Question

（2009?上海一模）某活動課程小組擬用50mLNaOH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，設(shè)計了如下實驗步驟：
a．取25mL NaOH溶液吸收過量的CO₂氣體，至CO₂氣體不再溶解；
b．小火煮沸溶液1～2min；
c．在得到的溶液中加入另一半（25mL）NaOH溶液，使其充分混合反應(yīng)．
（1）此方案能制得較純凈的Na₂CO₃，寫出a、c兩步的化學反應(yīng)方程式

NaOH+CO₂═NaHCO₃

、

NaHCO₃+NaOH═Na₂CO₃+H₂O

．
此方案第一步的實驗裝置如圖所示：

（2）加入反應(yīng)物前，如何檢查整個裝置的氣密性？

用彈簧夾夾住A、B連接處，先檢查A的氣密性：塞緊橡皮塞，從漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于錐形瓶內(nèi)的水面，停止加水后，漏斗內(nèi)與錐形瓶中的液面差保持不變，說明裝置不漏氣．然后檢查B的氣密性：向燒杯中注入少量水，使導管口侵入水中，雙手捂住廣口瓶片刻有氣泡冒出，松開手后，有少量水進入導管形成水柱，說明裝置不漏氣（也可一次檢查A、B的氣密性：連接和燒杯間的乳膠管用止水夾夾住．然后從漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于錐形瓶內(nèi)的水面，過一會，觀察漏斗內(nèi)與錐形瓶中的液面差，若保持不變，說明裝置不漏氣）．

（3）裝置B中盛放的試劑是

飽和酸氫鈉溶液

，作用是

吸收HCl氣體

．
（4）在實驗室通常制法中，裝置A還可作為下列

②④⑤

氣體的發(fā)生裝置（填序號）．
①CH₂═CH₂    ②H₂S    ③CH₄    ④CH≡CH     ⑤H₂
（5）實驗室制取下列氣體：①NH₃，②Cl₂，③HCl，④H₂S，⑤CH₄，⑥CO，⑦CO₂，⑧O₂時，屬于必須進行尾氣處理，并能用下圖所示裝置進行處理的，將氣體的序號填入裝置圖的下方空格內(nèi)．

（6）已知所用NaOH溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為40%，室溫下該溶  液密度為1.44g/mL，假設(shè)反應(yīng)前后溶液的體積不變，不考慮實驗誤差，計算用此種方法制備所得Na₂CO₃溶液的物質(zhì)的量濃度為

7.2 mol/L

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)NaOH和CO₂反應(yīng)，CO₂過量生成NaHCO₃來書寫化學方程式；根據(jù)酸式鹽能與堿反應(yīng)生成鹽和水；
（2）根據(jù)裝置不漏氣時，改變氣體的體積可以改變壓強；
（3）根據(jù)CO₂中含有HCl，選擇除雜試劑；
（4）根據(jù)裝置的特點：固體+液體→氣體；
（5）根據(jù)兩套裝置的特點：前者是防倒吸，說明氣體極易溶于水或與溶液反應(yīng)；后者沒有防倒吸，說明氣體不溶于水或與溶液反應(yīng)；
（6）先根據(jù)NaOH和CO₂反應(yīng)生成NaHCO₃，求出NaHCO₃的物質(zhì)的量，再根據(jù)反應(yīng)：NaHCO₃+NaOH═Na₂CO₃+H₂O，求出Na₂CO₃的物質(zhì)的量，最終求出Na₂CO₃的物質(zhì)的量濃度．

解答：解：（1）因過量的CO₂與NaOH溶液反應(yīng)生成NaHCO₃，其反應(yīng)為NaOH+CO₂═NaHCO₃，因酸式鹽與堿反應(yīng)生成鹽和水，其反應(yīng)為NaHCO₃+NaOH═Na₂CO₃+H₂O，
故答案為：NaOH+CO₂═NaHCO₃；NaHCO₃+NaOH═Na₂CO₃+H₂O；   
（2）因裝置不漏氣時，通過改變氣體的體積可以改變壓強，故答案：用彈簧夾夾住A、B連接處，先檢查A的氣性：塞緊橡皮塞，從漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于錐形瓶內(nèi)的水面，停止加水后，漏斗內(nèi)與錐形瓶中的液面差保持不變，說明裝置不漏氣．然后檢查B的氣密性：向燒杯中注入少量水，使導管口侵入水中，雙手捂住廣口瓶片刻有氣泡冒出，松開手后，有少量水進入導管形成水柱，說明裝置不漏氣（也可一次檢查A、B的氣密性：連接和燒杯間的乳膠管用止水夾夾住．然后從漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于錐形瓶內(nèi)的水面，過一會，觀察漏斗內(nèi)與錐形瓶中的液面差，若保持不變，說明裝置不漏氣）；
（3）因CO₂中含有HCl，要得到純凈的CO₂，必須除去HCl，同時除雜試劑不能CO₂反應(yīng)，所以用飽和NaHCO₃溶液而不能用飽和Na₂CO₃溶液，故答案：飽和酸氫鈉溶液；吸收HCl氣體；
（4）因制備CO₂、H₂S、CH≡CH、H₂裝置的特點：固體+液體→氣體，而制備CH₂═CH₂ 裝置的特點：液體+液體

加熱

氣體，制備CH₄裝置的特點：固體+固體

加熱

氣體，故答案：②④⑤；
（5）因有毒氣體必須進行尾氣處理，故CH₄、CO₂、O₂不需要處理，CO雖然需要處理，但不能用液體來吸收，可用燃燒法來處理，左邊的裝置吸收氣體要防倒吸，說明氣體極易溶于水，如：NH₃、HCl  右邊的裝置后者吸收氣體沒有防倒吸，說明氣體不易溶于水，如：Cl₂、H₂S，故答案：①③；②④
（6）50mLNaOH溶液中n（NaOH）=

50mL×1.44g/mL×40%

40g/mol

=0.72mol，
         NaOH+CO₂═NaHCO₃         
       0.36mol     0.36mol      
       NaHCO₃ +NaOH═Na₂CO₃ +H₂O
  0.36mol   0.36mol   0.36mol         
 則Na₂CO₃的物質(zhì)的量濃度為：C=

n

v

=

0.36mol

0.05L

=7.2 mol/L，
故答案：7.2 mol/L．

點評：本題是一道實驗綜合題，考查了學生的實驗知識，同時考查了學生的化學計算能力，有一定的難度．