Question

現有一份由碳酸鈉和氯化鈉組成的固體樣品，質量為10g．重慶一中初三化學興趣小組的同學設計了如圖中的裝置，請你與他們一起探究．

【實驗目的】測定樣品中碳酸鈉的質量分數并探究碳酸鈉的化學性質．
【實驗步驟】
①檢查裝置氣密性．
②關閉止水夾K₂，打開止水夾K₁．向裝有樣品的A裝置內加入適量的稀硫酸，充分反應后，B裝置的質量增重2.2g，C裝置中的澄清石灰水不變渾濁．
③關閉止水夾K₁，打開止水夾K₂，使B裝置與空氣連通．向D裝置內加入適量的過氧化氫溶液充分反應（確保溶液浸沒長頸漏斗下端管口）．
請回答：
（1）A裝置中的實驗現象為______；
（2）樣品中碳酸鈉的質量分數為______；
（3）當向D裝置內加入適量的過氧化氫溶液時，C裝置出現的現象是______；
（4）在整個反應過程中，B裝置內所發生反應的化學方程式為______．______
【實驗拓展】反應結束后，B裝置溶液中溶質的組成是怎么樣的呢？同學們提出了自己的猜想．
小麗認為只有氫氧化鈉；
小明認為是氫氧化鈉和氫氧化鈣；
小方認為是氫氧化鈉和______（寫化學式）．
【實驗驗證】

實驗內容	現象	結論
取少量B裝置溶液于試管中，加入 ______（寫化學式），	______	小明同學的猜想正確

Answer 1

解：（1）如樣品中含有碳酸鈉就會和稀硫酸反應生成二氧化碳氣體，現象就是在A裝置內冒出氣泡；
（2）由題意知，B裝置的質量增重2.2g就是碳酸鈉和稀硫酸反應產生的二氧化碳的質量，由此設碳酸鈉的質量為x．
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106 44
x 2.2g

x=5.3g
所以樣品中碳酸鈉的質量分數為：
×100%=53%
（3）依據過氧化氫與二氧化錳混合會生成氧氣，從而導致C裝置內氣體壓強變大，就會使C中清石灰水被壓入到左側導管并進入B中；
（4）由題意知，B裝置內發生反應有A裝置反應產生的二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，還有D裝置中產生的氧氣把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↓
【實驗拓展】B裝置內如生成的碳酸鈉和氫氧化鈣恰好完全反應，溶液中溶質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；
驗證溶質含有氫氧化鈉和氫氧化鈣，就驗證溶液中沒有鈣離子，具體方法是：過濾后取濾液于試管中，向試管滴加足量的碳酸鈉，若出現白色沉淀（氫氧化鈣與碳酸鈉反應的結果），則溶質是NaOH和Na₂CO₃．
故答案為：（1）有氣泡生成；（2）53%；（3）澄清石灰水被壓入到左側導管并進入B中；（4）CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；Na₂CO₃+Ca（OH）₂=2NaOH+CaCO₃↓
【實驗拓展】Na₂CO₃；Na₂CO₃；有白色沉淀生成；
分析：（1）根據碳酸鈉與硫酸能生成二氧化碳氣體分析解答；
（2）根據B增重即是A中生成的二氧化碳質量結合化學方程式計算出碳酸鈉的質量進行解答；
（3）依據過氧化氫與二氧化錳混合會生成氧氣，從而導致C裝置內氣體壓強變大的知識分析解答；
（4）根據題意分析不同的操作導致的B中的化學反應，并書寫即可；
【實驗拓展】根據生成物分和溶液中存在的離子進行分析判斷；
點評：本題主要考查學生運用所學化學知識綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學生分析問題的思維跨度，強調了學生整合知識的能力．