Question

【題目】Na2CO3是一種很重要的化學物質，某學生擬在實驗室中制備Na2CO3。下面是他的制備實驗過程：

將50mL NaOH溶液吸收CO2氣體，制備Na2CO3溶液。為了防止通入的CO2氣體過量，生成NaHCO3，他設計了如下實驗步驟：(I)用25mL NaOH溶液吸收過量的CO2氣體，至CO2氣體不再溶解；(II)小心煮沸溶液1～2分鐘；(III)在得到的溶液中加入另一半(25mL)NaOH溶液，使溶液充分混合。

(1)(II)中煮沸溶液的目的是 。

(III)中混合另一半NaOH溶液后發生的反應是 。(寫離子方程式)

(2)按該同學的設計，第(I)步實驗裝置如下：

①裝置A使用的試劑是 (固體)和 溶液；

②裝置B使用的試劑最好是 (選擇：水、飽和NaOH溶液、飽和Na2CO3溶液、飽和NaHCO3溶液)，作用是 ；寫出B中可能發生的離子方程式 ，如果不用B裝置，最終得到的Na2CO3溶液中可能存在的雜質有 。

③有人認為實驗步驟(II)、(III)的順序對調，即先混合，再煮沸，更合理，你認為 (填“合理”或“不合理”)。原因為 。

Answer 1

【答案】(1)除去過量或多余的CO2氣體，防止碳酸氫鈉分解。

OH-+HCO3-=CO32-+H2O

(2)①石灰石 鹽酸②飽和碳酸氫鈉溶液

除去CO2氣體中混有的HCl氣體 H++HCO3-=CO2↑+H2O

NaCl NaOH

不合理 過量的二氧化碳會與氫氧化鈉反應生成碳酸氫鈉,導致產物不純

【解析】

試題分析：(1)在(Ⅱ)中煮沸溶液的目的是趕走溶解在溶液中的CO2氣體，防止碳酸氫鈉分解，若不先驅走溶液中溶解的CO2氣體，步驟(Ⅲ)加入的NaOH將有部分與CO2反應被消耗掉，使NaHCO3不能完全轉化成Na2CO3；在(Ⅲ)中混合另一半NaOH溶液后發生的反應的離子方程式是碳酸氫鈉能和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，反應離子方程式為HCO3-+OH-═CO32-+H2O；

(2)①制備二氧化碳氣體的試劑選擇，反應原理是固體碳酸鈣和鹽酸反應生成二氧化碳氣體，選擇固體為大理石或石灰石，液體為鹽酸；

②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，此時發生反應的離子方程式為 H++ HCO3-= CO2↑+H2O；若去掉裝置B，氯化氫和二氧化碳直接進入氫氧化鈉溶液中，會生成氯化鈉，碳酸鈉，再加入等體積氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉會過量，所以含有的雜質主要為NaCl，NaOH；

③如果實驗步驟(II)、(III)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，會混有碳酸氫鈉，所以不合理。