Question

2．某同學擬用50mlNaOH溶液吸收CO₂氣體制備Na₂CO₃溶液．為了防止通入的CO₂氣體過量生產NaHCO₃，他設計了如下實驗步驟：
①取25mL　NaOH溶液吸收過量的CO₂氣體，至CO₂氣體不再溶解；
②小心煮沸溶液1～2min；
③在得到的溶液中加入另一半（25mL）NaOH溶液，使溶液充分混合．
（1）他能否制得較純凈的Na₂CO₃？能．理由是NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O二者恰好完全反應．
（2）按他的設計，第①步實驗裝置如圖所示．裝置A使用的試劑是石灰石和鹽酸溶液．可否使用純堿代替石灰石？不能；裝置B使用的試劑是飽和的NaHCO3溶液，作用是除去氯化氫氣體．
（3）有人認為實驗步驟②③的順序對調，即先混合再煮沸更合理，你認為對嗎？為什么？不對，過量的CO₂消耗NaOH，不能使NaHCO₃全部轉化為Na₂CO₃．

Answer 1

分析 氫氧化鈉與而足量二氧化碳的反應：NaOH+H₂O+CO₂=NaHCO₃，
NaHCO₃與氫氧化鈉反應：NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O，
（1）根據碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應恰好1：1反應生成碳酸鈉；
（2）相同質量的石灰石和碳酸鈉，碳酸鈉的接觸面積大，所以反應速率快，不利于二氧化碳的吸收；石灰石與鹽酸為放熱反應，鹽酸揮發(fā)出氯化氫氣體，制得的二氧化碳氣體中有氯化氫，B裝置選擇碳酸氫鈉除去氯化氫氣體；
（3）如果實驗步驟②③的順序對調，溶液中溶解了部分二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈉反應，使氫氧化鈉的量減少，混合液中碳酸氫鈉和氫氧化鈉的物質的量不相等，所以不能恰好完全反應生成碳酸鈉．

解答 解：（1）氫氧化鈉和過量二氧化碳反應生成碳酸氫鈉，生成的碳酸氫鈉的物質的量與氫氧化鈉 的物質的量相等，且碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應恰好1：1反應生成碳酸鈉，所以能；
故答案為：能；NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O二者恰好完全反應；
（2）碳酸鈉是粉末狀的固體，相同質量的石灰石和碳酸鈉，碳酸鈉的接觸面積大，所以反應速率快，不利于二氧化碳的吸收，所以不能；該反應是放熱反應，隨著反應的進行，溶液的溫度升高，鹽酸具有揮發(fā)性，所以生成的二氧化碳中含有氯化氫氣體，為了除去二氧化碳中的氯化氫氣體又不引進新的雜質，用飽和的碳酸氫鈉溶液吸收氯化氫；
故答案為：不能；飽和的NaHCO₃溶液；除去氯化氫氣體；
（3）如果實驗步驟②③的順序對調，溶液中溶解了部分二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈉反應，使氫氧化鈉的量減少，混合液中碳酸氫鈉和氫氧化鈉的物質的量不相等，所以不能恰好完全反應生成碳酸鈉，所以不對；
故答案為：不對，過量的CO₂消耗NaOH，不能使NaHCO₃全部轉化為Na₂CO₃．

點評 考查學生對于實驗方案的理解、實驗裝置的理解、試劑的選擇、難度中等，（2）中試劑的選擇為易錯點，容易選擇碳酸鈉溶液，注意碳酸鈉可以吸收二氧化碳和反應與物質量的關系．