实验室里临时要用NaOH溶液和CO2来制取纯Na2CO3溶液．已知CO2气体通入NaOH溶液过程中极易生成过量NaHCO3，且无明显现象．实验室有下列试剂：①未...

题文

实验室里临时要用NaOH溶液和CO₂来制取纯Na₂CO₃溶液．已知CO₂气体通入NaOH溶液过程中极易生成过量NaHCO₃，且无明显现象．实验室有下列试剂：①未知浓度的NaOH溶液 ②37%的盐酸 ③37%的硫酸 ④14%盐酸 ⑤大理石⑥K₂CO₃固体 ⑦Cu₂（OH）₂CO₃
实验室有下列仪器：铁架台、启普发生器、量筒、烧杯、橡皮管、玻璃导管、分液漏斗．
已知下表中各物质在常温时的溶解度（g/100g水）
Na₂CO₃NaHCO₃NaClNa₂SO₄NaHSO₄NaOH15.98.43535.52040（1）本实验应选用的仪器除启普发生器、橡皮管、玻璃导管外，还需要______．
（2）为保证制得的Na₂CO₃溶液尽量纯，应选用的药品（填编号）除①外，还需要______．
（3）简要叙述实验步骤，直到制得纯Na₂CO₃溶液（仪器安装可省略）____________．
（4）根据给出的溶解度表，求出当NaOH溶液中溶质的质量分数大于多少时，在配制过程中会有晶体析出（写出计算步骤和必要的文字说明）

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）根据Na₂CO₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃和NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O它们之间的联系，可以将一瓶氢氧化钠溶液分成相等的2份，然后将其中的一份通入过量的CO₂，全部变成NaHCO₃，再将另一份氢氧化钠溶液倒入NaHCO₃中全部转化成Na₂CO₃，即到达题目的要求，因此可用用量筒将NaOH溶液分成两等分于烧杯中，用稀盐酸和大理石反应制取二氧化碳，向其中一份中通入过量的CO₂，待反应完后，将另一份NaOH溶液倒入反应后的溶液中，混合均匀，因此用到的仪器还有烧杯、量筒
（2）为保证制得的Na₂CO₃溶液尽量纯，应选用的药品为稀盐酸和大理石制取二氧化碳．
（3）根据（1）中分析，实验操作步骤为量取一定量的NaOH溶液，分成两等份 ②制取CO₂，向其中一份NaOH溶液中通入过量的CO₂气体 ③将两溶液混合均匀 
（4）要使溶液中析出晶体，需使碳酸氢钠溶液达到饱和，根据碳酸氢钠的溶解度可求出氢氧化钠的质量，从而求出氢氧化钠溶液的溶质质量分数．
故答案为：（1）烧杯、量筒
（2）④⑤
（3）①量取一定量的NaOH溶液，分成两等份 ②制取CO₂，向其中一份NaOH溶液中通入过量的CO₂气体 ③将两溶液混合均匀 
（4）从表中可知，NaHCO₃常温下溶解度为8.4g．设常温下溶解的NaOH的质量为x时，NaHCO₃达到饱和．
NaOH+CO₂=NaHCO₃
40           84
x            8.4g
x=4g
故溶液中NaOH的质量分数大于4g100g+4g×100%=3.85%时，在步骤②中有NaHCO₃晶体析出．

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解析

4g100g+4g

考点

据考高分专家说，试题“实验室里临时要用NaOH溶液和CO2来制.....”主要考查你对 [二氧化碳的制取和收集 ]考点的理解。

二氧化碳的制取和收集

二氧化碳的制取和收集：

1.原理和药品：CaCO₃ + 2HCl === CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
2.装置：固液混合不加热
（1）发生装置
 


A装置为简易装置，不便于加液体；
B，C使用了长颈漏斗，便于添加液体，使用B、C装置时应注意，长颈漏斗下端管日应伸入液面以下，防止产生的气体从长颈漏斗逸出；
D装置使用了分液漏斗，便于加酸，还可以利用活塞控制反应。
（2）收集装置：二氧化碳溶于水，所以不能用排水法收集;其密度比空气大，所以可采用向上排空气法收集。
如图：


3.现象：块状固体不断溶解，产生大量气泡。
4.检验：把产生的气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，证明是二氧化碳。
5.验满：将燃着的木条放在集气瓶口，如果木条的火焰熄灭，证明已集满。
6.实验步骤
a.检查装置的气密性;
b.装入石灰石(或大理石);
c. 塞紧双孔塞;
d.从长颈漏斗中加入稀盐酸;
e.收集气体;
f.验满。 
7.注意事项：反应物不能用浓盐酸、硫酸、因为浓盐酸易挥发，会挥发出氯化氢气体，使制得的二氧化碳不纯；硫酸不会挥发，但会生成硫酸钙沉淀，沉淀的硫酸根附着在碳酸钙(或石灰石)表面，使碳酸钙(或石灰石)与酸的接触面积变小，最后反应停止！

实验室制取二氧化碳的选择：
实验室用大理石或石灰石(主要成分是碳酸钙)和稀盐酸制取二氧化碳。
注意：
(1)不能选用稀硫酸，因为稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙会橙盖在碳酸钙的表面，阻止反应继续进行。
(2)不能选用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发，得不到纯净的二氧化碳气体。
(3)不能用碳酸钠代替石灰石，因为反应太剧烈，产生的气体难以收集。反应速率的快慢与反应物的质量分数和接触面积有关。反应物的接触面积越大，反应物的质量分数越大，反应速率就越快，反之，则越慢。
各组物质反应情况如下表所示：
药品反应速率块状石灰石和稀盐酸产生气泡速率适中石灰石粉末和稀盐酸产生气泡速率很快块状石灰石和稀硫酸产生气泡速率缓慢并逐渐停止碳酸钠粉末和稀盐酸产生气泡速率很快