问题 问答题

某化学小组模拟“侯氏制碱法”,以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及图1所示装置制取NaHCO3,反应的化学方程式为:

NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl.然后再将NaHCO3制成Na2CO3

(1)装置乙的作用是______.为防止污染空气,尾气中含有的______需要进行吸收处理.

(2)由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有______、洗涤、灼烧.

(3)若在(2)中灼烧的时间较短,NaHCO3将分解不完全,该小组对一份加热了t1min的NaHCO3样品的组成进行了研究.取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌.随着盐酸的加入,溶液中有关离子的物质的量的变化如图2所示.则曲线c对应的溶液中的离子是______(填离子符号);该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是______.

(4)若取10.5gNaHCO3固体,加热了t1min后,剩余固体的质量为7.4g.如果把此剩余固体全部加入到200mL1mol/L的盐酸中,则充分反应后溶液中H+的物质的量浓度为______(设溶液体积变化忽略不计).

答案

(1)装置甲是制备二氧化碳气体的反应装置,生成的二氧化碳气体中含有氯化氢气体,对制备碳酸氢钠有影响,装置乙的作用是吸收氯化氢气体;最后的尾气中含有氨气不能排放到空气中,需要进行尾气吸收;

故答案为:吸收HCl;NH3

(2)由装置丙中产生的NaHCO3发生的反应为,NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl;制取Na2CO3时需要过滤得到晶体,洗涤后加热灼烧得到碳酸钠;

故答案为:过滤;

(3)若在(2)中灼烧的时间较短,NaHCO3将分解不完全,该小组对一份加热了t1min的NaHCO3样品的组成进行了研究.取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌.随着盐酸的加入,发生反应 CO32-+H+=HCO3-; HCO3-+H+=CO2↑+H2O;溶液中有关离子的物质的量的变化为碳酸根离子减小,碳酸氢根离子浓度增大,当碳酸根离子全部转化为碳酸氢根离子,再滴入盐酸和碳酸氢根离子反应生成二氧化碳,碳酸氢根离子减小,所以c曲线表示的是碳酸氢根离子浓度变化;碳酸根离子浓度0.2mol/L;碳酸氢根离子浓度为0.1mol/L;样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是1:2;

故答案为:HCO3-; 1:2;

(4)若取10.5gNaHCO3固体物质的量=

10.5g
84g/mol
=0.125mol,加热了t1min后,剩余固体的质量为7.4g.依据化学方程式存在的质量变化计算:

2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O△m

21 62

0.1mol 0.05mol 10.5g-7.4g

反应后NaHCO3物质的量=0.125mol-0.1mol=0.025mol;NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;消耗氯化氢物质的量0.025mol;

Na2CO3物质的量=0.05mol,Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,消耗氯化氢物质的量0.1mol;

剩余氯化氢物质的量=0.200L×1mol/L-0.025mol-0.1mol=0.075mol,剩余溶液中c(H+)=

0.075mol
0.2L
=0.375mol/L

故答案为:0.375mol/L

选择题
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