Question

碳酸钠俗称纯碱，在日常生产和生活中有着广泛的应用．某化学兴趣小组想根据所学知识模拟制备碳酸钠，方法如下：先以NaCl、NH₃、CO₂和水等为原料以及下图所示装置制取NaHCO₃(反应的化学方程式为NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl)，然后再将NaHCO₃制成Na₂CO₃．

（1）装置乙的作用是__________．为防止污染空气，尾气中含有的__________需要进行吸收处理．

（2）由装置丙中产生的NaHCO₃制取Na₂CO₃时，需要进行的实验操作有__________、__________、__________．

（3）若在（2）中灼烧的时间较短，NaHCO₃将分解不完全，该小组对一份加热了t₁min的NaHCO₃样品的组成进行了以下探究。取加热了t₁min的NaHCO₃样品19g完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中不断滴加1mol•L^﹣1的稀盐酸直到不再产生气泡，共消耗300ml稀盐酸．问该样品中NaHCO₃和Na₂CO₃的物质的量之比是__________．

Answer

（1）除去二氧化碳中的氯化氢气体；NH3；

（2）过滤、涤、灼烧；（3）1：1；

【解析】

试题分析：实验中，稀盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳，反应方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；盐酸具有挥发性，所以生成的二氧化碳中含有HCl，HCl极易溶于水，所以用水洗气；将较纯净的二氧化碳通入含氨的饱和食盐水中，发生的反应为NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，尾气中含有氨气，对环境产生污染，所以尾气要进行处理。

（1）HCl极易溶于水生成稀盐酸，碳酸酸性小于盐酸，虽然二氧化碳能溶于水，但不易溶于稀盐酸中；氨气有刺激性气味，污染空气，尾气中含有氨气，所以尾气要进行处理，故答案为：除去二氧化碳中的氯化氢气体；氨气；

（2）将得到的碳酸氢钠过滤、洗涤得到较干净的碳酸氢钠，碳酸氢钠不稳定，灼烧碳酸氢钠得到碳酸钠，故答案为：过滤、洗涤、灼烧；

（3）设NaHCO3和Na2CO3的物质的量分别是xmol、ymol，碳酸氢钠、碳酸钠分别需要盐酸物质的量为xmol、2ymol，列方程组为，

解得

则NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比=0.1mol：0.1mol=1：1，故答案为：1：1

【考点定位】考查制备实验方案的设计

【名师点晴】本题考查制备实验方案设计，为高频考点，综合性较强，涉及溶液配制、根据方程式计算、基本操作、除杂等知识点，明确实验原理、基本操作方法、物质性质即可解答，注意（3）题容量瓶选取方法，注意计算浓盐酸体积时稀硝酸体积为0.5L而不是0.3L，为易错点。