Question

1．小明同學看到媽媽把買來的排水口洗凈劑（主要成分：過碳酸鈉、檸檬酸）灑在廚房排水口網(wǎng)狀蓋的底部，倒上溫水后迅速冒出氣泡．為了解其反應過程，他與學習小組的同學進行了如下探究．

【活動探究一】教師提供了一瓶過碳酸鈉（Na₂CO₄），小組同學進行了如下實驗探究：
【提出問題1】無色溶液X中的溶質(zhì)有哪些物質(zhì)？
【猜想與假設】根據(jù)以上實驗現(xiàn)象，無色溶液X中一定存在的溶質(zhì)是H₂O₂．
根據(jù)質(zhì)量守恒定律，同學們對溶液X中還可能存在其它溶質(zhì)，作出如下猜想：
①Na₂CO₃；②NaHCO₃；③Na₂CO₃和 NaHCO₃的混合物．
【查閱資料】

	NaHCO3溶液	Na2CO3溶液
加入稀鹽酸	現(xiàn)象Ⅰ	產(chǎn)生氣泡
加入飽和石灰水	溶液變渾濁	現(xiàn)象Ⅱ
加入CaCl2溶液	無明顯現(xiàn)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

【實驗探究】為了確定溶液X還可能存在的其它溶質(zhì)，設計如下方案，請你一起完成．

步驟	現(xiàn)象	結(jié)論與方程式
①取少量溶于水，加入過量CaCl2溶液．	產(chǎn)生白色沉淀	該反應方程式： CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl．
②將上述反應后混合液過濾，取濾液 稀鹽酸．	有氣泡冒出	證明猜想③成立．

【反思】實驗步驟①中，氯化鈣溶液過量的目的是除盡碳酸鈉溶液，避免對碳酸氫鈉溶液檢驗的干擾．
【活動探究二】
提出問題2：如何測量Na₂CO₃和NaHCO₃的固體混合物中各成分的質(zhì)量？
（1）為測量混合物中各成分的質(zhì)量，小明設計了圖1裝置．通過稱量B裝置的質(zhì)量變化來確定樣品中各成分的質(zhì)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．但多次發(fā)現(xiàn)，測定結(jié)果有偏差．造成偏差的原因有：①成的二氧化碳氣體沒有全部被氫氧化鈉濃溶液吸收；②氫氧化鈉濃溶液還吸收到了空氣中的二氧化碳氣體．

（2）在老師的指導下小明重新設計了圖2的實驗裝置進行實驗．小明取9.5g固體樣品進行實驗，實驗完畢后測得B裝置增重4.4g，則樣品中各成分的質(zhì)量分別為多少？（寫出計算過程，計算結(jié)果保留一位小數(shù)．）
（可能用到的相對分子質(zhì)量：Na₂CO₃：106，NaHCO₃：84，CO₂：44）

Answer 1

分析 【猜想與假設】因為無色溶液X中加入二氧化錳有氧氣生成，因此無色溶液X中含有的一種溶質(zhì)是過氧化氫；
【實驗探究】碳酸鈉可以和氯化鈣溶液反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，碳酸氫鈉和鹽酸反應生成二氧化碳氣體，可以據(jù)此完成實驗現(xiàn)象；碳酸鈉也可以和稀鹽酸反應生成氣體，為了防止碳酸鈉干擾實驗現(xiàn)象，所以應該加入過量的氯化鈣將碳酸鈉全部除去，可以據(jù)此解答該題；
【活動探究二】（1）空氣中的二氧化碳能與氫氧化鈉反應，而反應后生成的二氧化碳不能全部被吸收，可以據(jù)此分析并完成解答；
（2）根據(jù)碳酸鈉、碳酸氫鈉與硫酸反應的方程式進行計算．

解答 解：【猜想與假設】因為無色溶液X中加入二氧化錳有氧氣生成，因此無色溶液X中含有的一種溶質(zhì)是過氧化氫；
【實驗探究】碳酸鈉可以和氯化鈣溶液反應生成白色的碳酸鈣沉淀和氯化鈉，反應的化學方程式為：CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl．
碳酸氫鈉和鹽酸反應生成二氧化碳氣體，碳酸鈉也可以和稀鹽酸反應生成氣體，為了防止碳酸鈉干擾實驗現(xiàn)象，所以應該加入過量的氯化鈣將碳酸鈉全部除去．
【活動探究二】（1）為測量該純堿樣品各成分的含量，小亮根據(jù)圖1裝置，操作無誤，但多次實驗發(fā)現(xiàn)，測定結(jié)果有偏差．造成偏差的原因有：①空氣中的二氧化碳進入裝置B被氫氧化鈉吸收；②裝置A中殘留的二氧化碳未被裝置B中的氫氧化鈉吸收；都會使測量結(jié)果不準確；
（2）計算：設碳酸鈉的質(zhì)量為x，則含有的碳酸氫鈉的質(zhì)量為9.5g-x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                      $\frac{44x}{106}$
2NaHCO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑
168                        88
9.5g-x                 $\frac{88（9.5g-x）}{168}$
所以：$\frac{44x}{106}$+$\frac{88（9.5g-x）}{168}$=4.4g
解得：x=5.3g，
碳酸氫鈉的質(zhì)量為：9.5g-5.3g=4.2g．
故答案為：【猜想與假設】H₂O₂．
【實驗探究】為了確定溶液X還可能存在的其它溶質(zhì)，設計如下方案，請你一起完成．

步驟	現(xiàn)象	結(jié)論與方程式
①取少量溶于水，加入過量CaCl2溶液．	產(chǎn)生白色沉淀	該反應方程式： CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl．
②將上述反應后混合液過濾，取濾液 滴加稀鹽酸 （合理即可）．	有氣泡冒出	證明猜想③成立．

【反思】除盡碳酸鈉溶液，避免對碳酸氫鈉溶液檢驗的干擾．
【活動探究二】
（1）①生成的二氧化碳氣體沒有全部被氫氧化鈉濃溶液吸收；
②氫氧化鈉濃溶液還吸收到了空氣中的二氧化碳氣體．
（2）Na₂CO₃：5.3g； NaHCO₃：4.2g．

點評 解答這類題目時，首先，賞析問題情景，找到實驗探究的反應原理；再根據(jù)實驗的反應原理，分析推斷出該物質(zhì)的組成成分，然后得出所要探究的物質(zhì)中該成分的組成．