Question

實驗室里現(xiàn)有過氧化氫溶液、氯酸鉀、二氧化錳、稀硫酸、石灰石和稀鹽酸以及下列儀器（圖1）：
（1）利用上述儀器和藥品常溫下制取氧氣，你選擇的儀器是

 

（填序號）．
（2）若補充一種儀器

 

（填儀器名稱），再利用上述儀器和藥品還可以在加熱的條件下制取氧氣，反應的化學方程式是

 

．
（3）利用提供的藥品在實驗室制取二氧化碳，反應的化學方程式為

 

．
（4）用平底燒瓶收集一瓶二氧化碳并組裝成如圖2所示裝置（裝置氣密性良好），先關閉止水夾，將足量的氫氧化鈉溶液滴入燒瓶中，充分吸收掉二氧化碳后，再打開止水夾．燒瓶中觀察到的現(xiàn)象是

 

．
【提出問題】燒瓶中溶液的溶質(zhì)是什么？
【作出猜想】
猜想Ⅰ氫氧化鈉                  猜想Ⅱ碳酸鈉和氫氧化鈉
猜想Ⅲ氫氧化鈣、氫氧化鈉        猜想Ⅳ碳酸鈉
同學們通過討論后一致認為，不做實驗就可以排除猜想

 

．（填序號）
【進行實驗】

實驗序號	實驗操作	現(xiàn)象	結論
a	取燒瓶中少量液體于試管中，滴加無色酚酞溶液	觀察到溶液 變成紅色．	猜想Ⅰ成立
b	重新取少量燒瓶中液體于試管中，向其中通二氧化碳氣體	沒有白色沉淀	猜想   不成立
c	重新取少量燒瓶中液體于試管中，向其中加適量石灰水		猜想Ⅱ成立

【交流反思】
①燒瓶內(nèi)充滿CO₂，滴加氫氧化鈉溶液后發(fā)生了多個化學反應，請寫出其中一個反應的化學方程式

 

；
②上表中3個實驗中實驗

 

（選填序號“a”“b”或“c”）操作和結論肯定是錯誤的；
③上表實驗b中的CO₂可用一種鹽溶液來代替，這種鹽的化學式為

 

．
【延伸拓展】
將燒瓶中液體經(jīng)過濾后，取20g這種溶液，向其中加入稍過量的氯化鋇溶液，將沉淀過濾、洗滌干燥，得到3.94g固體．請你計算該溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是多少？
（友情提示：BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl）

Answer 1

考點：常用氣體的發(fā)生裝置和收集裝置與選取方法,實驗室制取氧氣的反應原理,二氧化碳的實驗室制法,有關溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的簡單計算,堿的化學性質(zhì),鹽的化學性質(zhì),書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)與化學方程式相結合的計算,常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化

分析：（1）根據(jù)提供的藥品和儀器選擇；
（2）實驗室制取氧氣的反應原理是：采用分解過氧化氫溶液、加熱氯酸鉀或加熱高錳酸鉀．
（3）實驗室制取二氧化碳的反應原理是：利用石灰石和稀鹽酸在常溫下反應來制取二氧化碳；
（4）根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈣的性質(zhì)來判斷反應現(xiàn)象；氫氧化鈉溶液是足量的，因此溶液中的溶質(zhì)一定有氫氧化鈉；
【進行實驗】根據(jù)二氧化碳、石灰水的性質(zhì)進行分析；
【交流反思】①根據(jù)化學方程式的書寫方法進行分析；
②氫氧化鈉和生成的碳酸鈉溶液都顯堿性，都能使無色酚酞溶液變紅；
③碳酸鈉溶液、碳酸鉀溶液等與氫氧化鈣反應產(chǎn)生白色沉淀．
【延伸拓展】根據(jù)化學反應方程式，利用碳酸鋇的質(zhì)量計算出碳酸鈉的質(zhì)量，最后利用質(zhì)量分數(shù)公式計算即可．

解答：解：（1）常溫下制取氧氣應用過氧化氫溶液和二氧化錳，應選擇的儀器有集氣瓶、錐形瓶、雙孔橡皮塞和長頸漏斗；
（2）如果用氯酸鉀和二氧化錳制氧氣就需要加熱，需要補充一種儀器是試管；氯酸鉀在二氧化錳做催化劑和加熱的條件下生成氯化鉀和氧氣，配平即可；
（3）實驗室用石灰石和稀鹽酸反應制取二氧化碳，反應的化學方程式是 CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（4）二氧化碳可以和氫氧化鈉反應，所以將氫氧化鈉溶液滴入二氧化碳中，由于消耗了二氧化碳而使錐形瓶中氣體壓強變小，從而使試管中的石灰水進入錐形瓶，氫氧化鈣溶液可以和二氧化碳或是碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀，所以錐形瓶中的溶液要變渾濁；
氫氧化鈉溶液是足量的，因此溶液中的溶質(zhì)一定有氫氧化鈉，因此猜想Ⅳ錯誤；
【進行實驗】取少量燒瓶中液體于試管中，向其中通二氧化碳氣體，沒有白色沉淀，說明溶液中沒有氫氧化鈣，猜想Ⅲ錯誤；取少量燒瓶中液體于試管中，向其中加適量石灰水，產(chǎn)生白色沉淀，說明猜想Ⅱ成立；
【交流反思】
①燒瓶內(nèi)充滿CO₂，滴加氫氧化鈉溶液后，氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水；氫氧化鈣和碳酸鈉反應生成碳酸鈣和氫氧化鈉；
②氫氧化鈉和生成的碳酸鈉溶液都顯堿性，都能使無色酚酞溶液變紅，因此a操作和結論肯定是錯誤的；
③碳酸鈉溶液、碳酸鉀溶液等與氫氧化鈣反應產(chǎn)生白色沉淀．
【延伸拓展】
將燒瓶中液體經(jīng)過濾后，取20g這種溶液，向其中加入稍過量的氯化鋇溶液，將沉淀過濾、洗滌干燥，得到3.94g固體．請你計算該溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是多少？
解：設該溶液中碳酸鈉的質(zhì)量是x，則
BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl
       106     197
        x       3.94g

106

197

=

x

3.94g

解得x=2.12g
該溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是

2.12g

20g

×100%=10.6%
故答案為：（1）①②⑦⑧；（2）試管；2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；（3）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；（4）有石灰水吸入平底燒瓶，燒瓶中液體變渾濁；【猜想】Ⅳ；【進行實驗】Ⅲ；有白色沉淀；【交流反思】①Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH或Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；②a；③Na₂CO₃；【延伸拓展】10.6%．

點評：利用所給的儀器和藥品來制取氣體時，首先考慮制取某種氣體用到什么藥品，所給藥品中是否有，如果有了再考慮用到什么儀器，所給的儀器中是否都有，按照這樣的思路考慮．