Question

小亮同學想通過實驗探究某企業采用的氨堿法制的的純堿樣品的成分及含量。

【提出問題】該純堿樣品中含有哪些物質？

【猜想與假設】通過分析，小亮做出如下假設：

（1）只含有Na₂CO₃  ；      （2）含有Na₂CO₃和NaHCO₃

【查閱資料】

	NaHCO3	Na2CO3
加入稀鹽酸	現象Ⅰ	產生氣泡
加入飽和石灰水	溶液變渾濁	現象Ⅱ
加入CaCl2溶液	無明顯現象	溶液變渾濁
加熱溶液至沸騰，將氣體通入澄清石灰水	澄清石灰水變渾濁	澄清石灰水無明顯變化

 

（1）表中的現象Ⅰ為                                    ；

（2）現象Ⅱ對應的化學方程式為                                                          。

【實驗探究】為了確定純堿樣品的成分，小亮設計如下實驗方案，請你一起完成小列實驗報告。

實驗步驟	實驗現象
①取少量樣品溶于水，加入過量的CaCl2溶液。	；	該反應的方程式：                                          。
②將上述反應后的混合液過濾，取濾液                         。	；	證明猜想②成立。

 

【實驗反思】

實驗步驟①中，氯化鈣溶液過量的目的是                                     。

【提出問題2】如何測量該純堿樣品中各物質的含量？

（1）為測量該純堿樣品各成分的含量，小亮設計了下圖裝置，通過稱量B裝置懂得質量變化來確定樣品中各成分的含量。該裝置氣密性良好，稀硫酸與樣品、進入裝置B的CO₂與NaOH均完全反應，操作無誤，但多次實驗發現，測定結果有偏差。造成偏差的原因有

 

①                                                                            ；

②                                                                            。

（2）小亮在老師的指導下重新設計了如下的實驗裝置。該實驗有以下操作步驟：

①檢查裝置氣密性，將w g 干燥的樣品放入錐形瓶中；

②稱量盛有氫氧化鈉濃溶液的B瓶質量；

③打開活塞b，從導管a處緩緩鼓入一定量的空氣，關閉活塞b；

④向錐形瓶中逐滴加入稀硫酸至不再產生氣泡

⑤再次稱量盛有氫氧化鈉濃溶液的B瓶質量；

⑥打開活塞b，從導管a處緩緩鼓入一定量的空氣，關閉活塞b；

⑦根據B瓶增加的質量，計算樣品中各成分的含量。

該實驗的正確步驟是                                             。

 

Answer 1

【答案】

 

【查閱資料】（1）產生氣泡（1分）

（2）Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃↓+ 2NaOH（1分）

【實驗探究】

實驗操作	實驗現象	實驗結論
	有白色沉淀生成（1分）	Na2CO3 + CaCl2 =CaCO3↓+ 2NaCl（1分）
滴加稀鹽酸（或加入澄清石灰水；或加熱至沸騰，將氣體通入澄清石灰水，1分）	有氣泡產生（或溶液變渾濁，1分）

 

【實驗反思】除盡樣品溶液中的Na₂CO₃（或避免干擾NaHCO₃的檢驗，1分）

【提出問題2】（1）①空氣中的CO₂進入裝置B被氫氧化鈉吸收（1分）

②裝置A中殘留的CO₂未被裝置B中的氫氧化鈉吸收（1分）

（2）①③②④⑥⑤⑦（1分）

【解析】碳酸氫鈉與鹽酸反應也生成二氧化碳，所以實驗現象為有氣泡產生，碳酸鈉與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和氫氧化鈉，純堿樣品中含有碳酸鈉，所以能與氯化鈣反應生成難溶性的碳酸鈣，現象為有白色沉淀生成，碳酸鈉與氯化鈣反應生成碳酸鈣和氯化鈉，猜想②成立，說明固體中有碳酸氫鈉，即上述反應完成后濾液的溶質為碳酸氫鈉、氯化鈉和氯化鈣，根據資料可知，可利用稀鹽酸或氫氧化鈣溶液檢驗碳酸氫鈉的存在，或將溶液加熱，利用碳酸氫鈉受熱分解產生二氧化碳進行檢驗，步驟①中加入過量的氯化鈣是使碳酸鈉全部轉化為碳酸鈣，不影響碳酸氫鈉的檢驗，對比改進前后實驗，小亮方案中引起誤差的原因一是空氣中的二氧化碳也會被氫氧化鈉溶液吸收，二是反應產生的二氧化碳無法被氫氧化鈉溶液完全吸收；利用改進后裝置進行純度測定的操作，由于實驗中需測定氣體的質量，所以必需先檢查裝置的氣密性，然后再加入一定量的樣品，然后通過入除去二氧化碳后的空氣將裝置中的空氣排出，充分吸收其中的二氧化碳，再黍量B的質量，然后加入稀硫酸與樣品反應，反應結束后，再通入除去二氧化碳的空氣，將裝置中的二氧化碳全部排出，全部被氫氧化鈉溶液吸收，然后現次稱量B的質量，根據B裝置質量變化確定反應產生二氧化碳的質量，求出樣品中各成分的質量。