Question

某化學課外活動小組欲制取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實驗方案的反應流程分別如下圖．請回答下列問題：



（1）請指出甲、乙兩方案的主要缺點：
甲方案：______
乙方案：______
（2）若采用丙方案制取純Na₂CO₃溶液，其實驗的關鍵有：______．
（3）假設反應③所得的NaHCO₃溶液中含有Na₂CO₃．現要利用A～D四種試劑證明Na₂CO₃的存在，你所選擇的試劑______（填試劑代號）．
（4）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，乙同學能否達到實驗目的？______（填“能”或“不能”）若能，請說明其計算所需的數據；若不能，請簡要說明理由：______．

Answer 1

（1）氫氧化鈉能與二氧化碳反應生成碳酸鈉，二者反應生成的碳酸鈉是易溶于水的物質，無法判斷反應的終點，不易控制二氧化碳的用量，方案乙能夠實現制取碳酸鈉溶液，但是整個實驗過程比較復雜，所以本題答案為：CO₂的通入量不易控制，過程繁瑣，操作復雜；
（2）采用丙制取碳酸鈉溶液，為保證實驗結果的準確性，要注意控制二氧化碳的用量應該與氫氧化鈉充分反應生成碳酸氫鈉，過量的二氧化碳要加熱碳酸氫鈉溶液除去，且③④所用氫氧化鈉的量應該相同，所以本題答案為：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）純碳酸氫鈉不與二氧化碳反應，通入氣體后會直接逸出，若混有碳酸鈉，二氧化碳會與碳酸鈉反應，通入氣體后氣體不會直接逸出，所以本題答案為：AB；
（4）相同質量的碳酸鈉和碳酸鈉與碳酸氫鈉的混合物與氫氧化鈣反應生成的碳酸鈣沉淀的質量不同，所以可以使用石灰水測定其中NaHCO₃的質量分數，所以本題答案為：能，固體樣品的質量和沉淀總質量．