实验室里临时要用NaOH溶液和CO
2来制取纯Na
2CO
3溶液.已知CO
2气体通入NaOH溶液过程中极易生成过量NaHCO
3,且无明显现象.实验室有下列试剂:①未知浓度的NaOH溶液 ②37%的盐酸 ③37%的硫酸 ④14%盐酸 ⑤大理石⑥K
2CO
3固体 ⑦Cu
2(OH)
2CO
3实验室有下列仪器:铁架台、启普发生器、量筒、烧杯、橡皮管、玻璃导管、分液漏斗.
已知下表中各物质在常温时的溶解度(g/100g水)
Na2CO3 | NaHCO3 | NaCl | Na2SO4 | NaHSO4 | NaOH |
15.9 | 8.4 | 35 | 35.5 | 20 | 40 |
(1)本实验应选用的仪器除启普发生器、橡皮管、玻璃导管外,还需要______.
(2)为保证制得的Na
2CO
3溶液尽量纯,应选用的药品(填编号)除①外,还需要______.
(3)简要叙述实验步骤,直到制得纯Na
2CO
3溶液(仪器安装可省略)____________.
(4)根据给出的溶解度表,求出当NaOH溶液中溶质的质量分数大于多少时,在配制过程中会有晶体析出(写出计算步骤和必要的文字说明)
(1)根据Na
2CO
3+CO
2+H
2O═2NaHCO
3和NaHCO
3+NaOH=Na
2CO
3+H
2O它们之间的联系,可以将一瓶氢氧化钠溶液分成相等的2份,然后将其中的一份通入过量的CO
2,全部变成NaHCO
3,再将另一份氢氧化钠溶液倒入NaHCO
3中全部转化成Na
2CO
3,即到达题目的要求,因此可用用量筒将NaOH溶液分成两等分于烧杯中,用稀盐酸和大理石反应制取二氧化碳,向其中一份中通入过量的CO
2,待反应完后,将另一份NaOH溶液倒入反应后的溶液中,混合均匀,因此用到的仪器还有烧杯、量筒
(2)为保证制得的Na
2CO
3溶液尽量纯,应选用的药品为稀盐酸和大理石制取二氧化碳.
(3)根据(1)中分析,实验操作步骤为量取一定量的NaOH溶液,分成两等份 ②制取CO
2,向其中一份NaOH溶液中通入过量的CO
2气体 ③将两溶液混合均匀
(4)要使溶液中析出晶体,需使碳酸氢钠溶液达到饱和,根据碳酸氢钠的溶解度可求出氢氧化钠的质量,从而求出氢氧化钠溶液的溶质质量分数.
故答案为:(1)烧杯、量筒
(2)④⑤
(3)①量取一定量的NaOH溶液,分成两等份 ②制取CO
2,向其中一份NaOH溶液中通入过量的CO
2气体 ③将两溶液混合均匀
(4)从表中可知,NaHCO
3常温下溶解度为8.4g.设常温下溶解的NaOH的质量为x时,NaHCO
3达到饱和.
NaOH+CO
2=NaHCO
340 84
x 8.4g
x=4g
故溶液中NaOH的质量分数大于
×100%=3.85%时,在步骤②中有NaHCO
3晶体析出.