Question

某校老師讓化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)進(jìn)行有關(guān)Na₂CO₃和NaCl的系列實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)一：鑒別失去標(biāo)簽的Na₂CO₃溶液和NaCl溶液．
同學(xué)們分別選擇了下列物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．其中合理的是

 

．
①稀鹽酸②澄清石灰水③pH試紙
實(shí)驗(yàn)二：除去某NaCl樣品中的少量Na₂CO₃．
同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程圖：

（1）上述流程圖中，沉淀的化學(xué)式為

 

；
（2）實(shí)驗(yàn)完畢后，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)溶液中的溶質(zhì)除含有NaCl外還含有

 

．于是同學(xué)們改用了新的方案：向樣品中滴加稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣體為止．有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
實(shí)驗(yàn)三：完成了上述實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)們又進(jìn)行了以下的探究活動(dòng)．
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繙y(cè)定該NaCl樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【設(shè)計(jì)方案】根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮�理，同學(xué)們認(rèn)為需要測(cè)得下列四個(gè)數(shù)據(jù)：
①NaCl樣品的質(zhì)量ag；
②充分反應(yīng)后，生成沉淀的質(zhì)量為bg；
③反應(yīng)前裝置和藥品的質(zhì)量為cg；
④充分反應(yīng)后裝置和藥品的質(zhì)量為dg．
【實(shí)驗(yàn)用品】老師提供了以下實(shí)驗(yàn)用品．
藥品：足量的稀H₂SO₄、CaCl₂溶液、堿石灰、濃硫酸
裝置：

【查閱資料】①CaCl₂與Na₂CO₃兩種溶液能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)．②堿石灰是燒堿和氧化鈣的固體混合物，主要用作氣體干燥劑．
【實(shí)驗(yàn)報(bào)告】請(qǐng)你幫助他們完成下表（堿石灰和濃硫酸已被選用，下表中不再填寫）．

方案	藥品	實(shí)裝置	所需數(shù)據(jù) （用ag、bg、cg、dg表示）	Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算式
一		D、E、F
二			ag、cg、dg
三

【實(shí)驗(yàn)反思】老師為什么提供CaCl₂溶液而不是石灰水，有待后續(xù)學(xué)習(xí)解決．

Answer 1

分析：實(shí)驗(yàn)一：可根據(jù)碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)即與酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w、與澄清石灰水反應(yīng)產(chǎn)生沉淀、其水溶液顯堿性來鑒別；
實(shí)驗(yàn)二：（1）上述流程圖中，分析樣品中的Na₂CO₃與Ca（OH）₂溶液反應(yīng)既得結(jié)果；（2）分析樣品中的Na₂CO₃與Ca（OH）₂溶液反應(yīng)時(shí)，石灰水是過量的，產(chǎn)物中生成NaOH；能寫出碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式；
實(shí)驗(yàn)三：熟悉整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究的全過程：實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)用品、查閱資料、實(shí)驗(yàn)報(bào)考、實(shí)驗(yàn)反思；尤其是實(shí)驗(yàn)報(bào)告的填寫，是建立在整個(gè)問題探究的基礎(chǔ)上所得的實(shí)驗(yàn)成果．

解答：解：實(shí)驗(yàn)一：鑒別失去標(biāo)簽的Na₂CO₃溶液和NaCl溶液．分別選擇了下列物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．①稀鹽酸②澄清石灰水③pH試紙；其中合理的是：①②③；因?yàn)椋篘a₂CO₃溶液能與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，有明顯現(xiàn)象，卻不與NaCl溶液反應(yīng)；Na₂CO₃溶液能和澄清石灰水反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，有明顯現(xiàn)象，卻不與NaCl溶液反應(yīng)；Na₂CO₃溶液顯堿性，能用pH試紙
測(cè)得PH＞7，而NaCl溶液顯中性．
實(shí)驗(yàn)二：（1）上述流程圖中知，碳酸鈉能和過量的石灰水反應(yīng)生成沉淀物，沉淀的化學(xué)式為CaCO₃；
（2）實(shí)驗(yàn)完畢后，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)溶液中的溶質(zhì)除含有NaCl外還含有Ca（OH）₂和NaOH，因?yàn)闃悠分械腘a₂CO₃與Ca（OH）₂溶液反應(yīng)時(shí)，石灰水是過量的，產(chǎn)物中生成NaOH；反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
實(shí)驗(yàn)三：完成了上述實(shí)驗(yàn)后，進(jìn)行以下的探究活動(dòng)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究的全過程：實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)用品、查閱資料、實(shí)驗(yàn)報(bào)考、實(shí)驗(yàn)反思；
在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中完成表格如下：

方案	藥品	實(shí)裝置	所需數(shù)據(jù) （用ag、bg、cg、dg表示）
一	CaCl2溶液	D、E、F	ag、bg	106bg 100ag × 100%
二	稀H2SO4	A、D、C	ag、cg、dg	106(dg-cg) 44ag ×100%
三	或 稀H2SO4	或A	ag、cg、dg	106(cg-dg) 44ag ×100%

故答案為：
實(shí)驗(yàn)一：①②③
實(shí)驗(yàn)二：（1）CaCO₃
（2）Ca（OH）₂和NaOH
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
實(shí)驗(yàn)三：（注：下表中方案二和方案三可以顛倒，有多種方法．）

方案	藥品	實(shí)裝置	所需數(shù)據(jù) （用ag、bg、cg、dg表示）
一	CaCl2溶液	D、E、F	ag、bg	106bg 100ag × 100%
二	稀H2SO4	A、D、C	ag、cg、dg	106(dg-cg) 44ag ×100%
三	或 稀H2SO4	或A	ag、cg、dg	106(cg-dg) 44ag ×100%

點(diǎn)評(píng)：此題考查鑒別失去標(biāo)簽的Na₂CO₃溶液和NaCl溶液的探究方法，涉及知識(shí)面豐富，綜合性強(qiáng)，實(shí)屬一道培養(yǎng)學(xué)生能力的好題．