Question

某学习小组利用下列装置进行 CO₂与饱和 Na₂CO₃溶液反应制备 NaHCO₃。

（1）选取必要的实验装置，正确的连接顺序为                    (填序号)。

（2）为确定制得的固体样品是纯净的 NaHCO₃，小组同学提出下列实验方案：

甲方案：将样品溶液与饱和澄清石灰水反应，观察现象。

乙方案：将样品溶液与 BaCl₂溶液反应，观察现象。

丙方案：测定 pH 法。

丁方案：热重分析法。

①判定甲方案             (填“可行”或“不可行”)。

②为判定乙方案的可行性，某同学用 NaHCO₃分析纯配制的溶液，与 BaCl₂溶液等体积混合进行实验，结果如下。

(i)此实验已可说明乙方案是不可行的。请结合以下数据，并通过计算说明产生浑浊的原因。答：__________________________________________________________。

[已知：0.1mol·L^-1NaHCO₃溶液电离出的 c(CO₃^2-) 为0.0011mol·L^-1，Ksp(BaCO₃)=5.1×10^-9]

(ii)产生浑浊的离子方程式_______________________________________。

③使用 pH 计测定的丙方案是______________________________________________。

④进行丁方案实验，得到不同升温速率下的热重曲线如下图。

(i)样品的纯度为_________________。

(ii)升温速率对实验结果______________(填“有较大”、“有较小”或“没有”)影响。

Answer

（1）③①②；（2）①不可行；

②(i)Q=c(Ba2+)c(CO32-)=×0.0011=1.1×10-4＞Ksp=5.1×10-9；

(ii)Ba2++2HCO3- = BaCO3↓+H2O+CO2↑；

③取等质量的固体样品和分析纯 NaHCO3样品分别溶解于等量的水中，分别用 pH 计测 pH；

④(i)100%；(ii)没有；

【解析】

试题分析：（1）③为发生装置，盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳气体和氯化钙，其中盐酸易挥发，故应先选取碳酸氢钠除去混合气体中的HCl，故仪器连接顺序为：③①②，故答案为：③①②；

（2）①饱和澄清石灰水与碳酸钠和碳酸氢钠均能反应生成碳酸钙沉淀，故甲方案不可行，故答案为：不可行；

②(i)两种溶液等体积混合后，溶液中钡离子浓度==0.1mol/L，0.1 mol•L-1 NaHC03溶液电离出的c(CO32-)为0.0011 mol•L-1，故Q=Q=c(Ba2+)×c(CO32-)=×0.0011=1.1×10-4＞5.1×10-9，故会产生沉淀，故答案为：Q=c(Ba2+)×c(CO32-)=×0.0011=1.1×10-4＞5.1×10-9；

(ii)钡离子与碳酸氢钠电离出的碳酸根结合生成碳酸钡沉淀，从而促进了碳酸氢根的电离，使其向生成碳酸根和氢离子的方向移动，故离子反应方程式为：Ba2++2HCO3-=BaCO3↓+CO2↑+H2O，故答案为：Ba2++2HCO3-=BaCO3↓+CO2↑+H2O；

③丙方案为测定pH法，由于碳酸氢钠属于强碱弱酸盐，故利用准确度较高的pH计进行样品的pH值，然后测量分析纯NaHC03的pH值，最后比较即可，故答案为：取等质量的固体样品和分析纯NaHC03样品分别溶解于等量的水中，分别用pH计测pH；

④(i)碳酸氢钠不稳定，加热易分解，方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，即

2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，

168 106

10g x，

=，解得：x=6.30g，

即理论上碳酸氢钠每有10g分解应生成6.3g固体，故由图可知10g样品分解恰好生成固体为6.3g，故此样品纯度为：×100%=100%，故答案为：100%；

(ii)由图可知，温度升高，不影响固体物质的产量，升温速率对实验结果没有影响，故答案为：没有

考点：考查了物质的制备方案的设计，混合物的测定的相关知识。