实验室里临时需要用NaOH溶液和CO
2来制取纯Na
2CO
3溶液100 mL。已知CO
2气体在通入NaOH溶液过程中极易过量生成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%的盐酸 ⑤大理石 ⑥K2CO3固体 ⑦Cu2(OH)2CO3
实验室有下列仪器:铁架台、启普发生器、烧杯(100 mL)、橡皮管、玻璃导管、分液漏斗、试剂瓶(200 mL)、碱式滴定管(50 mL)、烧瓶(250 mL)。
下表列出各物质在常温时的溶解度(g/100 g H2O):
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Na2CO3溶液尽量纯,应选用的药品有 。
(3)简述必要的实验步骤,直到制得较纯的Na2CO3溶液(仪器安装省略)。
(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(列出简要的计算步骤和必要的文字说明)?
(1)烧杯2个、碱式滴定管、试剂瓶
(2)①④⑤
(3)①用碱式滴定管各取两份50 mL的NaOH溶液于2个烧杯中,②制取CO2并向其中一份NaOH溶液通入过量的CO2气体,③将两份溶液慢慢微热,冷却后倒入大试剂瓶混合摇匀。(4)从表中可知常温下NaHCO3的溶解度为8.4 g。设常温下100 g水中溶解NaOH质量为x时可使生成的NaHCO3饱和,则
NaOH+CO2
NaHCO3
40 84
x 8.4 g x = 4.0 g
所以NaOH质量分数大于
×100%=3.85%时,在步骤②时将有NaHCO
3析出。
解析:在NaOH溶液中通入CO2,通过控制CO2的量使产物为Na2CO3不易做到,利用碱和酸式盐反应制正盐的原理可达到目的,关键在于生成NaHCO3后应把多余的CO2除去。