Question

5．（1）如圖1所示的儀器和裝置，可用實(shí)驗(yàn)室制取某些氣體．
①用高錳酸鉀制取氧氣的發(fā)生裝置可選擇如圖中的ABCE（填標(biāo)號(hào)）進(jìn)行組合．
②實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．用F收集二氧化碳時(shí)，通入二氧化碳一段時(shí)間后，接下來的操作是把燃燒的木條放在集氣瓶口，木條熄滅，移出導(dǎo)氣管，蓋上玻璃片．
（2）化學(xué)興趣小組在老師的指導(dǎo)下，對(duì)純堿（Na₂CO₃）溶液的酸堿性進(jìn)行以下探究．
探究1：Na₂CO₃溶液酸堿性檢驗(yàn)
①請(qǐng)你將實(shí)驗(yàn)報(bào)告填寫完成．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量Na2CO3溶液于試管中，加入少量的 酚酞試液	酚酞試液變紅色	Na2CO3水溶液呈堿性

探究2：影響Na₂CO₃溶液酸堿度的因素研究
不同溫度下（20℃和30℃），用pH計(jì)分別測(cè)定不同溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Na₂CO₃溶液（1%和5%）的pH值，獲得的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	Na2CO3溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（均取2mL）	實(shí)驗(yàn)溫度	pH
a	1%	20℃	11.6
b	1%	30℃	11.8
c	5%	20℃	12.1
d	5%	30℃	12.4

②要獲取Na₂CO₃溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)其堿性強(qiáng)弱影響的結(jié)論，可比較的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是ac或bd（寫一種組合）．
③從上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中得出溫度對(duì)Na₂CO₃溶液堿性強(qiáng)弱影響的結(jié)論是碳酸鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定時(shí)，溫度越高，堿性越強(qiáng)．
探究3：Na₂CO₃溶液酸堿性原因的初步探析
取2mL5%的Na₂CO₃溶液于試管中，逐滴加入稀鹽酸，并測(cè)定該實(shí)驗(yàn)過程溶液的pH變化情況，獲得數(shù)據(jù)如圖所示．
④分析圖2中a、b、c三處溶液所含溶質(zhì)的不同，從構(gòu)成物質(zhì)微粒的視角推斷：Na₂CO₃溶液呈堿性與Na₂CO₃中的CO₃^2-（填離子符號(hào)）有關(guān)．
⑤請(qǐng)你再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明④所得的結(jié)論：實(shí)驗(yàn)步驟：取適量碳酸鈉溶液于試管中，加入適量酚酞試液，再加入足量氯化鈣溶液；
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液變成紅色，產(chǎn)生白色沉淀，溶液由紅色變成無色；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：碳酸鈉溶液顯堿性與碳酸鈉中的碳酸根離子有關(guān)（寫出實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)期觀察到的現(xiàn)象）

Answer 1

分析 （1）高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣；
實(shí)驗(yàn)室通常用大理石或石灰石和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，反應(yīng)不需要加熱，大理石和石灰石的主要成分是碳酸鈣，能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，二氧化碳密度比空氣大，不能燃燒，不支持燃燒；
（2）碳酸鈉溶液顯堿性，能使酚酞試液變紅色；
通過對(duì)比試驗(yàn)可以判斷影響Na₂CO₃溶液酸堿度的因素；
碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉．

解答 解：（1）①用高錳酸鉀制取氧氣的發(fā)生裝置可選擇如圖中的酒精燈A、試管B、鐵架臺(tái)C和帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞E．
故填：ABCE．
②實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
用F收集二氧化碳時(shí)，通入二氧化碳一段時(shí)間后，接下來的操作是把燃燒的木條放在集氣瓶口，木條熄滅，說明二氧化碳已經(jīng)收集滿，再移出導(dǎo)氣管，蓋上玻璃片．
故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；把燃燒的木條放在集氣瓶口，木條熄滅．
（2）①取少量Na₂CO₃溶液于試管中，加入少量的酚酞試液，酚酞試液變紅色，說明碳酸鈉溶液顯堿性，實(shí)驗(yàn)過程如下表所示：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量Na2CO3溶液于試管中，加入少量的酚酞試液	酚酞試液變紅色	Na2CO3水溶液呈堿性

②要獲取Na₂CO₃溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)其堿性強(qiáng)弱影響的結(jié)論，可比較a和c，b和d，這是因?yàn)閮山M中溫度相同，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同．
故填：ac或bd．
③從上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可知，ab中質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等，cd中質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相等，溫度越高，溶液pH越大，從而得出溫度對(duì)Na₂CO₃溶液堿性強(qiáng)弱影響的結(jié)論是碳酸鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定時(shí)，溫度越高，堿性越強(qiáng)．
故填：碳酸鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定時(shí)，溫度越高，堿性越強(qiáng)．
④分析圖2中a、b、c三處溶液所含溶質(zhì)不同，a中溶質(zhì)是碳酸鈉，b中的溶質(zhì)是氯化鈉，c中的溶質(zhì)是氯化鈉和氯化氫，因此Na₂CO₃溶液呈堿性與Na₂CO₃中的CO₃^2-有關(guān)．
故填：CO₃^2-．
⑤證明④所得結(jié)論的實(shí)驗(yàn)方案：實(shí)驗(yàn)步驟：取適量碳酸鈉溶液于試管中，加入適量酚酞試液，再加入足量氯化鈣溶液；
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液變成紅色，產(chǎn)生白色沉淀，溶液由紅色變成無色；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：碳酸鈉溶液顯堿性與碳酸鈉中的碳酸根離子有關(guān)．
故填：實(shí)驗(yàn)步驟：取適量碳酸鈉溶液于試管中，加入適量酚酞試液，再加入足量氯化鈣溶液；
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液變成紅色，產(chǎn)生白色沉淀，溶液由紅色變成無色；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：碳酸鈉溶液顯堿性與碳酸鈉中的碳酸根離子有關(guān)．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．