Question

（2012?鎮(zhèn)江一模）工業(yè)上的常說“三酸兩堿”是重要的化工原料．實(shí)驗(yàn)室桌面上的五個(gè)試劑瓶?jī)?nèi)（如圖）分別裝有屬于工業(yè)上“三酸兩堿”中的“三種濃酸”和“兩堿固體”．

（1）小袁同學(xué)沒有利用任何試劑就鑒定出了C、D、E三瓶中的三種濃酸．他的做法是：①直接觀察試劑瓶顏色，棕色試劑瓶E內(nèi)的是

濃硝酸

（填名稱）；②分別打開C、D瓶的瓶塞，觀察到

C瓶口產(chǎn)生白霧

，說明C瓶?jī)?nèi)的是濃鹽酸，則D瓶?jī)?nèi)的是濃硫酸．
（2）小白同學(xué)在查閱A、B瓶?jī)?nèi)的“兩堿”的制備方法時(shí)，根據(jù)收集的信息，繪制了如下一個(gè)框圖．
注：整個(gè)框圖中每個(gè)化學(xué)反應(yīng)涉及的物質(zhì)已全部給出．
根據(jù)框圖，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類守恒的相關(guān)知識(shí)，回答下列問題．
寫出下列物質(zhì)化學(xué)式：A瓶?jī)?nèi)的物質(zhì)：

NaOH

．
小袁同學(xué)認(rèn)為工業(yè)生產(chǎn)中原料不能完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，所以A瓶?jī)?nèi)的物質(zhì)中一定含有雜質(zhì)．請(qǐng)你幫助他設(shè)計(jì)出檢驗(yàn)該雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方案（寫出操作、現(xiàn)象和結(jié)論）：

取適量溶液滴加硝酸銀，若產(chǎn)生白色沉淀，再滴加稀硝酸，沉淀不溶解，則含有氯化鈉

（3）小軍對(duì)A瓶放置一段時(shí)間后白色粉末的成分進(jìn)行探究．成分的確定作出以下的猜想：①可能是NaOH；②可能是Na₂CO₃；③可能是NaOH與Na₂CO₃的混合物．做出②③猜想的依據(jù)是

CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O

（用化學(xué)方程式表示）為了驗(yàn)證①②③猜想，他分別做了下面的實(shí)驗(yàn)．A．取少量白色粉末于試管中，再滴加稀HCl，有氣泡產(chǎn)生，由此可推出白色粉末中一定含有，肯定猜想

①

（填序號(hào)）是錯(cuò)誤的．B．小軍又取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加酚酞試液，溶液變?yōu)榧t色．于是認(rèn)為猜想3成立，請(qǐng)?zhí)岢瞿愕目捶�，并說出理由：

錯(cuò)誤，因?yàn)樘妓徕c溶液也顯堿性

．C．為探究猜想③是正確的，小紅設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：
沉淀B的化學(xué)式為

CaCO₃

．你若認(rèn)為小紅的這個(gè)方案有問題，稍加改進(jìn)，就可以證明粉末中還含有NaOH，則改進(jìn)的方法是

將石灰水換成氯化鈣溶液

．
（4）過氧化鈉（Na₂O₂）是一種白色固體，這種物質(zhì)在與水或二氧化碳作用時(shí)可得到上述的“兩堿”，在一次科技活動(dòng)中，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)將包有Na₂O₂固體的棉花放入了如圖1的實(shí)驗(yàn)裝置中，發(fā)現(xiàn)了高低不同的兩根蠟燭，下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅；同時(shí)也驚奇地發(fā)現(xiàn)棉花燃燒了起來．
a．棉花為什么會(huì)燃燒呢？小組同學(xué)認(rèn)為棉花要燃燒，除了滿足“棉花是可燃物”這一條件，還另需滿足
a：

與氧氣充分接觸

、b

溫度達(dá)到棉花的著火點(diǎn)

條件．
【提出問題】在上述實(shí)驗(yàn)中如何給棉花提供a和b這兩個(gè)燃燒條件呢？
【查閱資料】1、在常溫下Na₂O₂能和CO₂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)．
            2、在常溫下Na₂O₂能和水發(fā)生反應(yīng)：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
            3、濃硫酸具有強(qiáng)吸水性．無水硫酸銅為白色固體，吸水后變?yōu)樗{(lán)色．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】經(jīng)過討論后，小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖2的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究．
【實(shí)驗(yàn)步驟】①檢查整套裝置的氣密性；②把相關(guān)的試劑放入對(duì)應(yīng)的儀器內(nèi)（D裝置的U型管內(nèi)放有一定量的Na₂O₂固體，燒杯內(nèi)盛有飽和的澄清石灰水），并按圖2組裝整套實(shí)驗(yàn)儀器；③用力推動(dòng)針管的活塞，把稀鹽酸注入試管內(nèi)；④一段時(shí)候后，在P處放置一根帶火星的小木條，觀察現(xiàn)象．
注：整個(gè)實(shí)驗(yàn)中不考慮稀鹽酸的揮發(fā)和空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響．
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】①無水硫酸銅沒有變藍(lán)色；②帶火星的小木條復(fù)燃；③飽和澄清石灰水變渾濁．
【實(shí)驗(yàn)分析】①C裝置無水硫酸銅的作用是

檢驗(yàn)水蒸氣是否被濃硫酸吸干凈

            ②D裝置的燒杯內(nèi)飽和的澄清石灰水的作用是

證明二氧化碳與過氧化鈉反應(yīng)放出熱量

（5）現(xiàn)要對(duì)放置一段時(shí)間的B瓶中的固體物質(zhì)進(jìn)行成分的定量測(cè)定：電子天平共同作了以下測(cè)定

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

稱   量   項(xiàng)   目	稱   量  時(shí) 間	質(zhì)量（g）
試樣		10.00
裝置+稀硫酸質(zhì)量		241.30
裝置+稀硫酸質(zhì)量+試樣	反應(yīng)開始后15秒	249.20
裝置+稀硫酸質(zhì)量+試樣	反應(yīng)開始后35秒	248.20
裝置+稀硫酸質(zhì)量+試樣	反應(yīng)開始后55秒	248.00

試通過分析表中數(shù)據(jù)計(jì)算出圖2B瓶中純碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計(jì)算過程）
實(shí)驗(yàn)反思：
有同學(xué)提出按上述實(shí)驗(yàn)所測(cè)得試樣中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)偏小，該同學(xué)的理由是（實(shí)驗(yàn)操作均正確）：

因?yàn)槎�氧化碳的密度比空氣大，�?huì)有二氧化碳?xì)埩粼谘b置內(nèi)，使質(zhì)量差變小，使測(cè)得試樣中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)偏小

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)酸的性質(zhì)可知，濃硝酸見光易分解，則應(yīng)保存在棕色試劑瓶，利用濃鹽酸易揮發(fā)，而濃硫酸不揮發(fā)來區(qū)分．
（2）根據(jù)框圖中的反應(yīng)和利用元素守恒的方法來確定物質(zhì)及相關(guān)的問題：氯化鈉與水通電生成氫氧化鈉與氫氣、氯氣；檢驗(yàn)氯離子的方法是加入硝酸銀，觀察是否有白色沉淀；
（3）由于久置的氫氧化鈉可能與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，根據(jù)碳酸鈉能夠和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，碳酸鈉溶液顯堿性，也能夠使酚酞試液變成紅色及要排除碳酸鈉堿性對(duì)氫氧化鈉的干擾進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)燃燒的條件分析；根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的證明二氧化碳與過氧化鈉反應(yīng)能夠滿足棉花燃燒的條件進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)表格的質(zhì)量差計(jì)算二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算碳酸鈉及碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；根據(jù)二氧化碳的密度分析誤差．

解答：解：（1）因濃硝酸易見光分解，應(yīng)該保存在棕色瓶?jī)?nèi)；濃鹽酸易揮發(fā)，看到C瓶的瓶口冒白霧，D瓶的瓶口無現(xiàn)象，說明C瓶?jī)?nèi)的是濃鹽酸，D瓶?jī)?nèi)的是濃硫酸．
故答案為：濃硝酸；C瓶口產(chǎn)生白霧；
（2）根據(jù)框圖中的反應(yīng)和利用元素守恒的方法：氯化鈉與水通電生成氫氧化鈉與氫氣、氯氣；則A為NaOH的溶液，將溶液蒸發(fā)可得到固體物質(zhì)NaOH，則A中的物質(zhì)為氫氧化鈉NaOH；小袁同學(xué)認(rèn)為工業(yè)生產(chǎn)中原料不能完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，所以A瓶?jī)?nèi)的物質(zhì)中一定含有雜質(zhì)氯化鈉，檢驗(yàn)的方法是：取適量溶液滴加硝酸銀，若產(chǎn)生白色沉淀，再滴加稀硝酸，沉淀不溶解，則含有氯化鈉；
故答案為：NaOH；取適量溶液滴加硝酸銀，若產(chǎn)生白色沉淀，再滴加稀硝酸，沉淀不溶解，則含有氯化鈉；
（3）氫氧化鈉易于與空氣中的二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈉和水，反應(yīng)的方程式為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；因?yàn)樘妓徕c能夠和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，而氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)不能產(chǎn)生氣泡，因此可以排除假設(shè)①；因?yàn)樘妓徕c溶液也顯堿性，也能夠使酚酞試液變成紅色，因此次觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的；碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，因此沉淀是碳酸鈣；由于碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀的同時(shí)，又產(chǎn)生氫氧化鈉，因此無法證明氫氧化鈉的存在，若把石灰水換成氯化鈣溶液，就能夠證明氫氧化鈉的存在；
故答案為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；①；錯(cuò)誤，因?yàn)樘妓徕c溶液也顯堿性；CaCO₃；將石灰水換成氯化鈣溶液；
（4）可燃物燃燒需要與氧氣充分接觸，溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)；C裝置可以檢驗(yàn)水蒸氣是否被除盡，保證與過氧化鈉反應(yīng)的是二氧化碳而不是水蒸氣；通過飽和的石灰水溫度升高，溶解度減小，從而有固體析出，證明反應(yīng)放出熱量；
故答案為：與氧氣充分接觸；溫度達(dá)到棉花的著火點(diǎn)；檢驗(yàn)水蒸氣是否被濃硫酸吸干凈；證明二氧化碳與過氧化鈉反應(yīng)放出熱量；
（5）分析框圖可知反應(yīng)前后的質(zhì)量差為產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量，因此二氧化碳的質(zhì)量為10g+241.3g-248g=3.3g
設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                    44
x                      3.3g

106

x

=

44

3.3g

  x=7.95g
碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

7.95g

10g

×100%=79.5%
答：B瓶中純碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為79.5%
因?yàn)槎�氧化碳的密度比空氣大，�?huì)有二氧化碳?xì)埩粼谘b置內(nèi)，使質(zhì)量差變小，使測(cè)得試樣中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)偏�。�
故答案為：因?yàn)槎�氧化碳的密度比空氣大，�?huì)有二氧化碳?xì)埩粼谘b置內(nèi)，使質(zhì)量差變小，使測(cè)得試樣中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)偏小．

點(diǎn)評(píng)：本題考查知識(shí)點(diǎn)多，熟練掌握常見的三酸和兩堿的性質(zhì)及燃燒的條件是解題的關(guān)鍵．