Question

8．某化學課外活動小組欲制取純堿Na₂CO₃溶液并討論實驗過程中的相關問題．可供選擇的試劑有：A大理石；B鹽酸；C氫氧化鈉溶液；D澄清石灰水．
三名同學設計的制備方案的反應流程分別如下：
甲：NaOH溶液 $\stackrel{CO_{2}}{→}$Na₂CO₃溶液
乙：NaOH溶液$→_{①}^{CO_{2}}$ NaHCO₃溶液 $→_{②}^{加熱蒸干、灼燒}$Na₂CO₃固體$\stackrel{H_{2}O}{→}$Na₂CO₃溶液
丙：NaOH溶液 $→_{③}^{CO_{2}}$NaHCO₃溶液$→_{①}^{NaOH溶液}$Na₂CO₃溶液
（1）請指出甲、乙兩方案的主要缺點：
甲方案CO₂的通入量不易控制；
乙方案過程繁瑣，操作復雜；
（2）若采用丙方案制取純Na₂CO₃溶液，其實驗的關鍵有反應③應充分進行，③步驟后將NaHCO₃溶液煮沸排除過量CO₂，反應③④所用NaOH溶液的體積應相等；
（3）假設反應②所得的Na₂CO₃固體中混有未分解的NaHCO₃．乙同學選擇澄清石灰水測定其中NaHCO₃的質量分數(shù)，乙同學能否達到實驗目的？能（填“能”或“不能”）若能，請說明其計算所需的數(shù)據；若不能，請簡要說明理由固體樣品的質量和沉淀總質量．

Answer 1

分析 甲：NaOH溶液 $\stackrel{CO_{2}}{→}$Na₂CO₃溶液中，反應終點不易控制，易混有碳酸氫鈉；
乙：NaOH溶液$→_{①}^{CO_{2}}$ NaHCO₃溶液 $→_{②}^{加熱蒸干、灼燒}$Na₂CO₃固體$\stackrel{H_{2}O}{→}$Na₂CO₃溶液，過程多，操作復雜；
丙：NaOH溶液 $→_{③}^{CO_{2}}$NaHCO₃溶液$→_{①}^{NaOH溶液}$Na₂CO₃溶液，則兩個反應中NaOH的量相同，即恰好發(fā)生NaOH+NaHCO₃=Na₂CO₃+H₂O，以此來解答．

解答 解：（1）由實驗方案及物質的性質可知，甲方案的缺點為CO₂的通入量不易控制；乙方案的缺點為過程煩瑣，操作復雜，
故答案為：CO₂的通入量不易控制；過程煩瑣，操作復雜；
（2）由NaOH+NaHCO₃=Na₂CO₃+H₂O可知，采用丙方案制取純Na₂CO₃溶液，其實驗的關鍵是反應③應充分進行，反應③與④所用NaOH溶液的體積應相等，
故答案為：反應③應充分進行，③步驟后將NaHCO₃溶液煮沸排除過量CO₂，反應③④所用NaOH溶液的體積應相等；
（3）設混合物中碳酸鈉、碳酸氫鈉的質量分別為x、y，
若知道混合物的質量m，沉淀的總質量n，則
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=m}\\{\frac{x}{106}+\frac{y}{84}=\frac{n}{100}}\end{array}\right.$，
則解二元一次方程可計算含量，
故答案為：能；固體樣品的質量和沉淀的總質量．

點評 本題考查碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質實驗，為高頻考點，把握性質及發(fā)生的反應、混合物計算為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，題目難度中等．