Question

【題目】2016年8月的eLife上發表了浙江醫科大學第二醫院和浙江大學腫瘤研究所的晁明和胡汛等人的一篇論文。媒體以“用十幾塊錢的小蘇打餓死了癌細胞”為題予以報道，報道曲解了小蘇打的作用，但小蘇打在他們治療癌癥的方法中確實功不可沒。在實驗室中模擬工業制取NaHCO3的實驗步驟如下：

①連接好裝置，檢驗氣密性，在儀器內裝入藥品。

②先讓某一裝置發生反應，直到產生的氣體不能再在C中溶解，再通入另一裝置中產生的氣體，片刻后，C中出現固體。繼續向C中通入兩種氣體，直到不再有固體產生。

③分離C中所得的混合物，得到NaHCO3固體。

④向濾液中加入適量的NaCl固體粉末，有NH4Cl晶體析出。

（1）下圖所示裝置的連接順序是：a接___，________接__________；b接____（填接口編號）。___________

（2）A中反應的離子方程式為_____________________；B中常選用的液體反應物為_______；D中應選用的液體為_______。

（3）步驟②讓______裝置先發生反應。

（4）C中用球形干燥管而不用直導管，其作用是________________；裝有無水CaCl2的U形管的作用是_____________________。

（5）步驟③分離出NaHCO3固體的操作是_________。

（6）步驟④中所得的晶體中常含有少量的NaCl和NaHCO3(約占5％~8％)，請設計一個簡單的 實驗，不使用其他任何試劑，證明所得晶體大部分是NH4C1。簡要寫出操作和現象__________________。

Answer 1

【答案】 f e d ，c CaCO3+2H+=Ca2-+H2O+CO2↑ 濃氨水 飽和NaHCO3溶液 B 防止倒吸 吸收多余的NH3 過濾 取少量固體放入試管中，加熱，固體大部分消失，在試管口內壁又有較多的固體凝結

【解析】工業制取碳酸氫鈉的反應為NaCl + CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，即向飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳。考慮到氨氣的溶解度過大，需要注意防倒吸，所以要從c口通入氨氣（干燥管防倒吸），從d通入二氧化碳。實驗室制取二氧化碳應該選用碳酸鈣和稀鹽酸反應，所以裝置為A，考慮到鹽酸揮發，應該先通過飽和碳酸氫鈉溶液（裝置D），除去揮發的HCl。則裝置B為實驗室制取氨氣。根據上述分析得到：

（1）裝置的連接順序為：a接f，e接d；b接c。

（2）A中制取二氧化碳的離子方程式為：CaCO3+2H+=Ca2-+H2O+CO2↑。裝置B為實驗室制取氨氣，選用的方法是將濃氨水滴加到氧化鈣上。D中為飽和碳酸氫鈉溶液，作用是除去揮發的HCl。

（3）為保證氨氣先通入，所以要先讓B裝置進行反應。

（4）C中球形干燥管的作用是防止倒吸。無水氯化鈣的作用是吸收氨氣（生成CaCl2·8NH3）。

（5）碳酸氫鈉從溶液中析出，經過濾得到固體。

（6）氯化銨受熱會分解為氨氣和氯化氫氣體，而氯化鈉對熱穩定，碳酸氫鈉受熱分解得到碳酸鈉固體，即如果主體是大量的氯化銨，其受熱分解后固體會大量減少。考慮到低溫下氨氣和HCl不共存，反應得到NH4Cl固體，所以實驗為：取少量固體放入試管中，加熱，固體大部分消失，在試管口內壁又有較多的固體凝結。