Question

實(shí)驗(yàn)室里臨時(shí)需要用NaOH溶液和CO₂來制取純Na₂CO₃溶液．已知CO₂氣體通入NaOH溶液過程中極易過量生成NaHCO₃，且無明顯現(xiàn)象．
實(shí)驗(yàn)室有下列試劑：①未知濃度的NaOH溶液；②37%的鹽酸；③37%的硫酸；④14%的鹽酸；⑤大理石；⑥K₂CO₃固體；⑦堿式碳酸銅．
實(shí)驗(yàn)室有以下儀器：鐵架臺，啟普發(fā)生器，量筒，燒杯，橡皮管，玻璃導(dǎo)管，分液漏斗．已知下表中各物質(zhì)在常溫時(shí)的溶解度（g/100g H₂O）

Na2CO3	NaHCO3	NaCl	Na2SO4	NaHSO4	NaOH
15.9	8.4	35	35.5	20	40

（1）實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用的儀器：除啟普發(fā)生器，橡皮管，玻璃導(dǎo)管外，還需要：

 

；
（2）為了保證制得的Na₂CO₃溶液盡量純，應(yīng)選用的藥品（填編號）：除①外，還需要：

 

；
（3）簡要敘述實(shí)驗(yàn)步驟，直到制得純Na₂CO₃溶液（儀器安裝可省略）．

 

．
（4）據(jù)實(shí)驗(yàn)給出的溶解度表，求出當(dāng)NaOH溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于

 

時(shí)，在通入CO₂過程中會有晶體析出．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：根據(jù)NaOH+CO₂=NaHCO₃、NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O知，用NaOH溶液和CO₂來制取純Na₂CO₃溶液，如果二氧化碳過量則生成NaHCO₃，如果二氧化碳不足量，則溶液中易存在雜質(zhì)NaOH，為了制取較純凈的Na₂CO₃溶液，應(yīng)該量取兩份相同體積、相同濃度的NaOH溶液，向其中一份中通入過量二氧化碳制取NaHCO₃，然后將制取的NaHCO₃溶液倒入另一份NaOH溶液中即可得到較純凈的Na₂CO₃溶液，據(jù)此分析解答．

解答： 解：根據(jù)NaOH+CO₂=NaHCO₃、NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O知，用NaOH溶液和CO₂來制取純Na₂CO₃溶液，如果二氧化碳過量則生成NaHCO₃，如果二氧化碳不足量，則溶液中易存在雜質(zhì)NaOH，為了制取較純凈的Na₂CO₃溶液，應(yīng)該量取兩份相同體積、相同濃度的NaOH溶液，向其中一份中通入過量二氧化碳制取NaHCO₃，然后將制取的NaHCO₃溶液倒入另一份NaOH溶液中即可得到較純凈的Na₂CO₃溶液，
（1）做該實(shí)驗(yàn)需要制取二氧化碳，制取二氧化碳時(shí)需要啟普發(fā)生器、橡皮管、玻璃導(dǎo)管，還需要燒杯盛放氫氧化鈉溶液，量筒量取溶液，故答案為：燒杯、量筒；      
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)需要制取碳酸氫鈉溶液，制取碳酸氫鈉溶液時(shí)除了需要NaOH溶液外還需要二氧化碳，實(shí)驗(yàn)室用稀鹽酸和大理石制備二氧化碳，故選④⑤；
（3）根據(jù)分析知，其操作步驟為：①量取一定量的NaOH溶液分成兩等份，
②制取CO₂，向其中一份NaOH溶液中通人過量的CO₂氣體，
③將兩份溶液混合搖勻，
故答案為：①量取一定量的NaOH溶液分成兩等份，
②制取CO₂，向其中一份NaOH溶液中通人過量的CO₂氣體，
③將兩份溶液混合搖勻；                             
（4）根據(jù)溶解性表知，NaHCO₃溶液達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，繼續(xù)通入二氧化碳會導(dǎo)致溶液成為過飽和溶液，有NaHCO₃析出，假設(shè)NaHCO₃飽和溶液中水的質(zhì)量是100g，根據(jù)溶解度表知，溶液中NaHCO₃質(zhì)量為8.4g，根據(jù)Na原子守恒得m（NaOH）=

m(NaHCO3)

M(NaHCO3)

M(NaOH)=

8.4g

84g/mol

×40g/mol=4g，
則氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

4g

100g+4g

×100%=3.85%，
故答案為：3.85%．

點(diǎn)評：本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，側(cè)重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、知識運(yùn)用能力，明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵，結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，題目難度中等．