Question

1．實(shí)驗(yàn)室里臨時要用NaOH溶液和CO₂來制取純Na₂CO₃溶液．已知CO₂氣體通入NaOH溶液過程中極易生成過量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%鹽酸 ⑤大理石⑥K₂CO₃固體 ⑦Cu₂（OH）₂CO₃
實(shí)驗(yàn)室有下列儀器：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)在常溫時的溶解度（g/100g水）

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

（1）本實(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，還需要燒杯、量筒．
（2）為保證制得的Na₂CO₃溶液盡量純，應(yīng)選用的藥品（填編號）除①外，還需要④⑤．
（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）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溶液中通入過量的CO₂氣體③將兩溶液混合均勻．
（4）根據(jù)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)大于多少時，在配制過程中會有晶體析出（寫出計(jì)算步驟和必要的文字說明）

Answer 1

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)時需要制取碳酸氫鈉溶液，制取碳酸氫鈉溶液時除了需要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，故答案為：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）從表中可知，NaHCO₃常溫下溶解度為8.4g，設(shè)常溫下溶解的NaOH的質(zhì)量為x時，NaHCO₃達(dá)到飽和，
NaOH+CO₂=NaHCO₃
40                   84
x                     8.4g
x=4g
故溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于$\frac{4g}{100g+4g}$×100%=3.85%時，在步驟②中有NaHCO₃晶體析出．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，涉及碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)，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．