Question

20．小李在化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能考察中，完成“用稀鹽酸鑒別氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液，并測(cè)碳酸鈉溶液的pH”實(shí)驗(yàn)．
【實(shí)驗(yàn)一】小李取待測(cè)液甲、乙分別放置在試管①和②，再往兩支試管中滴入稀鹽酸，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．根據(jù)現(xiàn)象推知，乙為碳酸鈉溶液．
（1）實(shí)驗(yàn)中，小李應(yīng)觀察到試管②的現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生，該試管中反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．
（2）老師指出：除鹽酸外，還可使用其它試劑鑒別氫氧化鈉和碳酸鈉溶液．請(qǐng)你選擇一種不屬于酸的試劑，并將鑒別實(shí)驗(yàn)中的預(yù)期現(xiàn)象以及化學(xué)方程式填入下表．

選擇的試劑	預(yù)期現(xiàn)象	反應(yīng)的化學(xué)方程式
Ca（OH）2溶液	一支試管無(wú)明顯現(xiàn)象； 另一支試管產(chǎn)生白色沉淀（出現(xiàn)白色渾濁）	Ca（OH）2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH

【實(shí)驗(yàn)二】小李用玻璃棒蘸取“實(shí)驗(yàn)一”后試管②中的溶液沾在pH試紙上，觀察試紙顏色變化并與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照，讀出溶液的pH．小李的記錄如下：

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
溶液沾在試紙上時(shí)，試紙緩慢地變色	與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比，Na2CO3溶液pH=3

（3）小李因操作錯(cuò)誤，得出“Na₂CO₃溶液pH=3”的錯(cuò)誤結(jié)論．指出小李操作錯(cuò)誤之處．
答：小李所取溶液為鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)后的溶液．
（4）指出小李記錄的“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”中不科學(xué)的地方．
答：試紙立即變色而非緩慢地變色．
（5）（KO₂）能和二氧化碳或水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氧氣．超氧化鉀和水反應(yīng)的方程式是：4KO₂+2H₂O═4KOH+O₂↑．小青同學(xué)將7.1g的超氧化鉀放入217.7g水中，充分反應(yīng)后．求反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)會(huì)生成氯化鈉、水和二氧化碳進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)碳酸鈉和氫氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)過(guò)量的鹽酸和碳酸鈉反應(yīng)后鹽酸有剩余，使反應(yīng)后的溶液顯酸性進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)pH試紙變色比較迅速進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)化學(xué)方程式和題中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w，所以實(shí)驗(yàn)中，小李應(yīng)觀察到試管②的現(xiàn)象是：有氣泡冒出，推斷乙為碳酸鈉溶液，碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（2）碳酸鈉和氫氧化鈉都顯堿性，碳酸根離子和鈣離子會(huì)生成碳酸鈣沉淀，所以鑒別碳酸鈉、氫氧化鈉，可以選用氫氧化鈣，氫氧化鈣屬于堿，所以

選擇的試劑	預(yù)期現(xiàn)象	反應(yīng)的化學(xué)方程式
Ca（OH）2溶液	產(chǎn)生白色沉淀（出現(xiàn)白色渾濁）	Ca（OH）2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH

（3）鹽酸過(guò)量，和碳酸鈉反應(yīng)后，鹽酸有剩余，溶液顯酸性，所以小李操作錯(cuò)誤之處為：小李所取溶液為鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)后的溶液；
（4）在使用pH試紙測(cè)定溶液的pH值時(shí)，pH試紙的變色比較快，所以小李記錄的“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”中不科學(xué)的地方為：試紙立即變色而非緩慢地變色；
（5）設(shè)生成氫氧化鉀的質(zhì)量為x，生成氧氣的質(zhì)量為y
4KO₂+2H₂O═4KOH+O₂↑
284        224  32
7.1g        x   y
  $\frac{284}{7.1g}$=$\frac{224}{x}$=$\frac{32}{y}$
   x=5.6g
   y=0.8g
所以反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{5.6g}{214g}$×100%=2.6%．
故答案為：（1）有氣泡冒出，Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（2）

選擇的試劑	預(yù)期現(xiàn)象	反應(yīng)的化學(xué)方程式
Ca（OH）2溶液	產(chǎn)生白色沉淀（出現(xiàn)白色渾濁）	Ca（OH）2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH

（3）小李所取溶液為鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)后的溶液；
（4）試紙立即變色而非緩慢地變色；
（5）反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.6%．

點(diǎn)評(píng) 在解此類(lèi)題時(shí)，首先分析題中的反應(yīng)原理，然后將題中信息和課本知識(shí)的聯(lián)系，看清每步操作的目的或反應(yīng)實(shí)質(zhì)即可較快解答．