com]
50．4
55．3
77．3
（說明：①>35℃NH4HCO3會有分解）
請回答以下問題：
（1）裝置的連接順序應(yīng)是         （填字母）。
（2）A裝置中盛放的試劑是         ，其作用是              。
（3）在實(shí)驗(yàn)過程中，需要控制D溫度在30℃～35℃，原因是                  。
（4）反應(yīng)結(jié)束后，將錐形瓶浸在冷水中，析出NaHCO3晶體。用蒸餾水洗滌NaHCO3晶體的目的是除去            雜質(zhì)（以化學(xué)式表示）
（5）將錐形瓶中的產(chǎn)物過濾后，所得的母液中含有        （以化學(xué)式表示），加入氯化氫，并進(jìn)行           操作，使NaCl溶液循環(huán)使用，同時可回收NH4C1。

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科目：高中化學(xué) 來源：2012屆四川省資中縣高三零模考試?yán)砭C試題（化學(xué)部分） 題型：實(shí)驗(yàn)題

（14分）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(xiàn)。他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl等物質(zhì)溶解度的差異，以食鹽、氨氣、二氧化碳等為原料先制得NaHCO3，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿。下面是在實(shí)驗(yàn)室中模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的實(shí)驗(yàn)步驟：
第一步：連接好裝置，檢驗(yàn)氣密性，在儀器內(nèi)裝入藥品。
第二步：先讓一裝置發(fā)生反應(yīng)，直到產(chǎn)生的氣體不能再在C中溶解時，再通入另一裝置中產(chǎn)生的氣體，片刻后，C中出現(xiàn)固體。繼續(xù)向C中通入兩種氣體，直到不再有固體產(chǎn)生。
第三步：過濾C中所得的混合物，得到NaHCO3固體。
第四步：向?yàn)V液中加入適量的NaCl粉末，有NH4Cl晶體析出。……
請回答下列問題：
(1)裝置的連接順序是：(a)接(  ) (  )接(  )；(b)接(  )

(2)A中常選用的固體反應(yīng)物為____________；D中應(yīng)選用的液體為___________ （填化學(xué)式）
(3)第二步驟中必須先讓________裝置先發(fā)生反應(yīng)。
(4)C中用球形干燥管而不用直導(dǎo)管，其作用是____________________________，C中廣口瓶內(nèi)產(chǎn)生固體的總化學(xué)方程式為                                                  。
(5)在第四步中分離NH4Cl晶體的操作是________________（填操作名稱）；其所得的NH4Cl晶體中常含有少量的NaCl和NaHCO3約占5%—8%），請設(shè)計一個簡單的實(shí)驗(yàn)證明所得固體的成分中含有Na＋。簡要寫出操作和現(xiàn)象                                        。

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同步練習(xí)冊答案