Question

6．工業(yè)上制純堿（Na₂CO₃）的其中一種方法是用NaOH溶液和適量CO₂氣體反應(yīng)制取，但是這種方法的缺點(diǎn)是當(dāng)CO₂過量時，極易生成NaHCO₃，且無明顯現(xiàn)象．
于是某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)方案并在實(shí)驗(yàn)室嘗試：
①將100克質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%NaOH等分成兩份，分別盛放在燒杯A、B中．
②向A中通入過量CO₂氣體，直到溶液不再吸收CO₂為止．
③將A、B兩燒杯中的液體混合后蒸干．
（1）步驟②中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O、Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃．
（2）步驟③中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O，其中的NaHCO₃和NaOH能恰好完全反應(yīng)，請分析恰好能完全反應(yīng)的理由燒杯A、B中氫氧化鈉的質(zhì)量相等，所以由鈉元素守恒可知，NaHCO₃和NaOH的物質(zhì)的量之比為1：1，故NaHCO₃和NaOH能恰好完全反應(yīng)．
（3）已知NaHCO₃受熱分解，反應(yīng)方程式為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，如果在工業(yè)上采用向NaOH溶液中通入過量CO₂后，再將溶液蒸干、灼燒的方法，該方法與實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)所設(shè)計的方法相比，不足是既消耗過多能源，如果二氧化碳排放到空氣中又會引起溫室效應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)碳酸鈉和水，生成的碳酸鈉和過量的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)燒杯A、B中氫氧化鈉的質(zhì)量相等，所以由鈉元素守恒可知，NaHCO₃和NaOH的物質(zhì)的量之比為1：1進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)碳酸氫鈉受熱分解生成二氧化碳，會浪費(fèi)能源且生成的二氧化碳排放到空氣中又會引起溫室效應(yīng)進(jìn)行解答．

解答 解：（1）氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)碳酸鈉和水，生成的碳酸鈉和過量的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉，所以步驟②中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O、Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃；故填：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O、Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃；
（2）燒杯A、B中氫氧化鈉的質(zhì)量相等，所以由鈉元素守恒可知，NaHCO₃和NaOH的物質(zhì)的量之比為1：1，故NaHCO₃和NaOH能恰好完全反應(yīng)；故填：燒杯A、B中氫氧化鈉的質(zhì)量相等，所以由鈉元素守恒可知，NaHCO₃和NaOH的物質(zhì)的量之比為1：1，故NaHCO₃和NaOH能恰好完全反應(yīng)；
（3）碳酸氫鈉受熱分解生成二氧化碳，會浪費(fèi)能源且生成的二氧化碳排放到空氣中又會引起溫室效應(yīng)．故填：既消耗過多能源，如果二氧化碳排放到空氣中又會引起溫室效應(yīng)．

點(diǎn)評 該題考查學(xué)生利用題干中已知給予的信息進(jìn)行分析，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計能力，是一道綜合性開放性的題目；培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計的思維和創(chuàng)新精神．