Question

【題目】用下圖1實驗測定空氣中O2的含量，最終鐘罩內上升后的液面略低于刻度1，某同學對該現象作如下探究。

(一)鐘罩內剩余氣體探究

（猜測）結果偏小的原因可能是鐘罩內O2或生成的CO2有剩余。

（實驗1）該同學查閱資料得知：O2+4KI+4HCl=2I2+4KCl+2H2O，于是進行了如下圖2實驗：

(1)A中觀察到________，證明有CO2剩余。

(2)B中觀察到_________，證明有O2剩余。

(3)C中觀察到黑色固體變成紅色，說明結果偏小的第三個原因可能是生成了不能被NaOH溶液吸收的__________(填化學式)氣體。

(二)鐘罩內溶液的成分探究

（資料）NaOH溶液與過量CO2反應會生成NaHCO3；Na2CO3受熱不分解而NaHCO3受熱易分解。

（猜測）該同學取一定量鐘罩內溶液經低溫蒸發、干燥等操作得到白色固體，作如下猜測：

白色固體可能是：①Na2CO3； ②NaHCO3； ③Na2CO3和NaHCO3。

（實驗2）(4)取適量白色固體加熱，產生CO2，則猜測_________(選填序號)不成立；

(5)取8.4g白色固體加入足量的稀鹽酸中，充分反應后產生CO2的質量________(選填“＜”、“=”或“＞”)4.4g，則猜測③成立；

(6)該同學進一步查閱資料認為該固體可表示為：aNa2CO3bNaHCO3cH2O。稱取該白色固體33.2 g，充分加熱至不再產生氣體為止，并使分解產生的氣體全部先通過濃硫酸，濃硫酸增重4.5g；再通過堿石灰，堿石灰增重2.2g(假設氣體均被完全吸收)。

（結論）a∶b ∶c＝________。

（延伸）將該固體長期浸泡在NaOH溶液中，固體全部轉化為Na2CO3，反應的化學方程式為______。

Answer 1

【答案】 變渾濁 溶液變藍色 CO ① ＜ a∶b ∶c＝2∶1∶2 2Na2CO3NaHCO32H2O+NaOH=3Na2CO3+3H2O

【解析】(一)【實驗1】(1)A中觀察到澄清石灰水變渾濁，證明有CO2剩余，(2) 查閱資料得知：O2+4KI+4HCl=2I2+4KCl+2H2O，B中觀察到溶液變藍色，證明有O2剩余；

(3)據質量守恒定律可知，反應前后元素的種類不變，C中觀察到黑色固體變成紅色，說明結果偏小的第三個原因可能是生成了不能被NaOH溶液吸收的一氧化碳氣體，一氧化碳和氧化銅在加熱條件下反應生成銅和二氧化碳；(二)【實驗2】(4) Na2CO3受熱不分解； NaHCO3受熱易分解生成二氧化碳。取適量白色固體加熱，產生CO2，則猜測①不成立；(5)碳酸鈉和碳酸氫鈉和二氧化碳的質量關系如下：

Na2CO3 + 2HCl == 2NaCl + H2O + CO2↑

106 44

NaHCO3 + HCl == NaCl + H2O + CO2↑

84 44

即同質量的碳酸鈉比碳酸氫鈉生成二氧化碳的量少，取8.4g白色固體加入足量的稀鹽酸中，充分反應后產生CO2的質量＜4.4g，則猜測③成立；(6) aNa2CO3bNaHCO3cH2O。稱取該白色固體33.2 g，充分加熱至不再產生氣體為止，并使分解產生的氣體全部先通過濃硫酸，濃硫酸增重4.5g，說明生成水的總量為4.5g；再通過堿石灰，堿石灰增重2.2g，說明碳酸氫鈉受熱分解生成二氧化碳2.2g，設碳酸氫鈉的質量為y，分解生成水的質量為x，

2NaHCO3 Na2CO3+ H2O + CO2↑

168 18 44

y x 2.2g

18/x=44/2.2g x=0.9g

168/y=44/2.2g y=8.4g

所以：結晶水的質量為4.5g-0.9g=3.6g

晶體中碳酸鈉的質量為：33.2 g-3.6g -8.4g=21.2g

a∶b ∶c= =2∶1∶2;

【延伸】將該固體長期浸泡在NaOH溶液中，固體全部轉化為Na2CO3，反應的化學方程式為2Na2CO3NaHCO32H2O+NaOH=3Na2CO3+3H2O。