Question

【題目】小蘇打和食鹽是廚房中常見物質。現有一包白色固體，可能由碳酸氫鈉、氯化鈉中的一種或兩種物質組成。某科學小組同學展開了系列研究。

（一）定性分析

（實驗目的）確定白色固體的組成

（實驗方案）：如圖1所示

（實驗結論）小明同學經過上述實驗得出結論：該白色固體由碳酸氫鈉、氯化鈉兩種物質組成。

（1）步驟①發生反應的化學方程式是_____；

（2）步驟②中的澄清石灰水也可以用其它堿溶液代替，如_____；

（3）科學小組認真研究討論后認為，此方案不能得出小明同學的結論。一致認為將上述方案中使用的一種試劑進行調換，如仍出現上述現象，則小明同學的結論正確。調換措施是_____。

（二）定量分析

（實驗目的）測定該白色固體中碳酸氫鈉的質量分數

（實驗方案）該小組利用圖2所示的實驗裝置（固定裝置已略去，裝置氣密性良好）進行實驗，每一步反應均完全進行。

（1）首先稱取a克該樣品放入裝置甲中，然后進行有關實驗操作，正確的順序是_____（填序號，可重復選擇）

a．稱量裝置丙的質量

b．打開彈簧夾，通入足量的氮氣，關閉彈簧夾

c．打開分液漏斗的活塞，注入足量的稀硫酸，關閉活塞

（2）如果沒有裝置乙，會造成測定結果_____（填“偏大”“偏小”或“不變”）；

（3）裝置丁的作用是_____。

（三）拓展交流

經査閱材料：將二氧化碳氣體持續通入一定量的氫氧化鈉溶液中會先后發生以下兩個化學反應：

①2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O ②Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3

小明同學將5g二氧化碳氣體通入100g 5%的氫氧化鈉溶液中，充分反應后，所得溶液的溶質是_____（填化學式）。

Answer 1

【答案】NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑ 氫氧化鋇溶液 把稀鹽酸改為稀硝酸 b、a、c、b、a 偏大 防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入丙裝置 Na2CO3、NaHCO3

【解析】

碳酸氫鈉和稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，和稀硝酸反應生成硝酸鈉、水和二氧化碳；氯離子能和銀離子結合生成白色沉淀氯化銀；氫氧化鈉能夠吸收水蒸氣和二氧化碳；二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水。

（一）定性分析

[實驗結論]

（1）步驟①中，碳酸氫鈉和鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，發生反應的化學方程式是：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。故填：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑

（2）步驟②中的澄清石灰水也可以用其它堿溶液代替，如氫氧化鋇溶液，這是因為氫氧化鋇能和二氧化碳反應生成白色沉淀碳酸鋇和水。故填：氫氧化鋇溶液

（3）調換措施是把稀鹽酸改為稀硝酸，這樣能夠防止過量鹽酸或反應生成的氯化鈉對實驗產生影響。故填：把稀鹽酸改為稀硝酸

（二）定量分析

[實驗方案]

（1）首先稱取a克該樣品放入裝置甲中，然后進行有關實驗操作，正確的順序：b、a、c、b、a。故填：b、a、c、b、a

（2）如果沒有裝置乙，導致水蒸氣被丙裝置吸收，從而會造成測定結果偏大。故填：偏大

（3）裝置丁的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入丙裝置。故填：防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入丙裝置

（三）拓展交流

反應的化學方程式及其質量關系為：

由以上質量關系可知，5g氫氧化鈉恰好和2.75g二氧化碳反應生成6.625g碳酸鈉，6.625g碳酸鈉和二氧化碳、水反應生成碳酸氫鈉時，消耗二氧化碳質量是2.75g，而和氫氧化鈉反應后剩余二氧化碳質量是2.25g，因此二氧化碳不足，所得溶液的溶質是Na2CO3、NaHCO3。故填：Na2CO3、NaHCO3