Question

小亮同學(xué)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究某企業(yè)采用的氨堿法制的純堿樣品的成分及含量．
提出問(wèn)題1 該純堿樣品中含有哪些物質(zhì)？
猜想與假設(shè) 通過(guò)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	產(chǎn)生氣泡	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(wú)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(wú)明顯變化

（1）現(xiàn)象Ⅱ?qū)��?yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
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(qǐng)你一起完成小列實(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(guò)量的CaCl2溶液．	；	氯化鈣溶液過(guò)量的目的是   ．
②將上述反應(yīng)后的混合液過(guò)濾，取濾液   ．	；	證明猜想②成立．

提出問(wèn)題2 如何測(cè)量該純堿樣品中各物質(zhì)的含量？
（1）為測(cè)量該純堿樣品各成分的含量，小亮設(shè)計(jì)了圖1裝置，通過(guò)稱量B裝置的質(zhì)量變化來(lái)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)入裝置B的CO₂與NaOH均完全反應(yīng)，操作無(wú)誤，但多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，測(cè)定結(jié)果有偏差．造成偏差的原因有①

 

；
②

 

．
（2）小亮在老師的指導(dǎo)下重新設(shè)計(jì)了如圖2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9.5g 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(kāi)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(kāi)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

 

．
計(jì)算  實(shí)驗(yàn)完畢后測(cè)得B裝置增重4.4g，則樣品中各成分的質(zhì)量分別為多少？（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,氣體的凈化（除雜）,鹽的化學(xué)性質(zhì),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：科學(xué)探究

分析：查閱資料：（1）根據(jù)碳酸鈉與氫氧化鈣的反應(yīng)寫(xiě)出反應(yīng)的方程式；
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，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；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(guò)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(wèn)題2．（1）空氣中的二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)，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(kāi)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．
計(jì)算：根據(jù)碳酸鈉、碳酸氫鈉與硫酸反應(yīng)的方程式進(jìn)行計(jì)算．

解答：解：查閱資料：（1）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，碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，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(guò)量的氯化鈣將碳酸鈉全部除去．所以，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告如下：

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(guò)量的CaCl2溶液．	有白色沉淀產(chǎn)生；	氯化鈣溶液過(guò)量的目的是 除盡樣品中的碳酸鈉．
②將上述反應(yīng)后的混合液過(guò)濾，取濾液滴加稀鹽酸．	有氣泡冒出；	證明猜想②成立．

提出問(wèn)題2．
（1）為測(cè)量該純堿樣品各成分的含量，小亮根據(jù)圖1裝置，操作無(wú)誤，但多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，測(cè)定結(jié)果有偏差．造成偏差的原因有：①空氣中的二氧化碳進(jìn)入裝置B被氫氧化鈉吸收；②裝置A中殘留的二氧化碳未被裝置B中的氫氧化鈉吸收；都會(huì)使測(cè)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(kāi)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．
計(jì)算：設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x，則含有的碳酸氫鈉的質(zhì)量為9.5g-x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                      

44x

106

2NaHCO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑
168                        88
9.5g-x                

88(9.5g-x)

168

44x

106

+

88(9.5g-x)

168

=4.4g
解得：x=5.3g，
碳酸氫鈉的質(zhì)量為：9.5g-5.3g=4.2g．
故答為：【查閱資料】（1）Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．              
【實(shí)驗(yàn)探究】①有白色沉淀產(chǎn)生，除盡樣品中的碳酸鈉．②滴加稀鹽酸，有氣泡冒出；
【提出問(wèn)題2】（1）①空氣中的二氧化碳進(jìn)入裝置B被氫氧化鈉吸收；②裝置A中殘留的二氧化碳未被裝置B中的氫氧化鈉吸收；（2）①③②④⑥⑤⑦；
【計(jì)算】樣品中碳酸鈉的質(zhì)量是5.3g；碳酸氫鈉的質(zhì)量是4.2g．

點(diǎn)評(píng)：解答這類題目時(shí)，首先，賞析問(wèn)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．