Question

Na₂CO₃是一種很重要的化學(xué)物質(zhì)，某學(xué)生擬在實(shí)驗(yàn)室中制備．下面是他的實(shí)驗(yàn)過(guò)程．用50mL NaOH溶液吸收CO₂氣體制備Na₂CO₃．為了防止通入的CO₂過(guò)量而生成NaHCO₃，他設(shè)計(jì)了如下步驟：
（�。┯�25mL NaOH溶液吸收過(guò)量的CO₂氣體，至CO₂氣體不再溶解；
（ⅱ）小心煮沸溶液1～2min（此時(shí)NaHCO₃不分解）；
（ⅲ）在得到的溶液中加入另一半（25mL）NaOH溶液，使溶液充分混合．試回答：
（1）他能否制得較純凈的Na₂CO₃

 

（選填“能”或“不能”）請(qǐng)說(shuō)出理由

 

．
（2）按他的設(shè)計(jì)，第（i）步實(shí)驗(yàn)裝置如圖：
①裝置A使用的試劑是石灰石和鹽酸溶液，一般不用純堿代替石灰石，原因是什么？

 

②裝置B使用的試劑是

 

，作用是

 

．
③為了后續(xù)的煮沸、混合等實(shí)驗(yàn)，裝NaOH溶液的容器還可使用

 

（填儀器名稱）．
④有同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)步驟（ⅱ）與（ⅲ）的順序?qū)φ{(diào)，即先混合，再煮沸，更合理，你認(rèn)為對(duì)嗎？

 

（選填“對(duì)”或“不對(duì)”）．為什么？

 

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Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）根據(jù)碳酸氫鈉與氫氧化鈉之間的關(guān)系分析；
（2）①根據(jù)碳酸鈉的性質(zhì)分析，粉末狀碳酸鈉反應(yīng)速率快，價(jià)錢高；
②根據(jù)氣體的成分及實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治�，二氧化碳中含有氯化氫雜質(zhì)氣體；
③為了后續(xù)的煮沸、混合等實(shí)驗(yàn)，裝NaOH溶液的容器還可使用錐形瓶，防止溶液飛濺；
④二氧化碳的性質(zhì)及碳酸氫鈉和氫氧化鈉的物質(zhì)的量之間的關(guān)系分析．

解答： 解：（1）氫氧化鈉和過(guò)量二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉，生成的碳酸氫鈉的物質(zhì)的量與氫氧化鈉 的物質(zhì)的量相等，且碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應(yīng)恰好1：1反應(yīng)生成碳酸鈉，NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O二者恰好完全反應(yīng)，所以能，
故答案為：能；步驟（i）中在生成NaHCO₃時(shí)，過(guò)量溶解的CO₂氣體在步驟（ii）中煮沸時(shí)能除去，步驟（iii）中加入的NaOH恰好能使NaHCO₃完全轉(zhuǎn)化為Na₂CO₃；（2）①碳酸鈉是粉末狀的固體，相同質(zhì)量的石灰石和碳酸鈉，碳酸鈉的接觸面積大，所以反應(yīng)速率快，不利于二氧化碳的吸收，所以不能，
故答案為：純堿與鹽酸反應(yīng)太快，不利于CO₂的吸收，純堿是粉末，不易控制反應(yīng)速率，不經(jīng)濟(jì)，純堿比石灰石貴；
②該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)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(jìn)新的雜質(zhì)，用飽和的碳酸氫鈉溶液吸收氯化氫，
故答案為：飽和的NaHCO₃溶液；除去氯化氫氣體；
③為了后續(xù)的煮沸、混合等實(shí)驗(yàn)，裝NaOH溶液的容器還可使用錐形瓶，故答案為：錐形瓶；
④如果實(shí)驗(yàn)步驟②③的順序?qū)φ{(diào)，溶液中溶解了部分二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)，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(zhì)的量不相等，所以不能恰好完全反應(yīng)生成碳酸鈉，所以不對(duì)，
故答案為：不對(duì)；若不先驅(qū)走溶液中溶解的CO₂氣體，步驟（iii）加入的NaOH將有部分與CO₂反應(yīng)被消耗掉，使NaHCO₃不能完全轉(zhuǎn)化成Na₂CO₃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了鈉的重要化合物的性質(zhì)，要注意的是：除去二氧化碳中的氯化氫氣體不能用飽和的碳酸鈉溶液，雖然氯化氫和碳酸鈉反應(yīng)，但二氧化碳和碳酸鈉反應(yīng)生成，減少了二氧化碳的量，所以不用飽和的碳酸鈉溶液吸收二氧化碳中的氯化氫氣體．