Question

（2012?鎮江一模）工業上的常說“三酸兩堿”是重要的化工原料．實驗室桌面上的五個試劑瓶內（如圖）分別裝有屬于工業上“三酸兩堿”中的“三種濃酸”和“兩堿固體”．

（1）小袁同學沒有利用任何試劑就鑒定出了C、D、E三瓶中的三種濃酸．他的做法是：①直接觀察試劑瓶顏色，棕色試劑瓶E內的是

濃硝酸

（填名稱）；②分別打開C、D瓶的瓶塞，觀察到

C瓶口產生白霧

，說明C瓶內的是濃鹽酸，則D瓶內的是濃硫酸．
（2）小白同學在查閱A、B瓶內的“兩堿”的制備方法時，根據收集的信息，繪制了如下一個框圖．
注：整個框圖中每個化學反應涉及的物質已全部給出．
根據框圖，依據化學反應前后元素種類守恒的相關知識，回答下列問題．
寫出下列物質化學式：A瓶內的物質：

NaOH

．
小袁同學認為工業生產中原料不能完全轉化為產品，所以A瓶內的物質中一定含有雜質．請你幫助他設計出檢驗該雜質的實驗方案（寫出操作、現象和結論）：

取適量溶液滴加硝酸銀，若產生白色沉淀，再滴加稀硝酸，沉淀不溶解，則含有氯化鈉

（3）小軍對A瓶放置一段時間后白色粉末的成分進行探究．成分的確定作出以下的猜想：①可能是NaOH；②可能是Na₂CO₃；③可能是NaOH與Na₂CO₃的混合物．做出②③猜想的依據是

CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O

（用化學方程式表示）為了驗證①②③猜想，他分別做了下面的實驗．A．取少量白色粉末于試管中，再滴加稀HCl，有氣泡產生，由此可推出白色粉末中一定含有，肯定猜想

①

（填序號）是錯誤的．B．小軍又取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加酚酞試液，溶液變為紅色．于是認為猜想3成立，請提出你的看法，并說出理由：

錯誤，因為碳酸鈉溶液也顯堿性

．C．為探究猜想③是正確的，小紅設計了如下實驗方案：
沉淀B的化學式為

CaCO₃

．你若認為小紅的這個方案有問題，稍加改進，就可以證明粉末中還含有NaOH，則改進的方法是

將石灰水換成氯化鈣溶液

．
（4）過氧化鈉（Na₂O₂）是一種白色固體，這種物質在與水或二氧化碳作用時可得到上述的“兩堿”，在一次科技活動中，某化學興趣小組的同學將包有Na₂O₂固體的棉花放入了如圖1的實驗裝置中，發現了高低不同的兩根蠟燭，下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅；同時也驚奇地發現棉花燃燒了起來．
a．棉花為什么會燃燒呢？小組同學認為棉花要燃燒，除了滿足“棉花是可燃物”這一條件，還另需滿足
a：

與氧氣充分接觸

、b

溫度達到棉花的著火點

條件．
【提出問題】在上述實驗中如何給棉花提供a和b這兩個燃燒條件呢？
【查閱資料】1、在常溫下Na₂O₂能和CO₂發生化學反應．
            2、在常溫下Na₂O₂能和水發生反應：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
            3、濃硫酸具有強吸水性．無水硫酸銅為白色固體，吸水后變為藍色．
【設計實驗】經過討論后，小組同學設計了如下圖2的實驗進行探究．
【實驗步驟】①檢查整套裝置的氣密性；②把相關的試劑放入對應的儀器內（D裝置的U型管內放有一定量的Na₂O₂固體，燒杯內盛有飽和的澄清石灰水），并按圖2組裝整套實驗儀器；③用力推動針管的活塞，把稀鹽酸注入試管內；④一段時候后，在P處放置一根帶火星的小木條，觀察現象．
注：整個實驗中不考慮稀鹽酸的揮發和空氣對實驗的影響．
【實驗現象】①無水硫酸銅沒有變藍色；②帶火星的小木條復燃；③飽和澄清石灰水變渾濁．
【實驗分析】①C裝置無水硫酸銅的作用是

檢驗水蒸氣是否被濃硫酸吸干凈

            ②D裝置的燒杯內飽和的澄清石灰水的作用是

證明二氧化碳與過氧化鈉反應放出熱量

（5）現要對放置一段時間的B瓶中的固體物質進行成分的定量測定：電子天平共同作了以下測定

實驗數據記錄如下：

稱   量   項   目	稱   量  時 間	質量（g）
試樣		10.00
裝置+稀硫酸質量		241.30
裝置+稀硫酸質量+試樣	反應開始后15秒	249.20
裝置+稀硫酸質量+試樣	反應開始后35秒	248.20
裝置+稀硫酸質量+試樣	反應開始后55秒	248.00

試通過分析表中數據計算出圖2B瓶中純碳酸鈉的質量分數．（寫出計算過程）
實驗反思：
有同學提出按上述實驗所測得試樣中Na₂CO₃質量分數會偏小，該同學的理由是（實驗操作均正確）：

因為二氧化碳的密度比空氣大，會有二氧化碳殘留在裝置內，使質量差變小，使測得試樣中Na₂CO₃質量分數會偏小

．

Answer 1

分析：（1）根據酸的性質可知，濃硝酸見光易分解，則應保存在棕色試劑瓶，利用濃鹽酸易揮發，而濃硫酸不揮發來區分．
（2）根據框圖中的反應和利用元素守恒的方法來確定物質及相關的問題：氯化鈉與水通電生成氫氧化鈉與氫氣、氯氣；檢驗氯離子的方法是加入硝酸銀，觀察是否有白色沉淀；
（3）由于久置的氫氧化鈉可能與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，根據碳酸鈉能夠和鹽酸反應產生氣泡，碳酸鈉溶液顯堿性，也能夠使酚酞試液變成紅色及要排除碳酸鈉堿性對氫氧化鈉的干擾進行分析；
（4）根據燃燒的條件分析；根據實驗的目的證明二氧化碳與過氧化鈉反應能夠滿足棉花燃燒的條件進行分析；
（5）根據表格的質量差計算二氧化碳的質量，根據二氧化碳的質量計算碳酸鈉及碳酸鈉的質量分數；根據二氧化碳的密度分析誤差．

解答：解：（1）因濃硝酸易見光分解，應該保存在棕色瓶內；濃鹽酸易揮發，看到C瓶的瓶口冒白霧，D瓶的瓶口無現象，說明C瓶內的是濃鹽酸，D瓶內的是濃硫酸．
故答案為：濃硝酸；C瓶口產生白霧；
（2）根據框圖中的反應和利用元素守恒的方法：氯化鈉與水通電生成氫氧化鈉與氫氣、氯氣；則A為NaOH的溶液，將溶液蒸發可得到固體物質NaOH，則A中的物質為氫氧化鈉NaOH；小袁同學認為工業生產中原料不能完全轉化為產品，所以A瓶內的物質中一定含有雜質氯化鈉，檢驗的方法是：取適量溶液滴加硝酸銀，若產生白色沉淀，再滴加稀硝酸，沉淀不溶解，則含有氯化鈉；
故答案為：NaOH；取適量溶液滴加硝酸銀，若產生白色沉淀，再滴加稀硝酸，沉淀不溶解，則含有氯化鈉；
（3）氫氧化鈉易于與空氣中的二氧化碳反應產生碳酸鈉和水，反應的方程式為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；因為碳酸鈉能夠和鹽酸反應產生二氧化碳，而氫氧化鈉與鹽酸反應不能產生氣泡，因此可以排除假設①；因為碳酸鈉溶液也顯堿性，也能夠使酚酞試液變成紅色，因此次觀點是錯誤的；碳酸鈉和氫氧化鈣反應產生碳酸鈣沉淀，因此沉淀是碳酸鈣；由于碳酸鈉和氫氧化鈣反應產生碳酸鈣沉淀的同時，又產生氫氧化鈉，因此無法證明氫氧化鈉的存在，若把石灰水換成氯化鈣溶液，就能夠證明氫氧化鈉的存在；
故答案為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；①；錯誤，因為碳酸鈉溶液也顯堿性；CaCO₃；將石灰水換成氯化鈣溶液；
（4）可燃物燃燒需要與氧氣充分接觸，溫度達到可燃物的著火點；C裝置可以檢驗水蒸氣是否被除盡，保證與過氧化鈉反應的是二氧化碳而不是水蒸氣；通過飽和的石灰水溫度升高，溶解度減小，從而有固體析出，證明反應放出熱量；
故答案為：與氧氣充分接觸；溫度達到棉花的著火點；檢驗水蒸氣是否被濃硫酸吸干凈；證明二氧化碳與過氧化鈉反應放出熱量；
（5）分析框圖可知反應前后的質量差為產生二氧化碳的質量，因此二氧化碳的質量為10g+241.3g-248g=3.3g
設參加反應的碳酸鈉的質量為x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                    44
x                      3.3g

106

x

=

44

3.3g

  x=7.95g
碳酸鈉的質量分數為：

7.95g

10g

×100%=79.5%
答：B瓶中純碳酸鈉的質量分數為79.5%
因為二氧化碳的密度比空氣大，會有二氧化碳殘留在裝置內，使質量差變小，使測得試樣中Na₂CO₃質量分數會偏小．
故答案為：因為二氧化碳的密度比空氣大，會有二氧化碳殘留在裝置內，使質量差變小，使測得試樣中Na₂CO₃質量分數會偏小．

點評：本題考查知識點多，熟練掌握常見的三酸和兩堿的性質及燃燒的條件是解題的關鍵．