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    15．某化学小组欲以CO2主要为原料，采用如图所示装置模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3，并对CO2与NaOH的反应进行探究．请你参与并完成对有关问题的解答．
    【资料获悉】
    “侯氏制碱法”原理：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl然后再将NaHCO3制成Na2CO3．
    【实验设计】

    【实验探究】
    （1）装置乙的作用是除去CO2中的HCl．
    （2）由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有过滤、洗涤、灼烧．NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式为2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑．
    （3）若在（2）中灼烧的时间较短，NaHCO3将分解不完全，取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌．随着盐酸的加入，溶液中有关离子的物质的量的变化如图所示．

    则曲线c对应的溶液中的离子是HCO3-（填离子符号）；该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是1：2．
    （4）若将装置甲产生的纯净的CO21.12L（标准状况下）通入100mLNaOH溶液中，充分反应后，将溶液小心蒸干，得到不含结晶水的固体W，其质量为5.08g，则W的成分为Na2CO3和NaHCO3（填化学式），原NaOH溶液的物质的量浓度为0.9mol/L．

    分析 （1）装置甲是制备二氧化碳，气体中含有氯化氢气体对后续实验产生干扰，需要除去；
    （2）依据分离固体与液体采用的实验操作分析解答；NaHCO3转化为Na2CO3的方法是固体加热分解；
    （3）混合物是碳酸钠和碳酸氢钠，滴入盐酸发生反应CO32-+H+=HCO3-；  HCO3-+H+=CO2↑+H2O；依据图象分析碳酸根离子减小，碳酸氢根离子增多；
    （4）根据CO2与NaOH的反应所得产物的可能性来讨论．

    解答 解：（1）装置甲是制备二氧化碳气体的反应装置，生成的二氧化碳气体中含有氯化氢气体，对制备碳酸氢钠有影响，装置乙的作用是吸收氯化氢气体，
    故答案为：除去CO2中的HCl；
    （2）分离出NaHCO3晶体的操作是分离固体与液体，常采用的实验操作是过滤操作，碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳、碳酸钠、水，反应为：2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑，
    故答案为：过滤；2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑；
    （3）若在（2）中灼烧的时间较短，NaHCO3将分解不完全，该小组对一份加热了t1min的NaHCO3样品的组成进行了研究．取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g 完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌．随着盐酸的加入，发生反应 CO32-+H+=HCO3-；  HCO3-+H+=CO2↑+H2O；溶液中有关离子的物质的量的变化为碳酸根离子减小，碳酸氢根离子浓度增大，当碳酸根离子全部转化为碳酸氢根离子，再滴入盐酸和碳酸氢根离子反应生成二氧化碳，碳酸氢根离子减小，所以c曲线表示的是碳酸根氢离子浓度变化，碳酸根离子浓度0.2mol/L；碳酸氢根离子浓度为0.1mol/L，样品中NaHCO3和Na2CO3物质的量之比是1：2；
    故答案为：HCO3-；1：2；
    （4）CO21.12L（标准状况下）即为0.05mol，CO2与NaOH溶液反应时，根据NaOH是否过量，分情况讨论：
    若NaOH过量或恰好完全反应，0.05molCO2与NaOH反应后生成0.05molNa2CO3，则Na2CO3的质量m=nM=0.05mol×106g/mol=5.3g＞5.08g，故假设不成立；说明NaOH不能过量，即所得的固体中为Na2CO3或NaHCO3或两者的混合物．
    设所得的固体中Na2CO3的物质的量为Xmol，NaHCO3的物质的量为Ymol，
    根据碳元素的守恒可有：X+Y=0.05mol①
    根据所得固体的质量为5.08g可有：106X+84Y=5.08g②
    解得X=0.04mol    Y=0.01mol
    故所得的固体中既含Na2CO3又含NaHCO3；
    根据所得固体中Na2CO3为0.04mol，NaHCO3为0.01mol，根据钠元素的守恒可知，NaOH的物质的量n=0.04mol×2+0.01mol=0.09mol，
    故NaOH的物质的量浓度C=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.09mol}{0.1L}$=0.9mol/L，
    故答案为：Na2CO3和NaHCO3； 0.9 mol/L．

    点评 本题考查了 工业制纯碱的原理分析，生产过程中的物质变化，混合物成分的分析判断和计算应用，实验过程分析，除杂操作，尾气吸收，图象定量分析判断，题目难度中等．

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