Question

【題目】小亮同學想通過實驗探究某企業(yè)采用的氨堿法制的純堿樣品的成分及含量。

[提出問題1]①該純堿樣品中含有哪些物質?

[猜想與假設]通過分析，小亮做出如下假設：

(1)只含有Na2CO3；(2)含有Na2CO3和NaHCO3

[查閱資料]

	NaHCO3	Na2CO3
加入稀鹽酸	現象I	產生氣泡
加入飽和石灰水	溶液變渾濁	現象Ⅱ
加入CaCl2溶液	無明顯現象	溶液變渾濁
加熱溶液至沸騰，將氣體通入澄清石灰水	澄清石灰水變渾濁	澄清石灰水無明顯變化

(1)表中的現象Ⅱ為___________；

(2)現象I對應的化學方程式為_________。

[實驗探究]為了確定純堿樣品的成分，小亮設計如下實驗方案，請你一起完成下列實驗報告。

實驗步驟	實驗現象
①取少量樣品溶于水，加入過量的CaCl2溶液	溶液變渾濁	該反應的化學方程式:___________；
②將上述反應后的混合液過濾，取濾液_______；	_______；	證明猜想②成立。

[實驗反思]

實驗步驟①中，加入試劑過量的目的是_______；

[提出問題2]如何測量該純堿樣品中各物質的含量?

(1)為測量該純堿樣品各成分的含量，小亮設計了如圖裝置，通過稱量B裝置中的質量變化來確定樣品中各成分的含量。該裝置氣密性良好，稀硫酸與樣品、進入裝置B的CO2與NaOH均完全反應，操作無誤，但多次實驗發(fā)現，測定結果有偏差。造成偏差的原因有

①__________；②__________；

(2)小亮在老師的指導下重新設計了如下的實驗裝置。該實驗有以下操作步驟：

①檢查裝置氣密性；②將w g干燥的樣品放入錐形瓶中；

③稱量盛有氫氧化鈉濃溶液的B瓶質量；

④打開活塞b，從導管a處緩緩注入一定量的空氣，關閉活塞b；

④向錐形瓶中逐滴加入稀硫酸至不再產生氣泡；

⑤再次稱量盛有氫氧化鈉濃溶液的B瓶質量；

⑥打開活塞b，從導管a處緩緩鼓入一定量的空氣，關閉活塞b；

⑦根據B瓶增加的質量計算樣品中各成分的含量。

該實驗的正確步驟是___________；

Answer 1

【答案】產生白色沉淀 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl 稀鹽酸 有氣泡冒出 除盡樣品中的碳酸鈉，避免對步驟②中碳酸氫鈉的檢驗造成干擾 空氣中的二氧化碳進入裝置B中被氫氧化鈉吸收 裝置A中殘留的二氧化碳未被裝置B中的氫氧化鈉吸收 ①③②④⑥⑤⑦

【解析】

(1)飽和石灰水是氫氧化鈣溶液，與碳酸鈉溶液反應生成碳酸鈣白色沉淀和氫氧化鈉，故表中的現象Ⅱ為產生白色沉淀；

(2)稀鹽酸與NaHCO3溶液反應生成氯化鈉、水、二氧化碳，反應的化學方程式為： NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑

[實驗探究]①碳酸鈉溶液與氯化鈣溶液反應生成碳酸鈣白色沉淀和氯化鈉，反應的化學方程式為：Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl；②該步驟是證明存在碳酸氫鈉，第一步將碳酸鈉完全除盡，故將上述反應后的混合液過濾，取濾液加入稀鹽酸，如果有氣泡產生，說明存在碳酸氫鈉，故對應的實驗現象是有氣泡冒出。

[實驗反思]

實驗步驟①中，加入試劑過量的目的是除盡樣品中的碳酸鈉，避免對步驟②中碳酸氫鈉的檢驗造成干擾；

[提出問題2]

(1)造成偏差的原因有：①空氣中的二氧化碳進入裝置B中被氫氧化鈉吸收；②裝置A中殘留的二氧化碳未被裝置B中的氫氧化鈉吸收；

(2)在進行實驗前需檢驗裝置的氣密性，故①為第一步；③可排除裝置中原有二氧化碳對實驗的影響，故③為第二步；進行實驗前應稱量B瓶質量，以便與反應結束后的B瓶質量比較并計算，故②為第三步；然后進行實驗，故④為第三步；實驗結束后需鼓入空氣以排盡裝置中殘留的二氧化碳，故⑥為第五步；待二氧化碳吸收完全后，再稱量B瓶質量，故⑤為第六步；最后計算兩次稱量B瓶的質量差，從而計算樣品中各成分的質量，故⑦為第七步。故填：①③②④⑥⑤⑦。