Question

3．已知：二氧化碳?xì)怏w既不溶于飽和NaHCO₃溶液也不與NaHCO₃反應(yīng)：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．某學(xué)生欲用濃鹽酸與大理石反應(yīng)先制取干燥純凈的二氧化碳?xì)怏w，再進(jìn)行二氧化碳的性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)室提供了下列裝置和藥品．

請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題：
（1）若將裝置D裝滿一種液體，利用排該液體的方法收集一瓶二氧化碳?xì)怏w，則該液體可選用NaHCO₃溶液．
（2）欲用濃鹽酸與大理石反應(yīng)制取干燥純凈的二氧化碳?xì)怏w．兩個(gè)凈化裝置相連接時(shí)，其儀器接口順序應(yīng)為d→a（填接口序號(hào)）．
（3）為探究二氧化碳的性質(zhì)，用Y形導(dǎo)管完成以下實(shí)驗(yàn)．
圖2中Y形導(dǎo)管平放于桌面上，將圖1中制取的干燥純凈的二氧化碳?xì)怏w，緩緩?fù)ㄈ擘佗趦芍г嚬軆?nèi)一會(huì)兒，觀察到①試管內(nèi)并無(wú)明顯反應(yīng)現(xiàn)象，②試管內(nèi)變渾濁．然后將①②兩支試管內(nèi)的廢液倒入同一個(gè)干凈的燒杯中，并將廢液進(jìn)行過(guò)濾，同學(xué)們對(duì)濾液成分進(jìn)行了探究．
【提出問(wèn)題】濾液中除水外還含有那些物質(zhì)？

【查閱資料】①氯化鈣溶液呈中性；②Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
【猜想假設(shè)】甲認(rèn)為：只含有氫氧化鈉；
乙認(rèn)為：只含有碳酸鈉；
丙認(rèn)為：含有氫氧化鈉和氫氧化鈣；
你認(rèn)為還可能是氫氧化鈉和碳酸鈉（寫一種猜想）．
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明你的猜想正確．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取濾液于試管中，取濾液于試管中，加入過(guò)量的氯化鈣溶液，靜置取上層清液滴加無(wú)色酚酞	試管中出現(xiàn)白色渾濁，且上層清液呈紅色	猜想正確

【實(shí)驗(yàn)分析】甲同學(xué)針對(duì)自己的猜想進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取樣于試管中，滴入少量稀鹽酸	無(wú)明顯現(xiàn)象	猜想成立

你認(rèn)為甲同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷是否正確？請(qǐng)說(shuō)明理由．不正確，因?yàn)橐摇⒈�猜想均可出現(xiàn)上述現(xiàn)象．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二氧化碳?xì)怏w既不溶于飽和NaHCO₃，溶液也不與NaHCO₃反應(yīng)分析；
（2）根據(jù)除雜質(zhì)氯化氫和水蒸氣的先后順序考慮本題；
（3）【猜想】根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈣、氫氧化鈉反應(yīng)時(shí)，可能剛好完全反應(yīng)，也可能其中的一種過(guò)量，結(jié)合題中的猜想進(jìn)行分析；
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】根據(jù)猜想，只要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證氫氧化鈉和碳酸鈉存在進(jìn)行分析；
【實(shí)驗(yàn)分析】根據(jù)鹽酸也可以與氫氧化鈉和氫氧化鈣的反應(yīng)進(jìn)行分析

解答 解：（1）二氧化碳?xì)怏w既不溶于飽和NaHCO₃，溶液也不與NaHCO₃反應(yīng)，而且還與氯化氫氣體反應(yīng)，故填NaHCO₃溶液；
（2）除水用濃硫酸，除去氯化氫用飽和碳酸氫鈉溶液，如果先除掉水后，再通過(guò)碳酸氫鈉溶液時(shí)會(huì)又帶上水，前面的水就白除了，所以把除水放在最后除，要先通過(guò)飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫，再通過(guò)濃硫酸除水，在除雜質(zhì)時(shí)要遵循長(zhǎng)進(jìn)短出的原則，故儀器接口順序應(yīng)為d接a；故填d→a；
（3）[猜想]根據(jù)反應(yīng)原理可知，①②試管中二氧化碳與兩種堿的反應(yīng)，可能是兩者恰好完全反應(yīng)，也可能其中的一種過(guò)量，結(jié)合已有的猜想，可猜想混合液中含有氫氧化鈉和碳酸鈉，
[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]由于兩者的溶液均顯堿性，所以可以加入只和碳酸鈉反應(yīng)的物質(zhì)氯化鈣，如果有白色沉淀生成既有碳酸鈉，再取反應(yīng)后的上層清液檢驗(yàn)其是否具有堿性，如果顯堿性則原溶液中含有氫氧化鈉，因此需在上層清液中滴加酚酞進(jìn)行檢驗(yàn)，所以實(shí)驗(yàn)如下：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取濾液于試管中，取濾液于試管中，加入過(guò)量的氯化鈣溶液，靜置取上層清液滴加無(wú)色酚酞	試管中出現(xiàn)白色渾濁，且上層清液呈紅色	猜想正確

[實(shí)驗(yàn)分析]鹽酸也可以和氫氧化鈉反應(yīng)也可與氫氧化鈣反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)均無(wú)現(xiàn)象出現(xiàn)，因此無(wú)法區(qū)分乙與丙的猜想；
故答案為：（1）NaHCO₃溶液；
（2）d→a；
（3）[猜想假設(shè)]氫氧化鈉和碳酸鈉；
[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]實(shí)驗(yàn)步驟：取濾液于試管中，加入過(guò)量的氯化鈣溶液，靜置取上層清液滴加無(wú)色酚酞；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：試管中出現(xiàn)白色渾濁，且上層清液呈紅色；
[實(shí)驗(yàn)分析]不正確，因?yàn)橐摇⒈�猜想均可出現(xiàn)上述現(xiàn)象．

點(diǎn)評(píng) 在做此類題時(shí)，首先弄清所要鑒別的物質(zhì)的不同性質(zhì)，然后選擇適當(dāng)?shù)脑噭┻M(jìn)行鑒別，出現(xiàn)不同的現(xiàn)象，在分析化學(xué)反應(yīng)后所得物質(zhì)的成分時(shí)，除考慮生成物外還需考慮反應(yīng)物的過(guò)量問(wèn)題．