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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 碳酸氢钠 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等） 试题正文
  • 实验题
    我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl等物质溶解度的差异，以食盐、氨气、二氧化碳等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。下面是在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的装置和实验步骤：
    第一步：连接好装置，检验气密性，在仪器内装入药品。
    第二步：先让一装置发生反应，直到产生的气体不能再在C中溶解时，再通入另一装置中产生的气体，片刻后，C中出现固体。继续向C中通入两种气体，直到不再有固体产生。
    第三步：过滤C中所得的混合物，得到NaHCO3固体。
    第四步：向滤液中加入适量的NaCl粉末，又有晶体析出，……

    请回答下列问题：
    （1）装置的连接顺序是：（a）接（_____）→（_____）接（____）；（b）接（____）
    （2）A中常选用的固体反应物为_________；D中应选用的液体为_____________；
    （3）B装置中分液漏斗内所加试剂为_________；第二步中必须先让________装置先发生反应。C中用球形干燥管而不用直导管，其作用是__________；
    （4）第四步分离所得的晶体中含有多种成分，试证明其中含有NH4Cl，简要写出操作过程和现象________________________。
    本题信息：2011年专项题化学实验题难度较难 来源:杨云霞
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本试题 “我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl等物质溶解度的差异，以食盐、氨气、二氧化碳等为原料先制得Na...” 主要考查您对

碳酸氢钠

其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）

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  • 碳酸氢钠
  • 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）

碳酸氢钠(NaHCO3)：

(1)俗名：小苏打；细小白色晶体，溶解度小于Na2CO3，受热易分解，可用于治疗胃酸过多、发酵剂
(2)与H+反应：HCO3-+H+==CO2↑+H2O
(3)与NaOH反应：HCO3-+OH-==CO32-+H2O
(4)与石灰水反应：生成CaCO3沉淀
(5)与BaCl2和CO2不反应


碳酸氢钠的物理性质：

碳酸氢钠为白色晶体，或不透明单斜晶系细微结晶。比重2.15g。无臭、味咸，可溶于水，不溶于乙醇。其水溶液因水解而呈微碱性，常温中性质稳定，受热易分解，在50℃以上迅速分解，在270℃时完全失去二氧化碳，在干燥空气中无变化，在潮湿空气中缓慢分解。溶解度：7.8g，18℃；16.0g，60℃。

碳酸氢钠的用途：

碳酸氢钠可直接作为制药工业的原料，用于治疗胃酸过多。


Na2CO3、NaHCO3的性质比较：

表示 名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗称 苏打 小苏打
物理性质 色态 白色粉末 白色晶体
溶解性 易溶于水 能溶于水
化学性质 与盐酸反应 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
热稳定性 很稳定 受热分解：2NaHCO3=（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑
与NaOH反应 不反应 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
相互转化 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
2NaHCO3=（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑

Na2CO3、NaHCO3的鉴别：

Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较：


碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结：

(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示；
(2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；
(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)；
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1,其他比例时的图像略)。


实验室制取甲烷（CH4）：

(1)反应原理：CH3COONa＋NaOHCH4＋Na2CO3
(2)发生装置：固+固气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法/向下排空气法
(5)尾气处理：无
(6)检验方法：①点燃，淡蓝色火焰，燃烧产物是H2O和CO2

实验室制取一氧化氮（NO）：

(1)反应原理：3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法
(5)尾气处理：收集法（塑料袋）
(6)检验方法：无色气体，暴露于空气中立即变为红棕色

实验室制取二氧化氮（NO2）：

(1)反应原理：Cu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：碱液吸收 (3NO2+H2O==2HNO3+NO;NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O)

实验室制取氯化氢（HCl）：
(1)反应原理：2NaCl＋H2SO4Na2SO4＋2HCl?
(2)发生装置：固＋液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：水（防倒吸装置）
(6)检验方法：①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②靠近浓氨水冒白烟

五水硫酸铜的制备：

(1)实验原理：铜是不活泼金属，不能直接和稀硫酸发生反应制备硫酸铜，必须加入氧化剂。在浓硝酸和稀硫酸的混合液中，浓硝酸将铜氧化成Cu2+，Cu2+与SO42-结合得到硫酸铜： Cu+2HNO3+H2SO4====CuSO4+2NO2+2H2O 未反应的铜屑（不溶性杂质）用倾滗法除去。利用硝酸铜的溶解度在0～100℃范围内均大于硫酸铜溶解度的性质，溶液经蒸发浓缩析出硫酸铜，经过滤与可溶性杂质硝酸铜分离，得到粗产品。硫酸铜的溶解度随温度升高而增大，可用重结晶法提纯。在粗产品硫酸铜中，加适量水，加热成饱和溶液，趁热过滤除去不溶性杂质。滤液冷却，析出硫酸铜，过滤，与可溶性杂质分离，得到纯的硫酸铜。


(2)实验步骤
①称量1.5g铜屑，灼烧至表面呈现黑色，冷却；
②加5.5mL3mol/L硫酸，2.5mL浓硝酸，反应平稳后水浴加热，补加2.5mL3mol/L硫酸，0.5mL浓硝酸；
③铜近于完全溶解后，趁热倾滗法分离；
④水浴加热，蒸发浓缩至结晶膜出现；
⑤冷却、过滤；
⑥粗产品以1.2mL水/g的比例，加热溶于水，趁热过滤；
⑦滤液冷却、过滤、晾干，得到纯净的硫酸铜晶体。
⑧称重，计算产率。

实验室制取硫化氢（H2S）：

(1)反应原理：FeS＋2HCl→H2S↑＋FeCl2
(2)发生装置：固+液→气（启普发生器）
(3)净化方法：饱和NaHS（除HCl），固体CaCl2（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：CuSO4溶液或碱液吸收（H2S+2NaOH==Na2S+H2O或H2S+NaOH==NaHS+H2O）
(6)检验方法：①湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②湿润的醋酸试纸黑
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