题目内容
某校化学研究性学习小组利用下面所提供的仪器装置和药品制取NaHCO3溶液,设计如下实验。实验室提供的药品、仪器装置如下:
药品:①2% NaOH溶液 ②稀HCl ③稀H2SO4 ④饱和KHCO3溶液 ⑤浓H2SO4 ⑥CaCO3固体 ⑦K2CO3粉末
仪器装置(如图所示):
请根据题目要求完成下列问题:
(1)请按下表要求,填写选择的装置和药品。
(2)如何检验所选择的CO2发生装置(X)的气密性,请写出主要操作过程:_________________。
(3)将装置按X、Y、Z顺序连接并检查气密性后,当加入药品实验时,X装置中发生化学反应的离子方程式为________________________,Y装置中除去的杂质为_____________。
(4)常温下,向Z装置的NaOH溶液中通入过量CO2气体,其目的是____________________。
(5)若要保证Z装置中不析出晶体(不考虑过饱和溶液问题),NaOH溶液最大浓度不能超过_______________%(质量分数)。
附:有关物质在常温(25 ℃)时的溶解度
药品:①2% NaOH溶液 ②稀HCl ③稀H2SO4 ④饱和KHCO3溶液 ⑤浓H2SO4 ⑥CaCO3固体 ⑦K2CO3粉末
仪器装置(如图所示):
请根据题目要求完成下列问题:
(1)请按下表要求,填写选择的装置和药品。
分项 内容 | CO2发生装置(随开随用,随关随停)(X) | 除杂洗气装置(Y) | 制备产品装置(Z) |
选择的装置(填序号) | | | c |
选择的药品(填序号) | | | ① |
(3)将装置按X、Y、Z顺序连接并检查气密性后,当加入药品实验时,X装置中发生化学反应的离子方程式为________________________,Y装置中除去的杂质为_____________。
(4)常温下,向Z装置的NaOH溶液中通入过量CO2气体,其目的是____________________。
(5)若要保证Z装置中不析出晶体(不考虑过饱和溶液问题),NaOH溶液最大浓度不能超过_______________%(质量分数)。
附:有关物质在常温(25 ℃)时的溶解度
化学式 | Na2CO3 | NaHCO3 | NaOH | NaCl | Na2SO4 |
溶解度(g/100 g H2O) | 21.3 | 9.60 | 107 | 35.8 | 19.4 |
(1)f ②⑥ b ④
(2)方案1:塞紧单孔塞,关闭活塞,在烧杯中加入一定量水使干燥管下端管口浸没在水中,如果干燥管内外液面有一定高度差,说明装置的气密性良好 方案2:塞紧单孔塞,关闭活塞,在烧杯中加入一定量水使干燥管下端管口浸没在水中,如果用手捂住干燥管,管口处出现少量气泡,松手后,干燥管下端管口处出现一段水柱,说明装置的气密性良好(其他方案合理均给分)
(3)CaCO3+2H+====Ca2++CO2↑+H2O HCl
(4)使溶液中的NaOH完全转化为NaHCO3
(5)4.37
(2)方案1:塞紧单孔塞,关闭活塞,在烧杯中加入一定量水使干燥管下端管口浸没在水中,如果干燥管内外液面有一定高度差,说明装置的气密性良好 方案2:塞紧单孔塞,关闭活塞,在烧杯中加入一定量水使干燥管下端管口浸没在水中,如果用手捂住干燥管,管口处出现少量气泡,松手后,干燥管下端管口处出现一段水柱,说明装置的气密性良好(其他方案合理均给分)
(3)CaCO3+2H+====Ca2++CO2↑+H2O HCl
(4)使溶液中的NaOH完全转化为NaHCO3
(5)4.37
要达到实验目的,应该先用能随开随用、随关随停的类启普发生器原理的装置f制取CO2气体,然后再通过盛有饱和KHCO3溶液的b装置以除去CO2中混有的HCl(原理是:KHCO3+HCl====KCl+CO2↑+H2O),最后再将足量的CO2通入稀NaOH溶液中即可(原理是:CO2+NaOH====NaHCO3)。NaOH溶液最大浓度是指通过量CO2后刚好得到NaHCO3的饱和溶液。假设NaHCO3的饱和溶液中含100 g水,则由提供数据可知,此时溶液中NaHCO3的质量为9.60 g,据反应CO2+NaOH====NaHCO3可求得NaOH的质量为:="4.57" g,所以,NaOH溶液最大浓度w(NaOH)=×100%=4.37%。
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