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启普发生器是荷兰科学家设计的实验室气体发生装置,由图中漏斗1和容器2两部分构成;现借助启普发生器及相关装置模拟侯氏制碱法制备日用化学品——NH4Cl和Na2CO3。回答相关问题:
(NaHCO3的制备)
反应原理:NH3+NaCl+CO2+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓
反应装置:
(1)启普发生器中发生的离子反应方程式为___,如果上述装置中导管被堵塞,启普发生器中观察到的现象是___。
(2)仪器3中盛装的试剂是___;已知常温,NaCl的溶解度为35.9g,仪器4中含氨的饱和食盐水的配制方法是将20.0mL浓氨水与8.0gNaCl混合振荡过滤,试推测过滤除去的物质为___。
(3)观察仪器4中CO2流速的方法是___,仪器5中试剂的作用是___。
(4)反应结束后,对仪器4进行冷却并趁冷过滤其中的悬浊液,“趁冷”的目的是___。
(Na2CO3的制备)
(5)将(4)所得固体转移至蒸发皿中加热得到Na2CO3;请设计简单实验证明NaHCO3固体已分解完全___。
(NH4Cl的制备)
(6)向(4)所得母液中加入两种物质并降温,NH4Cl会逐步结晶析出,所加物质的名称是___,过滤NH4Cl晶体后的滤液可以再次循环使用。
CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ 漏斗l中酸液面升高,容器2中酸液而下降 饱和NaHCO3 NaCl 观察仪器4中导管口逸出气泡的快慢 吸收NH3 减小NaHCO3溶解度以提高产率 用一干冷玻璃片靠近蒸发皿上方,如果玻璃片上没有水珠则NaHCO3分解完全 氨气和氯化钠
利用启普发生器制取CO2,制得的CO2中含有HCl等杂质,利用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl,CO2再通入含氨的饱和食盐水中,氨气可能会逸出,利用稀硫酸吸收氨气。
(1)启普发生器中要产生CO2,通过碳酸钙和盐酸反应生成,则离子反应方程式为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑,如果上述装置中导管被堵塞,则启普发生器中气体压强增大,则漏斗l中酸液面升高,容器2中酸液而下降;
(2)仪器3用于除去CO2气体中的HCl气体,则需用饱和NaHCO3;20.0mL浓氨水与8.0gNaCl混合配制溶液,已知NaCl的溶解度为35.9g,则假设20.0mL浓氨水近似20水,能溶解的氯化钠约7.2g,故混合液中未溶解的是NaCl,故过滤除去的物质为NaCl;
(3)CO2从液体中逸出时会产生气泡,故观察仪器4中CO2流速的方法是观察仪器4中导管口逸出气泡的快慢,仪器5位于整套装置的末尾,主要用于尾气处理,其中的硫酸会吸收NH3;
(4)本实验目的是制备NaHCO3,它是可溶性固体,故减少NaHCO3在水中溶解的量能提高产量,因此“趁冷”过滤的目的是减小NaHCO3溶解度以提高产率;
(5)碳酸氢钠固体分解时有水蒸气产生,故要设计简单实验证明NaHCO3固体已分解完全,可用一干冷玻璃片靠近蒸发皿上方,如果玻璃片上没有水珠则NaHCO3分解完全;
(6)过滤出碳酸氢钠所得母液中含Na+、HCO3-、Cl-和NH4+,假如想提取NH4Cl,则需增大Cl-和NH4+的浓度,故可通入NH3和加入NaCl,NH3·H2O和HCO3-反应,则Cl-和NH4+的浓度增大,经降温,会逐步结晶析出NH4Cl。
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