Question

19．某中學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為探究碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種物質(zhì)的性質(zhì)、制法和用途，查閱資料并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
【資料卡片】（1）碳酸鈉（Na₂CO₃），俗名蘇打、純堿，具有熱穩(wěn)定性，易溶于水，其水溶液呈堿性．
（2）碳酸氫鈉（NaHCO₃），俗稱“小蘇打”．固體50℃以上開始逐漸分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水，270℃時(shí)完全分解．水溶液呈現(xiàn)弱堿性．
實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)裝置如圖Ⅰ～Ⅳ所示．

（1）若用碳酸鈉制取二氧化碳?xì)怏w并驗(yàn)證二氧化碳的部分化學(xué)性質(zhì)，應(yīng)選用實(shí)驗(yàn)Ⅰ，驗(yàn)證二氧化碳化學(xué)性質(zhì)的化學(xué)方程式為CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅱ說明泡沫滅火器中選擇碳酸氫鈉與酸反應(yīng)制CO₂而不選擇碳酸鈉．
（3）若用實(shí)驗(yàn)Ⅳ來驗(yàn)證碳酸鈉的熱穩(wěn)定性大于碳酸氫鈉，則試管B中裝入的固體最好是NaHCO₃，能說明碳酸鈉比碳酸氫鈉穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是左邊試管中澄清石灰水變渾濁，右邊試管中澄清石灰水不變渾濁．
（4）實(shí)驗(yàn)Ⅲ可用于測(cè)定Na₂CO₃固體中混有的少量NaHCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需測(cè)定的數(shù)據(jù)有固體樣品的質(zhì)量和沉淀總質(zhì)量（或反應(yīng)前后固體的質(zhì)量）．
實(shí)驗(yàn)二、用碳酸鈉溶液與石灰水反應(yīng)制燒堿．
取一定量的碳酸鈉溶液與澄清石灰水充分反應(yīng)，過濾，通過實(shí)驗(yàn)探究濾液中溶質(zhì)成分．
【提出問題】濾液中含有哪些溶質(zhì)？
【原理分析】碳酸鈉與石灰水反應(yīng)的原理為Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH（用化學(xué)方程式表示）．
【提出假設(shè)】假設(shè)一：濾液中只含氫氧化鈉；
假設(shè)二：濾液中含氫氧化鈉和氫氧化鈣；
假設(shè)三：濾液中含氫氧化鈉和碳酸鈉．
【實(shí)驗(yàn)方案】

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
甲同學(xué)取少量濾液于試管中， 再滴入氯化鈣溶液	若產(chǎn)生沉淀	碳酸鈉過量
	若無明顯現(xiàn)象	恰好反應(yīng)

【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)設(shè)計(jì)方案中若無明顯現(xiàn)象還不能說明溶液和澄清石灰水恰好完全反應(yīng)，她的理由是①若氫氧化鈣過量也不會(huì)產(chǎn)生沉淀，她認(rèn)為要說明溶液與石灰水是否恰好完全反應(yīng)，還需在甲同學(xué)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行，她的方案是：

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象和結(jié)論
取少量濾液于試管中，滴入②碳酸鈉溶液	觀察到③無明顯變化，說明恰好反應(yīng)

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)一、（1）根據(jù)碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)的特點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)要求選擇合適的裝置，檢驗(yàn)二氧化碳用澄清的石灰水，寫出反應(yīng)的方程式；
（2）根據(jù)產(chǎn)生等質(zhì)量的固體產(chǎn)生二氧化碳的多少分析；
（3）根據(jù)試管A中溫度高，試管B中溫度低，將碳酸氫鈉放在溫度低的B試管內(nèi)，若碳酸氫鈉分解了而碳酸鈉沒有分解說明碳酸鈉的熱穩(wěn)定性大于碳酸氫鈉分析；
（4）利用固體樣品的質(zhì)量和沉淀總質(zhì)量可以計(jì)算樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
實(shí)驗(yàn)二、【原理分析】根據(jù)碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉寫出反應(yīng)的方程式；
【提出假設(shè)】根據(jù)碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)除了生成氫氧化鈉外，溶質(zhì)中還可能是碳酸鈉或氫氧化鈉的剩余進(jìn)行猜想；
【實(shí)驗(yàn)方案】根據(jù)結(jié)論碳酸鈉過量，碳酸鈉會(huì)和氯化鈣反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀分析現(xiàn)象；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】根據(jù)碳酸鈉和氫氧化鈣的性質(zhì)采用排除法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、描述現(xiàn)象、得出結(jié)論．

解答 解：實(shí)驗(yàn)一
（1）碳酸鈉和稀鹽酸是在常溫下反應(yīng)，因此選擇裝置Ⅰ便于將氣體導(dǎo)出進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)二氧化碳用澄清的石灰水，氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀和水；故答案為：Ⅰ、CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O； 
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅱ是利用等質(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與等量的鹽酸混合，根據(jù)碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳的關(guān)系可知若氣球脹大速度快且大的是碳酸氫鈉碳酸氫鈉，否則為碳酸鈉，因此碳酸氫鈉和鹽酸的反應(yīng)可用于泡沫滅火器的藥品；
故填：Ⅱ；
（3）試管A中溫度高，試管B中溫度低，將碳酸氫鈉放在溫度低的B試管內(nèi)，若碳酸氫鈉分解了而碳酸鈉沒有分解說明碳酸鈉的熱穩(wěn)定性大于碳酸氫鈉；碳酸氫鈉分解會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，因此會(huì)觀察到與試管B相連的左邊小試管內(nèi)的石灰水變渾濁，而與A相連的右邊試管內(nèi)的石灰水沒有變渾濁；
故答案為：NaHCO₃；  左邊試管中澄清石灰水變渾濁，右邊試管中澄清石灰水不變渾濁；
（4）根據(jù)固體樣品的質(zhì)量和沉淀總質(zhì)量可以計(jì)算NaHCO₃的質(zhì)量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
故答案為：固體樣品的質(zhì)量和沉淀總質(zhì)量（或反應(yīng)前后固體的質(zhì)量合理即可）；
實(shí)驗(yàn)二
【原理分析】碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，故反應(yīng)的方程式為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH；
【提出假設(shè)】碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)除了生成氫氧化鈉外，溶質(zhì)中還可能是碳酸鈉或氫氧化鈉的剩余，故填：碳酸鈉；
【實(shí)驗(yàn)方案】根據(jù)結(jié)論碳酸鈉過量，碳酸鈉會(huì)和氯化鈣反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，故填：產(chǎn)生沉淀；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】只有碳酸鈉過量會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，而如果沒有明顯的現(xiàn)象，可能是恰好完全反應(yīng)，但也可能是氫氧化鈣過量；  因此要驗(yàn)證沒有氫氧化鈣過量，可以滴加碳酸鈉，沒有沉淀產(chǎn)生；
故填：①若氫氧化鈣過量也不會(huì)產(chǎn)生沉淀；②碳酸鈉；③無明顯變化．

點(diǎn)評(píng) 本題的綜合性較強(qiáng)，考查物質(zhì)的鑒別及對(duì)實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)，學(xué)生應(yīng)注意利用物質(zhì)性質(zhì)的差異，多種方法并用來鑒別物質(zhì)，將反應(yīng)、現(xiàn)象、計(jì)算相結(jié)合來分析解答．