Question

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，通過實(shí)驗(yàn)可以學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法．現(xiàn)有一份由碳酸鈉和氯化鈉組成的固體樣品，質(zhì)量為m₁g．小明設(shè)計(jì)了圖中的裝置，請你參與探究．

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄刻妓徕c的化學(xué)性質(zhì)并測定樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【查閱資料】碳酸鈉能與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鈉、二氧化碳和水．
【實(shí)驗(yàn)步驟】
①關(guān)閉止水夾K₂，打開止水夾K₁．向裝有樣品的A裝置內(nèi)加入適量的稀硫酸，充分反應(yīng)后，B裝置的質(zhì)量增重m₂g，C裝置中的澄清石灰水不變渾濁．
②關(guān)閉止水夾K₁，打開止水夾K₂，使B裝置與空氣連通．向D裝置內(nèi)加入適量的過氧化氫溶液充分反應(yīng)（確保溶液浸沒長頸漏斗下端管口）．請回答：
（1）實(shí)驗(yàn)前需檢查裝置的

 

．
（2）判斷樣品中含有碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為

 

．
（3）樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為

 

．
（4）在整個反應(yīng)過程中，B裝置內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
【實(shí)驗(yàn)拓展】反應(yīng)結(jié)束后，B裝置溶液中溶質(zhì)的組成有多種情況，其中的一種是只含有氫氧化鈉，還有的情況是：

 

．你怎樣驗(yàn)證溶質(zhì)只含有氫氧化鈉的這種情況：

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)制取氣體的步驟分析；
（2）根據(jù)碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)的現(xiàn)象分析；
（3）根據(jù)方程式計(jì)算出碳酸鈉的質(zhì)量進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)題意和質(zhì)量守恒定律進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)拓展】根據(jù)生成物分和溶液中存在的離子進(jìn)行分析判斷；

解答：解：（1）用裝置制取氣體的第一步就是檢查裝置的氣密性，故答案為：氣密性     
（2）如樣品中含有碳酸鈉就和稀硫酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，現(xiàn)象就是在A裝置內(nèi)冒出氣泡，故答案為：A裝置內(nèi)有氣泡冒出
（3）由題意知，B裝置的質(zhì)量增重m₂g就是碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量，由此設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為X．
   Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
     106                    44
      X                     m₂g 

106

44

=

X

m2g

X=

53m2g

22

所以樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

53m2

22m1

×100%
 故答案為：

53m2

22m1

×100%
（4）由題意知，B裝置內(nèi)發(fā)生反應(yīng)有A裝置反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，還有D裝置中產(chǎn)生的氧氣把C裝置中的石灰水壓入B裝置中與生成的碳酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉和碳酸鈣，故答案為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、Na₂CO₃+Ca（OH）₂=2NaOH+CaCO₃↓
【實(shí)驗(yàn)拓展】B裝置內(nèi)如生成的碳酸鈉和氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)，溶液中溶質(zhì)的組成就只含有氫氧化鈉，如碳酸鈉剩余就含有NaOH和Na₂CO₃，如石灰水剩余就含有 NaOH和Ca（OH）₂；驗(yàn)證溶質(zhì)只含有氫氧化鈉就驗(yàn)證溶液中沒有碳酸根離子和鈣離子，具體方法是：過濾后取濾液于兩支試管中，向一支試管滴加足量的稀鹽酸，向另一只試管滴加足量的碳酸鈉溶液，若均無明顯現(xiàn)象，則溶質(zhì)只有氫氧化鈉． 故答案為：NaOH和Na₂CO₃ NaOH和Ca（OH）₂；過濾后取濾液于兩支試管中，向一支試管滴加足量的稀鹽酸，向另一只試管滴加足量的碳酸鈉溶液，若均無明顯現(xiàn)象，則溶質(zhì)只有氫氧化鈉．

點(diǎn)評：本題主要考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識綜合分析和解決實(shí)際問題的能力．增加了學(xué)生分析問題的思維跨度，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生整合知識的能力．