Question

14．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)能制氧氣的呼吸面具進(jìn)行研究．
【查閱資料】
（1）呼吸面具中制取氧氣的主要原料是固體過氧化鈉（Na₂O₂）．過氧化鈉分別能和二氧化碳、水反應(yīng)，都生成氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
①2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑ 　　 
②2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
（2）氯化鈣溶液呈中性；碳酸鈉溶液呈堿性；
氯化鈣溶液與碳酸鈉溶液混合后發(fā)生如下反應(yīng)：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl．
同學(xué)們對(duì)用過一段時(shí)間后的面具中的固體成分產(chǎn)生興趣．
【猜想與假設(shè)】
固體可能為：①Na₂CO₃；②NaOH和Na₂CO₃；③Na₂O₂和Na₂CO₃；④Na₂O₂和NaOH．
為了確定用過一段時(shí)間后呼吸面具中的成分，該小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行了以下的探究．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：取少量固體放入試管中，加足量水，看到產(chǎn)生氣泡，證明固體中有Na₂O₂．
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：取少量固體放入試管中，滴加足量的稀鹽酸，看到產(chǎn)生氣泡，則證明固體中含有Na₂CO₃．
實(shí)驗(yàn)Ⅲ：取少量固體放入試管中，加足量水，再滴加足量的氯化鈣溶液后，過濾．向?yàn)V液中加入酚酞試液，若溶液變成紅色，則證明固體中含有NaOH．
【反思與評(píng)價(jià)】
通過上述實(shí)驗(yàn)，有些同學(xué)認(rèn)為其中有些不妥的結(jié)論．
（1）有些同學(xué)認(rèn)為通過實(shí)驗(yàn)Ⅱ并不能確定固體中含有Na₂CO₃．如何改進(jìn)此實(shí)驗(yàn)？取少量固體放入試管中，滴加澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，說明固體中含有碳酸鈉．
加熱
（2）還有些同學(xué)認(rèn)為通過實(shí)驗(yàn)Ⅲ也不能證明固體中一定含有NaOH．其原因是：過氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉，氫氧化鈉溶液能使酚酞試液變紅色．
（3）某實(shí)驗(yàn)小組為研究碳酸鈉和碳酸氫鈉混合物的組成做了以下實(shí)驗(yàn)：充分加熱10.0g樣品至恒重，剩余固體質(zhì)量為6.9g．（2NaHCO₃═Na₂CO₃+CO₂+H₂O）
查閱資料已知：碳酸氫鈉受熱易分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳；碳酸鈉受熱不易分解．
計(jì)算：（1）生成二氧化碳的質(zhì)量2.2g．
（2）原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】
固體可能為：①Na₂CO₃；②NaOH和Na₂CO₃；③Na₂O₂和Na₂CO₃；④Na₂O₂和NaOH．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)論，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論可以判斷實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
顯堿性溶液能使酚酞試液變紅色；
【反思與評(píng)價(jià)】
碳酸鈉能和氫氧化鈣反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鈣和氫氧化鈉；
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式和提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計(jì)算．

解答 解：【猜想與假設(shè)】
固體可能為：①Na₂CO₃；②NaOH和Na₂CO₃；③Na₂O₂和Na₂CO₃；④Na₂O₂和NaOH．
故填：Na₂O₂和NaOH．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：取少量固體放入試管中，加足量水，看到產(chǎn)生氣泡，證明固體中有Na₂O₂．
故填：產(chǎn)生氣泡．
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：取少量固體放入試管中，滴加足量的稀鹽酸，看到產(chǎn)生氣泡，則證明固體中含有Na₂CO₃．
故填：產(chǎn)生氣泡．
實(shí)驗(yàn)Ⅲ：取少量固體放入試管中，加足量水，再滴加足量的氯化鈣溶液后，過濾．向?yàn)V液中加入酚酞試液，若溶液變成紅色，則證明固體中含有NaOH．
故填：紅色．
【反思與評(píng)價(jià)】
（1）有些同學(xué)認(rèn)為通過實(shí)驗(yàn)Ⅱ并不能確定固體中含有Na₂CO₃，改進(jìn)此實(shí)驗(yàn)為：取少量固體放入試管中，滴加澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，說明固體中含有碳酸鈉．
故填：取少量固體放入試管中，滴加澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，說明固體中含有碳酸鈉．
（2）通過實(shí)驗(yàn)Ⅲ也不能證明固體中一定含有NaOH，其原因是：過氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉，氫氧化鈉溶液能使酚酞試液變紅色．
故填：過氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉，氫氧化鈉溶液能使酚酞試液變紅色．
（3）設(shè)碳酸氫鈉質(zhì)量為x，
反應(yīng)生成水和二氧化碳質(zhì)量為：10.0g-6.9g=3.1g，
生成二氧化碳質(zhì)量為：3.1g×$\frac{44}{62}$=2.2g，
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
168                     62
x                      3.1g
$\frac{168}{x}$=$\frac{62}{3.1g}$，
x=8.4g，
原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{10.0g-8.4g}{10.0g}$×100%=16%，
答：原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%．
故填：2.2g．

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實(shí)質(zhì)奠定基礎(chǔ)．