Question

17．如圖是某品牌牙膏的部分成分表，學(xué)習(xí)小組對其中的碳酸氫鈉和碳酸鈉過氧化物產(chǎn)生了興趣，對該牙膏展開探究．（已知牙膏中不含其它碳酸鹽，不考慮牙膏中其它物質(zhì)對本實驗的影響且每次反應(yīng)均認(rèn)為是完全反應(yīng)．

品名	XXX亮白潔凈牙膏
成分	碳酸氫鈉、PEG-8\PEG-116共聚物、碳酸鈉過氧化物

【實驗?zāi)康摹?br />（1）驗證該牙膏中含有碳酸氫鈉和碳酸鈉過氧化物．
（2）測定牙膏中的碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【資料卡片】
（1）碳酸鈉過氧化物學(xué)名過氧碳酸鈉，化學(xué)式：Na₂CO₄，白色晶體．在水中能生成碳酸鈉和過氧化氫．能與鹽酸反應(yīng)，方程式為：2Na₂CO₄+4HCl=4NaCl+2CO₂↑+O₂↑+2H₂O．
（2）常溫下，氧氣和二氧化碳密度可分別用ρO₂、ρCO₂表示．
【實驗原理】
（1）通過是否有氧氣生成來檢測過氧碳酸鈉．
（2）取樣品加入足量稀鹽酸后分別測出二氧化碳質(zhì)量M₁和氧氣的質(zhì)量M₂，M₁和M₂關(guān)系滿足$\frac{{M}_{1}}{{M}_{2}}＞\frac{11}{4}$即證明含有碳酸氫鈉．
（3）通過碳酸氫鈉生成的二氧化碳的質(zhì)量計算碳酸氫鈉的質(zhì)量．
【實驗探究】
（1）先取部分樣品于試管中，再依次加入二氧化錳和水，將帶火星的木條伸入試管，木條復(fù)燃．
（2）如圖所示連接好裝置ABCD，檢查裝置氣密性（打開K2，向D裝置中加水，調(diào)節(jié)兩邊液面相平，關(guān)閉K2，改變水準(zhǔn)管高度，如D兩邊有穩(wěn)定液面高度差，則氣密性良好）．

（3）在分液漏斗中均裝入50mL足量的稀鹽酸，稱取質(zhì)量為M牙膏樣品放入A錐形瓶，B、C容器中分別放入氫氧化鈉溶液和濃硫酸試劑．D量氣管液面調(diào)節(jié)至“0”刻讀處．（以下實驗中始終保持D裝置兩邊液面相平）
（4）打開活塞K1，待鹽酸全部滴入錐形瓶后關(guān)閉K1．等裝置A中不再產(chǎn)生氣泡時，讀數(shù)為V₁．
（5）打開活塞K2，待鹽酸全部滴入錐形瓶后關(guān)閉K2．等裝置B中不再產(chǎn)生氣泡時，讀數(shù)為V₂．
【數(shù)據(jù)處理】
（1）產(chǎn)生二氧化碳與氧氣的質(zhì)量比為（可用字母表示）：（V₂-V₁-50mL）•ρCO₂/V₁•ρO₂．
（2）如用裝置E代替裝置D，收集氣體的量將偏�。�（填“偏大”或“偏小”或“不變”）．
【實驗結(jié)論】
（1）該牙膏中含有碳酸氫鈉和碳酸鈉過氧化物．
（2）由具體數(shù)據(jù)計算所得牙膏樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為65%．

Answer 1

分析 【實驗原理】（2）根據(jù)“2Na₂CO₄+4HCl=4NaCl+2CO₂↑+O₂↑+2H₂O”，可知二氧化碳和氧氣的質(zhì)量比為88：32=11：4，故可推測取樣品加入足量稀鹽酸后分別測出二氧化碳質(zhì)量M₁和氧氣的質(zhì)量M₂，M₁和M₂關(guān)系．
【實驗探究】
（1）根據(jù)資料過氧碳酸鈉“在水中能生成碳酸鈉和過氧化氫”，“將帶火星的木條伸入試管，木條復(fù)燃”證明生成氧氣，推測加入二氧化錳和水．
（2）了解圖中檢查裝置氣密性的檢查方法．
（3）考慮濃硫酸的干燥作用；
【數(shù)據(jù)處理】
（1）根據(jù)【實驗探究】中的數(shù)據(jù)，推測產(chǎn)生二氧化碳與氧氣的質(zhì)量比．
（2）如用裝置E代替裝置D，收集氣體的量將偏�。�
【實驗結(jié)論】
（1）該牙膏中含有碳酸氫鈉和碳酸鈉過氧化物．
（2）由具體數(shù)據(jù)計算所得牙膏樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為65%．

解答 解：【實驗原理】（2）根據(jù)“2Na₂CO₄+4HCl=4NaCl+2CO₂↑+O₂↑+2H₂O”，可知二氧化碳和氧氣的質(zhì)量比為88：32=11：4，故可推測取樣品加入足量稀鹽酸后分別測出二氧化碳質(zhì)量M₁和氧氣的質(zhì)量M₂，M₁和M₂關(guān)系滿足 $\frac{{M}_{1}}{{M}_{2}}＞\frac{11}{4}$即證明含有碳酸氫鈉．
【實驗探究】
（1）根據(jù)資料過氧碳酸鈉“在水中能生成碳酸鈉和過氧化氫”，“將帶火星的木條伸入試管，木條復(fù)燃”證明生成氧氣，則推測加入二氧化錳和 水，即過氧化氫溶液在二氧化錳的催化下生成氧氣．
（2）如圖所示，連接好裝置ABCD，檢查裝置氣密性（打開K2，向D裝置中加水，調(diào)節(jié)兩邊液面相平，關(guān)閉K2，改變水準(zhǔn)管高度，如D兩邊有穩(wěn)定液面高度差，則氣密性良好）．
【數(shù)據(jù)處理】
（1）根據(jù)【實驗探究】中的數(shù)據(jù)，打開活塞K1，待鹽酸全部滴入錐形瓶后關(guān)閉K1．等裝置A中不再產(chǎn)生氣泡時，讀數(shù)為V₁；打開活塞K2，待鹽酸全部滴入錐形瓶后關(guān)閉K2．等裝置B中不再產(chǎn)生氣泡時，讀數(shù)為V₂；故產(chǎn)生二氧化碳與氧氣的質(zhì)量比為：（V₂-V₁-50mL）•ρCO₂/V₁•ρO₂．
（2）如用裝置E代替裝置D，減少了導(dǎo)管中的氣體，故收集氣體的量將偏�。�
故答案為：
【實驗原理】$\frac{{M}_{1}}{{M}_{2}}＞\frac{11}{4}$
【實驗探究】（1）二氧化錳；水；（2）關(guān)閉K2，改變水準(zhǔn)管高度，如D兩邊有穩(wěn)定液面高度差．（合理即可）；（3）濃硫酸
【數(shù)據(jù)處理】（V₂-V₁-50mL）•ρCO₂/V₁•ρO₂； 偏小

點評 本題考查了物質(zhì)組成的實驗探究方法，實驗過程分析判斷，實驗基本操作的應(yīng)用，主要是物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度較大．