Question

17．純堿、燒堿等是重要的化工原料．
（1）利用如圖所示裝置可間接證明二氧化碳與燒堿溶液發(fā)生了反應(yīng)．將A與B連接，打開止水夾，將膠頭滴管中的液體擠入燒瓶，此時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是水沿導(dǎo)管由廣口瓶進(jìn)入燒瓶（或：水倒吸進(jìn)入燒瓶），反應(yīng)的離子方程式是2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O（或CO₂+OH^-=HCO₃^-）．若其它操作不變，將A與C連接，可觀察到的現(xiàn)象是廣口瓶中的長(zhǎng)導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生．
（2）向100mL2mol/L的NaOH 溶液中通入一定量CO₂，結(jié)晶，得到9.3g白色固體，該白色固體的組成是NaOH和Na₂CO₃（寫化學(xué)式）．
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)該白色固體中存在的陰離子，試完成下列方案．

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①取少量白色固體于試管中，加足量水溶解，再加足量BaCl2溶液	產(chǎn)生白色沉淀	有CO32-
②過濾，取2mL濾液于試管中
③滴加酚酞	溶液變紅	有OH-

（3）在標(biāo)況下，將4.48L CO₂氣體通入300mL 1mol/L 的NaOH的稀溶液中，寫出該反應(yīng)的離子方程式（用一個(gè)離子方程式表示）2CO₂+3OH^-=CO₃^2-+HCO₃^-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）CO₂與NaOH反應(yīng)生成Na₂CO₃，燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小分析判斷出現(xiàn)的現(xiàn)象；
（2）先根據(jù)鈉原子守恒，通過極值法確定白色固體的組成；根據(jù)題中所給試劑，要首先利用中性溶液BaCl₂檢驗(yàn)出碳酸鈉，并將碳酸根離子全部沉淀，再通過檢驗(yàn)溶于的pH來確定是否含有NaOH；
（3）計(jì)算出二氧化碳、氫氧化鈉的物質(zhì)的量，根據(jù)反應(yīng)：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃計(jì)算最終生成碳酸鈉、碳酸氫鈉的物質(zhì)的量，然后寫出反應(yīng)的離子方程式．

解答 解：（1）將A與B連接，打開止水夾，將膠頭滴管中的液體擠入燒瓶，二氧化碳與燒堿溶液發(fā)生了反應(yīng)，引起壓強(qiáng)減小，導(dǎo)致水沿導(dǎo)管由廣口瓶進(jìn)入燒瓶，反應(yīng)的離子方程式為2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O（或OH^-+CO₂=HCO₃^-），若其它操作不變，若將A與C連接，外界氣體進(jìn)入進(jìn)入集氣瓶，可觀察到的現(xiàn)象是廣口瓶中的長(zhǎng)導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，
故答案為：水沿導(dǎo)管由廣口瓶進(jìn)入燒瓶（或：水倒吸進(jìn)入燒瓶）；2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O（或CO₂+OH^-=HCO₃^-）；廣口瓶中的長(zhǎng)導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生；
（2）100mL 2mol/L的NaOH溶液中通入一定量CO₂，結(jié)晶，得到9.3g白色固體，氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：2mol/L×0.1L=0.2mol，如果生成全部為碳酸鈉，則碳酸鈉的質(zhì)量為：106g/mol×0.2mol×$\frac{1}{2}$=10.6g，若全部為碳酸氫鈉，則碳酸氫鈉的質(zhì)量為：84g/mol×0.2mol=16.8g，說明氫氧化鈉過量，白色固體為NaOH和碳酸氫鈉的混合物；可以用氯化鋇（或氯化鈣）溶液檢驗(yàn)碳酸鈉的存在，用無色酚酞檢驗(yàn)氫氧化鈉的存在，方法為：①取少量白色固體于試管中，加足量水溶解，再加足量BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中含有碳酸根離子；②過濾，取2mL濾液于試管中，③滴加酚酞，溶液變紅，則說明溶液中含有OH^-，
故答案為：NaOH和Na₂CO₃； 

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①取少量白色固體于試管中，加足量水溶解，再加足量BaCl2溶液	產(chǎn)生白色沉淀	有CO32-
②過濾，取2mL濾液于試管中
③滴加酚酞	溶液變紅	有OH-

（3）二氧化碳與氫氧化鈉會(huì)發(fā)生反應(yīng)：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃，4.48L（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況）二氧化碳的物質(zhì)的量=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，NaOH的物質(zhì)的量=0.3L×1mol/L=0.3mol，0.3molNaOH與0.15mol二氧化碳反應(yīng)生成0.15mol碳酸鈉，剩余的0.05mol二氧化碳能夠與0.05mol碳酸鈉反應(yīng)生成0.1mol碳酸氫鈉，則最終生成了0.1mol碳酸鈉、0.1mol碳酸氫鈉，則CO₂、OH^-、CO₃^2-、HCO₃^-的物質(zhì)的量之比為2：3：1：1，則反應(yīng)的離子方程式為：2CO₂+3OH^-=CO₃^2-+HCO₃^-+H₂O，
故答案為：2CO₂+3OH^-=CO₃^2-+HCO₃^-+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)裝置的綜合應(yīng)用，題目難度中等，試題考查較為綜合，以物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)為載體，綜合考查實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、離子方程式書寫等知識(shí)，注意根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案．