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2.某同学拟用50mlNaOH溶液吸收CO2气体制备Na2CO3溶液.为了防止通入的CO2气体过量生产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1~2min;
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?能.理由是NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O二者恰好完全反应.
(2)按他的设计,第①步实验装置如图所示.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?不能;装置B使用的试剂是饱和的NaHCO3溶液,作用是除去氯化氢气体.
(3)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?不对,过量的CO2消耗NaOH,不能使NaHCO3全部转化为Na2CO3

分析 氢氧化钠与而足量二氧化碳的反应:NaOH+H2O+CO2=NaHCO3
NaHCO3与氢氧化钠反应:NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O,
(1)根据碳酸氢钠与氢氧化钠反应恰好1:1反应生成碳酸钠;
(2)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;石灰石与盐酸为放热反应,盐酸挥发出氯化氢气体,制得的二氧化碳气体中有氯化氢,B装置选择碳酸氢钠除去氯化氢气体;
(3)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.

解答 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;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:不能;饱和的NaHCO3溶液;除去氯化氢气体;
(3)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

点评 考查学生对于实验方案的理解、实验装置的理解、试剂的选择、难度中等,(2)中试剂的选择为易错点,容易选择碳酸钠溶液,注意碳酸钠可以吸收二氧化碳和反应与物质量的关系.

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