Question

3．實驗室選用以下裝置制取純凈、干燥的CO₂，并進一步探究CO₂的性質(zhì)．
（1）A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）要制取純凈、干燥的CO₂，應(yīng)選用的裝置中導(dǎo)管接口從左到右的連接順序為agfedh．
（3）利用A裝置還可以制取其他氣體，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑（或Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑）（寫出一個即可）
（4）某同學(xué)在收集滿CO₂的集氣瓶中放入燃燒的鈉，發(fā)現(xiàn)鈉繼續(xù)燃燒，充分反應(yīng)后生成黑色的碳和一種白色固體．
[做出猜想]白色固體的成分可能為：
a．氧化鈉　　　b．碳酸鈉　　c．氧化鈉和碳酸鈉的混合物　　　d．氫氧化鈉　　　
請指出以上不合理的猜想并說明理由：d，反應(yīng)物中沒有氫元素．
[查閱資料]氧化鈉為白色粉末，溶于水生成氫氧化鈉；碳酸鈉溶液呈堿性．
[實驗探究]取少量該樣品溶于水，將溶液分成兩份，一份中加入酚酞溶液，變紅；另一份先加入過量CaCl₂溶液，出現(xiàn)白色沉淀，過濾，向濾液里加酚酞溶液，無明顯現(xiàn)象．
[得出結(jié)論]白色固體的成分為碳酸鈉．
（5）氫氧化鈉在工業(yè)中常用于吸收含有氯氣的廢氣．氫氧化鈉和氯氣反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉（NaClO）和另一種氧化物．若要吸收71g氯氣．理論上需要20%的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的原理以及化學(xué)方程式的寫法來分析；
（2）用稀鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)制取二氧化碳，碳酸氫鈉溶液吸收揮發(fā)出來的氯化氫氣體、濃硫酸可以吸收二氧化碳中的水蒸氣，并不與二氧化碳反應(yīng)，二氧化碳能溶于水且密度比空氣大，據(jù)此選擇收集裝置去分析；
（3）根據(jù)可利用A裝置的特點制取其他氣體（如氧氣）等其他氣體分析作答；
（4）[做出猜想]根據(jù)質(zhì)量守恒定律來分析解答；
[得出結(jié)論]氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液都是顯堿性的溶液，都能夠使酚酞試液變紅色；碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鈣和氯化鈉；
（5）根據(jù)化學(xué)方程式進行分析計算解答．

解答 解：（1）石灰石的主要成分是碳酸鈣，與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳；故填：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）裝置A適用于“固+液 常溫型”制取氣體，故A裝置中的可以通過稀鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)來制取二氧化碳．鹽酸易揮發(fā)，所以裝置A與盛有吸收氯化氫氣體的碳酸氫鈉溶液（除去二氧化碳氣體中混有氯化氫氣體，同時又生成二氧化碳）的裝置D連接，然后制取的氣體通過盛有濃硫酸（濃硫酸具有吸水性，可做干燥劑）的C裝置，可以得到干燥的二氧化碳氣體，氣體均為長管進，短管出；因為二氧化碳的溶于水且密度比空氣大，所以可以采取向上排空氣法收集；故填：agfedh；
（3）利用A裝置還可以制取氧氣、氫氣等其他氣體，A裝置制取氣體的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫，所以是過氧化氫溶液和二氧化錳反應(yīng)生成水和氧氣，化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．鋅粒與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣；故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑（或Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑）；
（4）[做出猜想]白色固體的成分可能為：a．氧化鈉、b．碳酸鈉、c．氧化鈉和碳酸鈉的混合物、d．氫氧化鈉；因為化學(xué)小組的同學(xué)在收集滿CO₂的集氣瓶中放入燃燒的鈉，鈉繼續(xù)燃燒，參加反應(yīng)的物質(zhì)均不含氫元素，所以猜想d（氫氧化鈉）是不合理的；故填：d，反應(yīng)物中沒有氫元素；
[得出結(jié)論]取少量樣品溶于水，將溶液分成兩份，一份加入酚酞溶液，變紅，說明溶液顯堿性；另一份先加入過量的CaCl₂溶液，出現(xiàn)白色沉淀，過濾，向濾液里加酚酞溶液，無明顯現(xiàn)象，所以說明溶液中含有碳酸根離子，白色固體的成分為碳酸鈉；故填：碳酸鈉；
（5）設(shè)理論上需要20%的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為x，則
2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O
   80      71
20%x    71g
$\frac{80}{71}=\frac{20%x}{71g}$
x=400g
答：理論上需要20%的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為400g．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．