题目内容
某活动课程小组拟用50mLNaOH溶液吸收CO2气体，制备Na2CO3溶液．为了防止通入的CO2气体过量生成NaHCO3，设计了如下实验步骤：a．取25mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体，至CO2气体不再溶解；
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，使其充分混合反应．
（1）此方案能制得较纯净的Na2CO3，写出a、c两步的化学反应方程式 、 ．
此方案第一步的实验装置如图所示：
（2）加入反应物前，如何检查整个装置的气密性？ （3）装置B中盛放的试剂是 ，作用是 ．
（4）在实验室通常制法中，装置A还可作为下列 气体的发生装置（填序号）．
①CH2═CH2 ②H2S ③CH4 ④CH≡CH ⑤H2
（5）实验室制取下列气体：①NH3，②Cl2，③HCl，④H2S，⑤CH4，⑥CO，⑦CO2，⑧O2时，属于必须进行尾气处理，并能用下图所示装置进行处理的，将气体的序号填入装置图的下方空格内．
（6）已知所用NaOH溶液中溶质的质量分数为40%，室温下该溶 液密度为1.44g/mL，假设反应前后溶液的体积不变，不考虑实验误差，计算用此种方法制备所得Na2CO3溶液的物质的量浓度为 ．
【答案】分析：（1）根据NaOH和CO2反应，CO2过量生成NaHCO3来书写化学方程式；根据酸式盐能与碱反应生成盐和水；
（2）根据装置不漏气时，改变气体的体积可以改变压强；
（3）根据CO2中含有HCl，选择除杂试剂；
（4）根据装置的特点：固体+液体→气体；
（5）根据两套装置的特点：前者是防倒吸，说明气体极易溶于水或与溶液反应；后者没有防倒吸，说明气体不溶于水或与溶液反应；
（6）先根据NaOH和CO2反应生成NaHCO3，求出NaHCO3的物质的量，再根据反应：NaHCO3+NaOH═Na2CO3+H2O，求出Na2CO3的物质的量，最终求出Na2CO3的物质的量浓度．
解答：解：（1）因过量的CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3，其反应为NaOH+CO2═NaHCO3，因酸式盐与碱反应生成盐和水，其反应为NaHCO3+NaOH═Na2CO3+H2O，
故答案为：NaOH+CO2═NaHCO3；NaHCO3+NaOH═Na2CO3+H2O；
（2）因装置不漏气时，通过改变气体的体积可以改变压强，故答案：用弹簧夹夹住A、B连接处，先检查A的气性：塞紧橡皮塞，从漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面，停止加水后，漏斗内与锥形瓶中的液面差保持不变，说明装置不漏气．然后检查B的气密性：向烧杯中注入少量水，使导管口侵入水中，双手捂住广口瓶片刻有气泡冒出，松开手后，有少量水进入导管形成水柱，说明装置不漏气（也可一次检查A、B的气密性：连接和烧杯间的乳胶管用止水夹夹住．然后从漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面，过一会，观察漏斗内与锥形瓶中的液面差，若保持不变，说明装置不漏气）；
（3）因CO2中含有HCl，要得到纯净的CO2，必须除去HCl，同时除杂试剂不能CO2反应，所以用饱和NaHCO3溶液而不能用饱和Na2CO3溶液，故答案：饱和酸氢钠溶液；吸收HCl气体；
（4）因制备CO2、H2S、CH≡CH、H2装置的特点：固体+液体→气体，而制备CH2═CH2 装置的特点：液体+液体
气体，制备CH4装置的特点：固体+固体
气体，故答案：②④⑤；
（5）因有毒气体必须进行尾气处理，故CH4、CO2、O2不需要处理，CO虽然需要处理，但不能用液体来吸收，可用燃烧法来处理，左边的装置吸收气体要防倒吸，说明气体极易溶于水，如：NH3、HCl 右边的装置后者吸收气体没有防倒吸，说明气体不易溶于水，如：Cl2、H2S，故答案：①③；②④
（6）50mLNaOH溶液中n（NaOH）=
=0.72mol，
NaOH+CO2═NaHCO3
0.36mol 0.36mol
NaHCO3 +NaOH═Na2CO3 +H2O
0.36mol 0.36mol 0.36mol
则Na2CO3的物质的量浓度为：C=
=
=7.2 mol/L，
故答案：7.2 mol/L．
点评：本题是一道实验综合题，考查了学生的实验知识，同时考查了学生的化学计算能力，有一定的难度．
（2）根据装置不漏气时，改变气体的体积可以改变压强；
（3）根据CO2中含有HCl，选择除杂试剂；
（4）根据装置的特点：固体+液体→气体；
（5）根据两套装置的特点：前者是防倒吸，说明气体极易溶于水或与溶液反应；后者没有防倒吸，说明气体不溶于水或与溶液反应；
（6）先根据NaOH和CO2反应生成NaHCO3，求出NaHCO3的物质的量，再根据反应：NaHCO3+NaOH═Na2CO3+H2O，求出Na2CO3的物质的量，最终求出Na2CO3的物质的量浓度．
解答：解：（1）因过量的CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3，其反应为NaOH+CO2═NaHCO3，因酸式盐与碱反应生成盐和水，其反应为NaHCO3+NaOH═Na2CO3+H2O，
故答案为：NaOH+CO2═NaHCO3；NaHCO3+NaOH═Na2CO3+H2O；
（2）因装置不漏气时，通过改变气体的体积可以改变压强，故答案：用弹簧夹夹住A、B连接处，先检查A的气性：塞紧橡皮塞，从漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面，停止加水后，漏斗内与锥形瓶中的液面差保持不变，说明装置不漏气．然后检查B的气密性：向烧杯中注入少量水，使导管口侵入水中，双手捂住广口瓶片刻有气泡冒出，松开手后，有少量水进入导管形成水柱，说明装置不漏气（也可一次检查A、B的气密性：连接和烧杯间的乳胶管用止水夹夹住．然后从漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面，过一会，观察漏斗内与锥形瓶中的液面差，若保持不变，说明装置不漏气）；
（3）因CO2中含有HCl，要得到纯净的CO2，必须除去HCl，同时除杂试剂不能CO2反应，所以用饱和NaHCO3溶液而不能用饱和Na2CO3溶液，故答案：饱和酸氢钠溶液；吸收HCl气体；
（4）因制备CO2、H2S、CH≡CH、H2装置的特点：固体+液体→气体，而制备CH2═CH2 装置的特点：液体+液体
气体，制备CH4装置的特点：固体+固体
气体，故答案：②④⑤；（5）因有毒气体必须进行尾气处理，故CH4、CO2、O2不需要处理，CO虽然需要处理，但不能用液体来吸收，可用燃烧法来处理，左边的装置吸收气体要防倒吸，说明气体极易溶于水，如：NH3、HCl 右边的装置后者吸收气体没有防倒吸，说明气体不易溶于水，如：Cl2、H2S，故答案：①③；②④
（6）50mLNaOH溶液中n（NaOH）=
=0.72mol，NaOH+CO2═NaHCO3
0.36mol 0.36mol
NaHCO3 +NaOH═Na2CO3 +H2O
0.36mol 0.36mol 0.36mol
则Na2CO3的物质的量浓度为：C=
=
=7.2 mol/L，故答案：7.2 mol/L．
点评：本题是一道实验综合题，考查了学生的实验知识，同时考查了学生的化学计算能力，有一定的难度．
练习册系列答案
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(1)此方案能制得较纯净的Na2CO3，写出a、c两步的化学反应方程____________________、____________________________。
