Question

某学生拟用50mL NaOH溶液吸收CO₂气体，制备Na₂CO₃溶液．为了防止通入的CO₂气体过量而生成NaHCO₃，他设计了如下实验步骤：
①取25mL NaOH溶液吸收过量的CO₂气体，至CO₂气体不再溶解；
②小心煮沸溶液1～2分钟排出溶液中溶解的二氧化碳气体；
③在得到的溶液中加入另一半（25mL）NaOH溶液，使溶液充分混合．
（1）他能否制得较纯净的Na₂CO₃？______．
理由是______．
按它的设计，第①步实验装置如图所示：
（2）装置A使用的试剂是石灰石和盐酸溶液．可否使用纯碱代替石灰石？______，原因是______．
（3）装置B使用的试剂是______，作用是______．
（4）有人认为实验步骤②③的顺序对调，即先混合，再煮沸，更合理，你认为对吗？为什么？______．

Answer 1

解：（1）氢氧化钠和过量二氧化碳反应生成碳酸氢钠，生成的碳酸氢钠的物质的量与氢氧化钠 的物质的量相等，且碳酸氢钠与氢氧化钠反应恰好1：1反应生成碳酸钠，所以能．
故答案为：能；NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O二者恰好完全反应．
（2）碳酸钠是粉末状的固体，相同质量的石灰石和碳酸钠，碳酸钠的接触面积大，所以反应速率快，不利于二氧化碳的吸收，所以不能．
故答案为：不能；纯碱与盐酸反应太快，不利于CO₂的吸收．
（3）该反应是放热反应，随着反应的进行，溶液的温度升高，盐酸具有挥发性，所以生成的二氧化碳中含有氯化氢气体，为了除去二氧化碳中的氯化氢气体又不引进新的杂质，用饱和的碳酸氢钠溶液吸收氯化氢．
故答案为：饱和的NaHCO₃溶液；除去氯化氢气体．
（4）如果实验步骤②③的顺序对调，溶液中溶解了部分二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钠反应，使氢氧化钠的量减少，混合液中碳酸氢钠和氢氧化钠的物质的量不相等，所以不能恰好完全反应生成碳酸钠，所以不对．
故答案为：不对，过量的CO₂消耗NaOH，不能使NaHCO₃全部转化为Na₂CO₃．
分析：（1）根据碳酸氢钠与氢氧化钠之间的关系分析；
（2）根据碳酸钠的性质分析；
（3）根据气体的成分及实验目的分析；
（4）二氧化碳的性质及碳酸氢钠和氢氧化钠的物质的量之间的关系分析．
点评：本题考查了钠的重要化合物的性质，要注意的是：除去二氧化碳中的氯化氢气体不能用饱和的碳酸钠溶液，虽然氯化氢和碳酸钠反应，但二氧化碳和碳酸钠反应生成，减少了二氧化碳的量，所以不用饱和的碳酸钠溶液吸收二氧化碳中的氯化氢气体．