Question

（2011?平頂山二模）碳酸鈉俗稱純堿、蘇打，是一種常用的日用化學品．在實驗室里，可用如圖所示裝置，以氯化鈉、二氧化碳、氨等為原料制備純堿．實驗時，先檢驗裝置的氣密性，再向各儀器中加入試劑，打開啟普發(fā)生器（裝置A）活塞，產生二氧化碳氣體，制備純堿．請回答以下有關問題：

（1）碳酸氫鈉受熱分解的化學方程式為

2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑

；實驗時裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

；C裝置的錐形瓶中，裝有含氨的飽和食鹽水，則溶液1應為

飽和碳酸氫鈉溶液

，溶液2應為

稀硫酸

．
（2）實驗中，要注意控制二氧化碳的通入速度（以出現(xiàn)能數(shù)得清的連續(xù)氣泡為好）和水浴的溫度．實驗中不能過快的通入二氧化碳的目的是

增大二氧化碳的吸收率

．化學實驗中水浴加熱法的優(yōu)點為

利于控制反應體系的溫度和使其受熱均勻

．
實驗時，錐形瓶中產生了NH₄HCO₃、NaCl、NaHCO₃和NH₄Cl的混合液．右表是四種化合物在部分溫度下的溶解度．由表中數(shù)據(jù)可知，反應時水浴的溫度不能超過

40

℃．反應結束，將反應混合液冷卻到15℃左右，析出的固體應主要含有

NaHCO₃

（填化學式）．

溫度	10℃	20℃	30℃	40℃
氯化鈉	35.8	36.0	36.3	36.6
碳酸氫銨	15.8	21.0	27.0	分解
碳酸氫鈉	8.1	9.6	11.1	12.7
氯化銨	33.3	37.2	41.4	45.8

（3）飽和食鹽水，還可以通過電解過程制取燒堿．制備過程中，燒堿溶液主要在電解池的

陰

極區(qū)產生，原因是

該極區(qū)氫離子放電，產生出氫氧根離子

．

Answer 1

分析：（1）碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水、二氧化碳；依據(jù)裝置圖分析可知A裝置是制取二氧化碳氣體的裝置，利用碳酸鈣和鹽酸反應生成，避免二氧化碳氣體中的氯化氫進入C影響晶體析出，先通過飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫；反應過程中氨氣是污染氣體，不能排放到大氣中，需要進行尾氣吸收；
（2）實驗中不能過快的通入二氧化碳，保證二氧化碳充分吸收反應，提高二氧化碳氣體的利用率，水浴加熱的優(yōu)點是加熱均勻，溫度易于控制；依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，水浴溫度不能超過40°C，因為溫度再高碳酸氫銨分解，碳酸氫鈉不利于析出；
（3）電解飽和食鹽水，陰極氫離子得到電子生成氫氣，電極附近氫氧根離子濃度增大；

解答：解：（1）碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水、二氧化碳，反應的化學方程式為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑； A裝置是制取二氧化碳氣體的裝置，利用碳酸鈣和鹽酸反應生成，反應的化學方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；為避免二氧化碳中的氯化氫進入C影響晶體析出，先通過飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫；反應過程中氨氣是污染氣體，不能排放到大氣中，需要進行尾氣吸收；
故答案為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑； 飽和碳酸氫鈉溶液；稀硫酸；
（2）實驗中，要注意控制二氧化碳的通入速度（以出現(xiàn)能數(shù)得清的連續(xù)氣泡為好）和水浴的溫度．實驗中不能過快的通入二氧化碳的目的是：增大二氧化碳的吸收率； 水浴加熱的優(yōu)點是：利于控制反應體系的溫度和使其受熱均勻；依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，水浴溫度不能超過40°C，因為溫度再高碳酸氫銨分解，碳酸氫鈉晶體不利于析出；將反應混合液冷卻到15℃左右，碳酸氫鈉的溶解度最小，析出的固體應主要含有NaHCO₃；
故答案為：增大二氧化碳的吸收率；利于控制反應體系的溫度和使其受熱均勻；40；   NaHCO₃；
（3）電解飽和食鹽水，陰極氫離子得到電子生成氫氣，電極附近氫氧根離子濃度增大，氫原子氫氧化鈉在陰極附近生成；
故答案為：陰； 該極區(qū)氫離子放電，產生出氫氧根離子；

點評：本題考查了實驗室利用工業(yè)制純堿的原理制備碳酸鈉的實驗設計和裝置分析，碳酸氫鈉的溶解度分析，實驗操作注意問題是解題的關鍵，題目難度中等．