Question

某化学课外活动小组欲制取Na₂CO₃溶液并讨论实验过程中的相关问题．可供选择的试剂有：A．大理石  B．盐酸  C．氢氧化钠溶液  D．澄清石灰水．三名同学设计的制备实验方案的反应流程分别如下图．请回答下列问题：

（1）请指出甲、乙两方案的主要缺点：
甲方案：______
乙方案：______
（2）若采用丙方案制取纯Na₂CO₃溶液，其实验的关键有：______．
（3）假设反应③所得的NaHCO₃溶液中含有Na₂CO₃．现要利用A～D四种试剂证明Na₂CO₃的存在，你所选择的试剂______（填试剂代号）．
（4）假设反应②所得的Na₂CO₃固体中混有未分解的NaHCO₃．乙同学选择澄清石灰水测定其中NaHCO₃的质量分数，乙同学能否达到实验目的？______（填“能”或“不能”）若能，请说明其计算所需的数据；若不能，请简要说明理由：______．

Answer

根据已有的知识进行分析，氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠，二者反应生成的碳酸钠是易溶于水的物质，方案乙能够实现制取碳酸钠溶液，但是整个实验过程比较复杂，采用丙制取碳酸钠溶液，为保证实验结果的准确性，要注意控制二氧化碳的用量应该与氢氧化钠充分反应生成碳酸氢钠，过量的二氧化碳要加热碳酸氢钠溶液除去，且③④所用氢氧化钠的量应该相同，想要制取的是碳酸氢钠溶液，若其中含有碳酸钠，用AB可以鉴别，AB作用产生二氧化碳，若是纯碳酸氢钠，通入二氧化碳气体不反应也不能溶解（碳酸氢根会抑制二氧化碳溶解于水），看到的现象是气体通入后马上逸出，若其中含有碳酸钠，二氧化碳会于碳酸钠反应转化为碳酸氢钠，看到的现象是气体通入后不逸出，溶解，
（1）氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠，二者反应生成的碳酸钠是易溶于水的物质，无法判断反应的终点，不易控制二氧化碳的用量，方案乙能够实现制取碳酸钠溶液，但是整个实验过程比较复杂，所以本题答案为：CO2的通入量不易控制，过程繁琐，操作复杂；
（2）采用丙制取碳酸钠溶液，为保证实验结果的准确性，要注意控制二氧化碳的用量应该与氢氧化钠充分反应生成碳酸氢钠，过量的二氧化碳要加热碳酸氢钠溶液除去，且③④所用氢氧化钠的量应该相同，所以本题答案为：反应③应充分进行，③步骤后将NaHCO3溶液煮沸排除过量CO2，反应③④所用NaOH溶液的体积应相等；
（3）纯碳酸氢钠不与二氧化碳反应，通入气体后会直接逸出，若混有碳酸钠，二氧化碳会与碳酸钠反应，通入气体后气体不会直接逸出，所以本题答案为：AB；
（4）相同质量的碳酸钠和碳酸钠与碳酸氢钠的混合物与氢氧化钙反应生成的碳酸钙沉淀的质量不同，所以可以使用石灰水测定其中NaHCO3的质量分数，所以本题答案为：能，固体样品的质量和沉淀总质量．