Question

5．（1）如圖1所示的儀器和裝置，可用實驗室制取某些氣體．
①用高錳酸鉀制取氧氣的發生裝置可選擇如圖中的ABCE（填標號）進行組合．
②實驗室制取二氧化碳的化學方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．用F收集二氧化碳時，通入二氧化碳一段時間后，接下來的操作是把燃燒的木條放在集氣瓶口，木條熄滅，移出導氣管，蓋上玻璃片．
（2）化學興趣小組在老師的指導下，對純堿（Na₂CO₃）溶液的酸堿性進行以下探究．
探究1：Na₂CO₃溶液酸堿性檢驗
①請你將實驗報告填寫完成．

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
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計分別測定不同溶質質量分數的Na₂CO₃溶液（1%和5%）的pH值，獲得的相關實驗數據如下表所示．

實驗編號	Na2CO3溶液的溶質質量分數（均取2mL）	實驗溫度	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溶液溶質質量分數對其堿性強弱影響的結論，可比較的實驗編號是ac或bd（寫一種組合）．
③從上述實驗數據中得出溫度對Na₂CO₃溶液堿性強弱影響的結論是碳酸鈉溶液質量分數一定時，溫度越高，堿性越強．
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，并測定該實驗過程溶液的pH變化情況，獲得數據如圖所示．
④分析圖2中a、b、c三處溶液所含溶質的不同，從構成物質微粒的視角推斷：Na₂CO₃溶液呈堿性與Na₂CO₃中的CO₃^2-（填離子符號）有關．
⑤請你再設計一個實驗證明④所得的結論：實驗步驟：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；
實驗現象：溶液變成紅色，產生白色沉淀，溶液由紅色變成無色；
實驗結論：碳酸鈉溶液顯堿性與碳酸鈉中的碳酸根離子有關（寫出實驗步驟和預期觀察到的現象）

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；
實驗室通常用大理石或石灰石和稀鹽酸反應制取二氧化碳，反應不需要加熱，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；
通過對比試驗可以判斷影響Na₂CO₃溶液酸堿度的因素；
碳酸鈉和稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，和氯化鈣反應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生裝置可選擇如圖中的酒精燈A、試管B、鐵架臺C和帶導管的單孔橡皮塞E．
故填：ABCE．
②實驗室制取二氧化碳的化學方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
用F收集二氧化碳時，通入二氧化碳一段時間后，接下來的操作是把燃燒的木條放在集氣瓶口，木條熄滅，說明二氧化碳已經收集滿，再移出導氣管，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，實驗過程如下表所示：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
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溶液溶質質量分數對其堿性強弱影響的結論，可比較a和c，b和d，這是因為兩組中溫度相同，溶質質量分數不同．
故填：ac或bd．
③從上述實驗數據中可知，ab中質量分數相等，cd中質量分數也相等，溫度越高，溶液pH越大，從而得出溫度對Na₂CO₃溶液堿性強弱影響的結論是碳酸鈉溶液質量分數一定時，溫度越高，堿性越強．
故填：碳酸鈉溶液質量分數一定時，溫度越高，堿性越強．
④分析圖2中a、b、c三處溶液所含溶質不同，a中溶質是碳酸鈉，b中的溶質是氯化鈉，c中的溶質是氯化鈉和氯化氫，因此Na₂CO₃溶液呈堿性與Na₂CO₃中的CO₃^2-有關．
故填：CO₃^2-．
⑤證明④所得結論的實驗方案：實驗步驟：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；
實驗現象：溶液變成紅色，產生白色沉淀，溶液由紅色變成無色；
實驗結論：碳酸鈉溶液顯堿性與碳酸鈉中的碳酸根離子有關．
故填：實驗步驟：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；
實驗現象：溶液變成紅色，產生白色沉淀，溶液由紅色變成無色；
實驗結論：碳酸鈉溶液顯堿性與碳酸鈉中的碳酸根離子有關．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．