实验室里临时要用NaOH溶液和CO2来制取纯Na2CO3溶液.已知CO2气体通入NaOH溶液过程中极易生成过量NaHCO3,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%

问题描述:

实验室里临时要用NaOH溶液和CO2来制取纯Na2CO3溶液.已知CO2气体通入NaOH溶液过程中极易生成过量NaHCO3,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%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、量筒、烧杯、橡皮管、玻璃导管、分液漏斗.
已知下表中各物质在常温时的溶解度(g/100g水)

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(填编号)除①外,还需要______.
(3)简要叙述实验步骤,直到制得纯Na2CO3溶液(仪器安装可省略)____________.
(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(写出计算步骤和必要的文字说明)

(1)根据Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3和NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O它们之间的联系,可以将一瓶氢氧化钠溶液分成相等的2份,然后将其中的一份通入过量的CO2,全部变成NaHCO3,再将另一份氢氧化钠溶液倒入NaHCO3中全部转化成Na2CO3,即到达题目的要求,因此可用用量筒将NaOH溶液分成两等分于烧杯中,用稀盐酸和大理石反应制取二氧化碳,向其中一份中通入过量的CO2,待反应完后,将另一份NaOH溶液倒入反应后的溶液中,混合均匀,因此用到的仪器还有烧杯、量筒
(2)为保证制得的Na2CO3溶液尽量纯,应选用的药品为稀盐酸和大理石制取二氧化碳.
(3)根据(1)中分析,实验操作步骤为量取一定量的NaOH溶液,分成两等份 ②制取CO2,向其中一份NaOH溶液中通入过量的CO2气体 ③将两溶液混合均匀 
(4)要使溶液中析出晶体,需使碳酸氢钠溶液达到饱和,根据碳酸氢钠的溶解度可求出氢氧化钠的质量,从而求出氢氧化钠溶液的溶质质量分数.
故答案为:(1)烧杯、量筒
(2)④⑤
(3)①量取一定量的NaOH溶液,分成两等份 ②制取CO2,向其中一份NaOH溶液中通入过量的CO2气体 ③将两溶液混合均匀 
(4)从表中可知,NaHCO3常温下溶解度为8.4g.设常温下溶解的NaOH的质量为x时,NaHCO3达到饱和.
NaOH+CO2=NaHCO3
40           84
x            8.4g
x=4g
故溶液中NaOH的质量分数大于

4g
100g+4g
×100%=3.85%时,在步骤②中有NaHCO3晶体析出.