Question

（22分）研究碳及其化合物的性质和用途是中学化学的任务之一。

I．某兴趣小组在实验室中制备碳酸钠溶液。方案如下：步骤一，取25 mL一定浓度的NaOH溶液，通人CO2气体至过量；步骤二，加热煮沸步骤一所得溶液；步骤三，另取25 mL相同浓度的NaOH溶液与步骤二所得溶液混合，即得碳酸钠溶液。

（1）完成步骤一可选的化学试剂有：稀盐酸、NaOH溶液、大理石、饱和碳酸钠溶液、稀硫酸、饱和碳酸氢钠溶液等，需要的装置如下所示。

①各装置正确的连接顺序为 （用a、b、c、d表示）。

②检查整套装置气密性的方法是 。

③装置A中常用药品为 ；装置C中化学药品的作用是 。

（2）写出步骤三中发生反应的离子方程式 。

（3）有同学提出“步骤二”没有必要，请你简述自己的看法 。

Ⅱ．实验室用纯碱和盐酸处理某种蛇纹石（已知蛇纹石中含有MgO、SiO2．CaO、Fe2O3、Al2O3等氧化物）模拟制备氧化镁的流程如下：

（1）过滤需要的玻璃仪器有 。

（2）沉淀Ⅱ的成分为 ，请用离子方程式表示生成沉淀的过程 （写出一个即可）。

（3）纯碱溶液中所有离子浓度的大小关系为 。

（4）已知l0%的纯碱溶液密度为1．06g／cm3，则其物质的量浓度为____ ，

 

Answer 1

I．（1）①adcb。②关闭分液漏斗活塞，向烧杯中加水至没过导管口，微热烧瓶，导管口有气泡冒出，停止加热，导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好。③稀盐酸和大理石；除去二氧化碳中的氯化氢。（2）OH－+HCO3—====CO32—+H2O。（3）步骤二的目的为除去溶解的过量的二氧化碳，否则将使碳酸钠不纯。

Ⅱ．（1）烧杯、漏斗、玻璃棒。（2）根据上述分析知，沉淀Ⅱ的成分为CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3，CO32- + Ca2+====CaCO3↓，2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O ==== 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑，2Al3+ + 3CO32- + 3H2O====2Al(OH)3↓ + 3CO2↑；（3）c(Na＋)＞c(CO32—)＞c(OH－)＞c(HCO3—)＞c(H＋)。（4）1 mo1·L－1。

【解析】

试题分析：I．根据题意知，该小组制备碳酸钠溶液的原理为：CO2(过量)+NaOH====NaHCO3，NaOH+NaHCO3====Na2CO3+H2O。（1）分析题给装置知，A为二氧化碳的发生装置，B中发生二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应，C装置除去二氧化碳中的氯化氢；①为制得纯净的碳酸氢钠溶液，要先除去二氧化碳中的氯化氢，各装置正确的连接顺序为adcb。②检查整套装置气密性的方法是关闭分液漏斗活塞，向烧杯中加水至没过导管口，微热烧瓶，导管口有气泡冒出，停止加热，导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好。③实验室制备二氧化碳的原理为碳酸钙和稀盐酸反应，装置A中常用药品为稀盐酸和大理石；装置C中化学药品的作用是除去二氧化碳中的氯化氢。 （2）步骤三中发生反应的离子方程式为OH－+HCO3—====CO32—+H2O。 （3）步骤二的目的为除去溶解的过量的二氧化碳，否则将使碳酸钠不纯。

Ⅱ．根据题给流程分析，蛇纹石用30%盐酸酸浸，MgO、CaO、Fe2O3、Al2O3和盐酸反应溶解，反应方程式分别为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，CaO+2HCl=CaCl2+H2O，Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O；而SiO2不与盐酸反应，过滤得沉淀Ⅰ为二氧化硅，滤液为MgCl2、CaCl2、FeCl3、AlCl3和盐酸的混合液，向滤液中加入一定量10%纯碱溶液，Ca2＋、Fe3+、Al3+和碳酸钠溶液反应转化为氢氧化铁、氢氧化铝和碳酸钙沉淀经过滤而除去，反应方程式为CO32- + Ca2+====CaCO3↓，2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O ==== 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑，2Al3+ + 3CO32- + 3H2O====2Al(OH)3↓ + 3CO2↑；向滤液中加足量15%纯碱溶液制得碱式碳酸镁，过滤，回收氯化钠、碳酸钠和碳酸氢钠，碱式碳酸镁煅烧得氧化镁。（1）过滤需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。（2）根据上述分析知，沉淀Ⅱ的成分为CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3，用离子方程式表示生成沉淀的过程CO32- + Ca2+====CaCO3↓，2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O ==== 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑，2Al3+ + 3CO32- + 3H2O====2Al(OH)3↓ + 3CO2↑；（3）纯碱溶液中所有离子浓度的大小关系为c(Na＋)＞c(CO32—)＞c(OH－)＞c(HCO3—)＞c(H＋)。（4）利用公式c= 将题给数据代入计算，纯碱溶液的物质的量浓度为1 mo1·L－1。

考点：考查化学实验基本操作，物质的制备方案的设计、评价，物质的的分离提纯，离子方程式的书写，离子浓度大小比较，物质的量浓度的计算。