Question

18．小亮同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)探究某企業(yè)采用的氨堿法制得純堿樣品的成分及含量．
【提出問題1】該純堿樣品中含有哪些物質(zhì)？
【猜想與假設(shè)】通過分析，小亮做出如下假設(shè)：
①只含有Na₂CO₃；②含有Na₂CO₃和NaHCO₃
【查閱資料】

	NaHCO3	Na2CO3
加入稀鹽酸	現(xiàn)象Ⅰ	產(chǎn)生氣泡
加入飽和石灰水	溶液變渾濁	現(xiàn)象Ⅱ
加入CaCl2溶液	無明顯現(xiàn)象	溶液變渾濁
加熱溶液至沸騰，將氣體通入澄清石灰水	澄清石灰水變渾濁	澄清石灰水無明顯變化

（1）表中的現(xiàn)象I對應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
（2）現(xiàn)象Ⅱ?yàn)橛邪咨�沉淀產(chǎn)生．
【實(shí)驗(yàn)探究】為了確定純堿樣品的成分，小亮設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案，請你一起完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①取少量樣品溶于水，加入過量　的CaCl2溶液．	有白色沉淀產(chǎn)生	該反應(yīng)的方程式：Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
②將上述反應(yīng)后的混合液過濾，取濾液．	有氣泡冒出	證明猜想②成立．

【實(shí)驗(yàn)反思】實(shí)驗(yàn)步驟①中，氯化鈣溶液過量的目的是將碳酸鈉全部除去
【提出問題2】如何測量該純堿樣品中各物質(zhì)的含量？
（1）為測量該純堿樣品各成分的含量，小亮設(shè)計(jì)了如圖1裝置，通過稱量B裝置的質(zhì)量變化來　確定樣品中各成分的含量．該裝置氣密性良好，稀硫酸與樣品、進(jìn)人裝置B的C0₂與NaOH　均完全反應(yīng)，操作無誤，但多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，測定結(jié)果有偏差．造成偏差的原因有①空氣中的CO₂進(jìn)入裝置B被氫氧化鈉吸收；②裝置A中殘留的CO₂未被裝置B中的氫氧化鈉吸收．

（2）小亮在老師的指導(dǎo)下重新設(shè)計(jì)了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置．該實(shí)驗(yàn)有以下操作步驟：
①檢查裝置氣密性，將干燥的樣品放入錐形瓶中；
②稱量盛有氫氧化鈉濃溶液的B瓶質(zhì)量；
③打開活塞b，從導(dǎo)管a處緩緩鼓入一定量的空氣，關(guān)閉活塞b；
④向錐形瓶中逐滴加入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣泡；
⑤再次稱量盛有氫氧化鈉濃溶液的B瓶質(zhì)量；
⑥打開活塞b，從導(dǎo)管a處緩緩鼓入一定量的空氣，關(guān)閉活塞b；
⑦根據(jù)B瓶增加的質(zhì)量，計(jì)算樣品中各成分的含量．
該實(shí)驗(yàn)的正確步驟是①③②④⑥⑤⑦．

Answer 1

分析 查閱資料：（1）稀鹽酸可以和碳酸氫鈉反應(yīng)生成氣體，可以據(jù)此解答該題；
（2）碳酸鈉可以和氫氧化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，可以據(jù)此寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；
實(shí)驗(yàn)探究：碳酸鈉可以和氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，可以據(jù)此寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，可以據(jù)此完成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
實(shí)驗(yàn)反思：碳酸鈉也可以和稀鹽酸反應(yīng)生成氣體，為了防止碳酸鈉干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，所以應(yīng)該加入過量的氯化鈣將碳酸鈉全部除去，可以據(jù)此解答該題；
提出問題2．（1）反應(yīng)前裝置A中含有空氣，而反應(yīng)后生成的二氧化碳不能全部被吸收，可以據(jù)此分析并完成解答；
（2）為了防止反應(yīng)前A中的空氣中含有的二氧化碳干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)論并將反應(yīng)中生成的二氧化碳全部吸收，實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)該先將氣體鼓出，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)該將生成的二氧化碳?xì)怏w鼓出并吸收可以據(jù)此結(jié)合題給的步驟完成解答．

解答 解：【查閱資料】：（1）稀鹽酸可以和碳酸氫鈉反應(yīng)生成氣體，所以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象Ⅰ為產(chǎn)生了氣泡；碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（2）碳酸鈉可以和氫氧化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH；
實(shí)驗(yàn)探究：碳酸鈉可以和氯化鈣溶液反應(yīng)生成白色的碳酸鈣沉淀和氯化鈉，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl；碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，所以加入稀鹽酸后可以觀察到有氣泡冒出；
實(shí)驗(yàn)反思：碳酸鈉也可以和稀鹽酸反應(yīng)生成氣體，為了防止碳酸鈉干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，所以應(yīng)該加入過量的氯化鈣將碳酸鈉全部除去；
提出問題2．（1）①反應(yīng)前裝置A中含有空氣，空氣中含有二氧化碳，空氣中的二氧化碳被吸收而使測量結(jié)果不準(zhǔn)確；
②反應(yīng)后生成的二氧化碳在裝置A中沒有逸出，而不能全部被吸收，也會使測量結(jié)果不準(zhǔn)確；
（2）為了防止反應(yīng)前A中的空氣中含有的二氧化碳干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)論并將反應(yīng)中生成的二氧化碳全部吸收，實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)該先將氣體鼓出，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)該將生成的二氧化碳?xì)怏w鼓出并吸收所以正確的實(shí)驗(yàn)步驟為：①③②④⑥⑤⑦．
故答案為：
查閱資料：
（1）Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（2）有白色沉淀產(chǎn)生；
實(shí)驗(yàn)探究：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①取少量樣品溶于水，加入過量的CaCl2溶液．	有白色沉淀產(chǎn)生；	該反應(yīng)的方程式：Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl．
②將上述反應(yīng)后的混合液過濾，取濾液 滴加稀鹽酸．	有氣泡冒出；	證明猜想②成立．

實(shí)驗(yàn)反思：將碳酸鈉全部除去；
提出問題2．（1）①空氣中的CO₂進(jìn)入裝置B被氫氧化鈉吸收；
②裝置A中殘留的CO₂未被裝置B中的氫氧化鈉吸收；
（2）①③②④⑥⑤⑦．

點(diǎn)評 解答這類題目時，首先，賞析問題情景，找到實(shí)驗(yàn)探究的反應(yīng)原理；再根據(jù)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理，分析推斷出該物質(zhì)的組成成分，然后得出所要探究的物質(zhì)中該成分的組成．