實驗室臨時需要用NaOH溶液和CO2來制取純Na2CO3溶液.實驗室臨時需要用NaOH溶液和CO2來制取純Na2CO3溶液.已知CO2氣體在通入NaOH溶液時極易因過量而生成NaHCO3,且無明顯現象。實驗時可選擇的試劑有：1.未知濃度的NaOH溶液 2.37%鹽酸 3.40%的硫酸4.14%鹽酸 5.大理石 6.K2CO3固體 7.Cu2(OH)2CO3粉末，實驗室縣有以下儀器：鐵架臺、啟普發生器、量筒、燒杯、乳膠管、玻璃導管、分液漏斗。下表所列有關物質在常溫時的溶解度（g/100gH2O)Na2CO3 NaHCO3 NaCl Na2SO4 NaHSO4 NaOH 15.9 8.40 35.8 35.5 20.0 40.0(1）本實驗應選用的儀器，除啟普發生器、乳膠管、玻璃導管外，還應有______________。（2）為保證制得的Na2CO3溶液盡量純，應選用的藥品，除1外，還應需要_____________.(3)簡要敘述實驗步驟，直到制得純Na2CO3溶液（儀器安裝不必敘述):A._______________________________;B._______________________________;C._______________________________;(4)根據給出的溶解度，若保證在配制過程中不析出晶體，所用的NaOH溶液中含NaOH的質量份數的最大值是多少（寫出計算步驟和必要的文字說明）？

熱心網友

解析 這是一個設計性較強的實驗題．從反應原理、試劑到儀器、步驟均要根據題意和已學知識一一分析，作出合理安排．首先，考慮根據什么反應原理，制得純凈的Na2CO3溶液？若在NaOH溶液中直接通入適量的CO2，使其只發生反應：CO2＋NaOH＝Na2CO3。顯然，“適量”兩字是難以實際控制的，題干也明確指出此種方法的不足．若在NaOH溶液中通入足量的CO2，使其生成NaHCO3溶液．再將其加熱蒸干灼燒，使其分解為Na2CO3固體，最后溶于水．此方法步驟較多，操作復雜，且蒸干灼燒時也難以做到固體NaHCO3恰好完全分解，何況題中未給酒精燈．合理的思路是：依據如下反應CO2 ＋ NaOH ＝ NaHCO3NaHCO3 ＋ NaOH ＝ Na2CO3 ＋ H2O兩反應中消耗的NaOH量相等．這是關鍵，因而必須取兩等份的NaOH同種溶液，使其中一份完全轉化為NaHCO3，然而再加入另一份NaOH溶液，又使NaHCO3剛好轉化為Na2CO3。其次，考慮怎樣選擇的合適的試劑和儀器？欲制CO2，選用哪一種碳酸鹽和哪一種酸？因要用啟普發生器，K2CO3固體可溶于水，不能選用．Cu2(OH)2CO3、大理石均為不溶于水的固體．但CaCO3、Cu2(OH)2CO3分別與HCl的反應產生等量的CO2，后者將消耗更多的HCl。故應選用CaCO3。由于CaCO3和H2SO4反應生成CaSO4微溶物，覆蓋在CaCO3固體表面，使反應速率降低．故應選擇鹽酸．但現有兩種不同的鹽酸，該選擇濃的還是稀的？由于濃鹽酸具有揮發性，使CO2中混有HCl，從而與NaOH反應將有NaCl生成，最終無法制得純凈的Na2CO3溶液．故應用稀HCl。本題答案：(1)燒杯、量筒（用于量取等體積的兩份NaOH溶液）．(2)④、⑤(3)①量取一定量的NaOH溶液，分成兩等份． ②用稀HCl和CaCO3反應制取CO2(啟普發生器進行)，向①其中一份NaOH溶液通入過量的CO2氣體． ③將兩份溶液混合、搖勻． ④從表中可知，NaHCO3常溫下的溶解度為8。4g。設常溫下100g水中溶解的NaOH質量為x g時，NaHCO3達飽和NaOH ＋ CO2 ＝ NaHCO3 40 84 x 8。4 x＝4(g) ×100%＝3。85%。故溶液中NaOH的質量分數若大于3。85%，則在步驟②中會有NaHCO3晶體析出．。