(2013?朝陽區(qū)二模)某實(shí)驗(yàn)小組把CO
2通入飽和Na
2CO
3溶液制取NaHCO
3,裝置如圖所示(氣密性已檢驗(yàn),部分夾持裝置略):
(1)D中產(chǎn)生NaHCO
3的化學(xué)方程式是
Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3
Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3
.
(2)請(qǐng)結(jié)合化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋B中溶液的作用
CO2在水中存在平衡:CO2+H2O?H2CO3?HCO3-+H+,有H2SO4存在時(shí),可使上述平衡向左移動(dòng),從而減少CO2在水中的溶解,同時(shí)吸收揮發(fā)出來的HCl氣體
CO2在水中存在平衡:CO2+H2O?H2CO3?HCO3-+H+,有H2SO4存在時(shí),可使上述平衡向左移動(dòng),從而減少CO2在水中的溶解,同時(shí)吸收揮發(fā)出來的HCl氣體
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(3)當(dāng)D中有大量白色固體析出時(shí),停止實(shí)驗(yàn),將固體過濾、洗滌、干燥備用.為確定固體的成分,實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)方案如下(稱取一定質(zhì)量的固體,配成1000mL溶液作為樣液,其余固體備用):
①方案1:取樣液與澄清的Ca(OH)
2溶液混合,出現(xiàn)白色沉淀.實(shí)驗(yàn)小組對(duì)現(xiàn)象產(chǎn)生的原理進(jìn)行分析,認(rèn)為該方案不合理,理由是
Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca(OH)2溶液發(fā)生反應(yīng)生成白色沉淀,無法確定固體的成分中是否含有NaHCO3
Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca(OH)2溶液發(fā)生反應(yīng)生成白色沉淀,無法確定固體的成分中是否含有NaHCO3
.
②方案2:取樣液與BaCl
2溶液混合,出現(xiàn)白色沉淀并有氣體產(chǎn)生.實(shí)驗(yàn)小組認(rèn)為固體中存在NaHCO
3,其離子方程式是
2HCO3-+Ba2+=BaCO3↓+CO2↑+H2O
2HCO3-+Ba2+=BaCO3↓+CO2↑+H2O
.該小組認(rèn)為不能確定是否存在Na
2CO
3,你認(rèn)為該結(jié)論是否合理?
合理
合理
.
③方案3:實(shí)驗(yàn)小組中甲、乙同學(xué)利用NaHCO
3的不穩(wěn)定性進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
甲同學(xué):取樣液400mL,用pH計(jì)測溶液pH,再水浴加熱蒸發(fā)至200mL,接下來的操作是
冷卻到室溫,加水至溶液體積為400mL,再次測定pH
冷卻到室溫,加水至溶液體積為400mL,再次測定pH
,結(jié)果表明白色固體中存在NaHCO
3.為進(jìn)一步證明白色固體是否為純凈的NaHCO
3,結(jié)合甲同學(xué)實(shí)驗(yàn),還應(yīng)補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是
取相同質(zhì)量的純凈的NaHCO3配成1000mL溶液,取400mL,重復(fù)甲的實(shí)驗(yàn),進(jìn)行對(duì)照
取相同質(zhì)量的純凈的NaHCO3配成1000mL溶液,取400mL,重復(fù)甲的實(shí)驗(yàn),進(jìn)行對(duì)照
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乙同學(xué):利用儀器測定了固體殘留率
(殘留率=×100%)隨溫度變化的曲線,如圖所示.
a.根據(jù)A點(diǎn)坐標(biāo)得到的結(jié)論是
白色固體為NaHCO3
白色固體為NaHCO3
.
b.根據(jù)B點(diǎn)坐標(biāo),計(jì)算殘留固體中n(NaHCO
3):n(Na
2CO
3)=
1.7
1.7
.
通過上述實(shí)驗(yàn),該小組認(rèn)為,可以向飽和Na
2CO
3溶液中通入過量CO
2制備NaHCO
3.