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

（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

106

44

=

x

2.2g

x=5.3g
所以樣品中碳酸鈉的質量分數為：

5.3g

10g

×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；