Question

【題目】碳酸鈉俗稱純堿，在日常生活和生活中有著廣泛的應用．某化學興趣小組想根據所學知識模擬制備碳酸鈉，方法如下：先以NaCl、NH3、CO2和水等為原料以及下圖所示裝置制取NaHCO3（反應的化學方程式為NH3 + CO2 + H2O + NaCl = NaHCO3↓+ NH4Cl），然后再將NaHCO3制成Na2CO3。

（1）裝置乙的作用是_________。為防止污染空氣，尾氣中含有的_________需要進行吸收處理。

（2）由裝置丙中產生的NaHCO3制取Na2CO3時，需要進行的實驗操作有______、_______、____。NaHCO3轉化為Na2CO3的化學方程式為_____________。

（3）若在（2）中反應時間較短，NaHCO3將分解不完全，該小組對一份加熱了t1 min的NaHCO3樣品的組成進行了以下探究：取加熱了t1 min的NaHCO3樣品27.4g完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中不斷滴加1mol·L－1的稀鹽酸直到不再產生氣泡，共消耗400 mL稀鹽酸。請回答下列問題：

①根據實驗的需要，用密度為1.19g ·cm－3 質量分數為36.5%的濃鹽酸配制1mol·L－1的稀鹽酸時，主要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、量筒、膠頭滴管和____（填儀器名稱）；需要量取的濃鹽酸體積為：_____mL。

② 該樣品中NaHCO3和Na2CO3的物質的量之比是_____。

Answer 1

【答案】除去二氧化碳中的氯化氫氣體 氨氣 過濾 洗滌 灼燒 2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2↑ 500mL容量瓶 42 2∶1

【解析】

實驗中，稀鹽酸和碳酸鈣反應生成二氧化碳，反應方程式為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；鹽酸具有揮發性，所以生成的二氧化碳中含有HCl，HCl極易溶于水，所以用水洗氣；將較純凈的二氧化碳通入含氨的飽和食鹽水中，發生的反應為NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，尾氣中含有氨氣，對環境產生污染，所以尾氣要進行處理，據此分析解答。

(1)HCl極易溶于水生成稀鹽酸，碳酸酸性小于鹽酸，雖然二氧化碳能溶于水，但不易溶于稀鹽酸中；氨氣有刺激性氣味，污染空氣，尾氣中含有氨氣，所以尾氣要進行處理，故答案為：除去二氧化碳中的氯化氫氣體；氨氣；

(2)將得到的碳酸氫鈉過濾、洗滌得到較干凈的碳酸氫鈉，碳酸氫鈉不穩定，灼燒碳酸氫鈉得到碳酸鈉，反應方程式為2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑，故答案為：過濾；洗滌；灼燒；2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑；

(3)①實驗室沒有400mL容量瓶，則應該選取500mL容量瓶配制；密度為1.19g ·cm－3 質量分數為36.5%的濃鹽酸的物質的量濃度c== mol/L =11.9mol/L，溶液稀釋前后溶質的物質的量不變，則濃鹽酸體積==42mL，故答案為：500mL容量瓶；42；

②400 mL1mol·L－1的稀鹽酸中含有0.4molHCl，設NaHCO3和Na2CO3的物質的量分別是xmol、ymol，碳酸氫鈉、碳酸鈉分別需要鹽酸物質的量為xmol、2ymol，有：84x+106y＝27.4，x+2y＝0.4，解得：x＝0.2，y＝0.1，則NaHCO3和Na2CO3的物質的量之比=0.2mol∶0.1mol=2∶1，故答案為：2∶1。