Question

不少家庭養(yǎng)觀賞魚，有時(shí)會在魚缸里放點(diǎn)“魚浮靈”，可使水中的含氧量迅速增加．請你和小欣同學(xué)一起完成這項(xiàng)探究活動(dòng)．
探究一：“魚浮靈”的主要成分是什么？
【查閱資料】過碳酸鈉，白色結(jié)晶顆粒，易溶于水并迅速放出氧氣．
【猜想假設(shè)】“魚浮靈”的主要成分是過碳酸鈉．
【設(shè)計(jì)方案】如圖1

實(shí)驗(yàn)	主要操作步驟	主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①	在集氣瓶中加入少量   （黑色固體），在儀器a中加入新配制的“魚浮靈”的飽和水溶液；打開儀器a的活塞，放出適量溶液后，在導(dǎo)管口放一根帶火星的木條		“魚浮靈”溶于水生成過氧化氫
②	關(guān)閉儀器a，在儀器b中加入   ，打開活塞，放出適量溶液后，在導(dǎo)管口放一燃著的木條	生成大量無色氣泡，木條熄滅	“魚浮靈”溶于水生成碳酸鈉

【結(jié)果分析】主要成分是過碳酸鈉．根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式：X+H₂O═Na₂CO₃+H₂O₂，推出過碳酸鈉的化學(xué)式x為

 

．
【實(shí)驗(yàn)反思】（1）儀器a和b的名稱是

 

；
（2）實(shí)驗(yàn)①中的化學(xué)方程式為

 

；
（3）實(shí)驗(yàn)②不嚴(yán)密，應(yīng)該補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)

 

；
（4）“魚浮靈”的保存方法是

 

．
為了儲存、運(yùn)輸、使用的方便，工業(yè)上采用醇析出將其轉(zhuǎn)化成固態(tài)的過碳酸鈉晶體．
探究二：工業(yè)上使用的過碳酸鈉晶體（xNa₂CO₃?yH₂O₂）的組成
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】稱取若干份質(zhì)量為7.85克過碳酸鈉晶體備用．
方案一：先測出生成的氧氣的質(zhì)量，求過氧化氫的質(zhì)量
取一份過碳酸鈉晶體溶于水，和二氧化錳固體按照如圖2（方法一）裝置進(jìn)行裝配．在將水溶液滴入試劑瓶前先稱量整個(gè)裝置和試劑的總質(zhì)量為m₁，然后充分反應(yīng)，再稱量整個(gè)裝置和試劑的總質(zhì)量為m₂，生成的氧氣的質(zhì)量為

 

，該實(shí)驗(yàn)中使用堿石灰（NaOH和CaO的混合物）的作用是

 

．
取一份過碳酸鈉晶體溶于水，和二氧化錳固體按照如圖2（方法二）裝置進(jìn)行裝配，測量生成氧氣的體積，進(jìn)行計(jì)算得出結(jié)果．充分反應(yīng)后，在量筒讀數(shù)前，要調(diào)整

 

，再讀出體積．要想得到氧氣質(zhì)量，還需要的數(shù)據(jù)是

 

．
方案二：通過測定碳酸鹽沉淀的質(zhì)量，進(jìn)而求得碳酸鈉的質(zhì)量．
取一份過碳酸鈉晶體溶于水，向所得溶液中滴加過量的CaCl₂溶液，過濾、洗滌、烘干，得到白色沉淀，稱量．
（1）滴加的CaCl₂溶液要過量的原因是

 

；
（2）洗滌沉淀的目的是

 

；
（3）檢驗(yàn)沉淀已經(jīng)洗滌干凈的方法是

 

，則表示已經(jīng)洗凈．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】實(shí)驗(yàn)測得碳酸鈣質(zhì)量為5克，請通過計(jì)算得出過碳酸鈉晶體（xNa₂CO₃?yH₂0₂）的化學(xué)式．
【實(shí)驗(yàn)反思】若CaCO₃沉淀過濾后不洗滌，則x：y的值將

 

  （填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的反應(yīng)原理,氧氣的檢驗(yàn)和驗(yàn)滿,鹽的化學(xué)性質(zhì),質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：科學(xué)探究

分析：探究一：
【設(shè)計(jì)方案】根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知，應(yīng)該加入二氧化錳固體；根據(jù)檢驗(yàn)碳酸根離子的方法來分析；
【結(jié)果分析】根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后，原子種類和數(shù)目不變來分析解答；
【實(shí)驗(yàn)反思】（1）認(rèn)識常用儀器；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程來書寫化學(xué)方程式；
（3）能使燃著的木條熄滅的氣體不一定是二氧化碳；
（4）根據(jù)過碳酸鈉的性質(zhì)來分析保存方法；
探究二：【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】方案一：裝置和試劑減少的質(zhì)量就是氧氣的質(zhì)量，堿石灰常用作干燥劑；排出的水的體積就是產(chǎn)生的氧氣的體積，
方案二：過量的氯化鈣溶液才能保證將碳酸鈉轉(zhuǎn)化為沉淀；過濾得到的沉淀表面會有其他雜質(zhì)，應(yīng)洗滌；
根據(jù)雜質(zhì)的成分來進(jìn)行檢驗(yàn)；根據(jù)在沉淀表面的可溶性雜質(zhì)，進(jìn)行解答；若不洗滌，雜質(zhì)的質(zhì)量當(dāng)作沉淀物的質(zhì)量，即樣品中所含的碳酸根偏大．

解答：解：探究一：【設(shè)計(jì)方案】①過碳酸氫鈉溶于水，在二氧化錳的催化作用下，迅速的分解產(chǎn)生氧氣，能使帶火星的木條復(fù)燃；
②常用稀鹽酸來檢驗(yàn)碳酸根離子的存在，向待測物質(zhì)中加入稀鹽酸，若能產(chǎn)生使澄清的石灰水變渾濁的氣體，則證明該物質(zhì)中含有碳酸根離子；
【結(jié)果分析】由質(zhì)量守恒定律知，化學(xué)式X中含有兩個(gè)鈉原子、一個(gè)碳原子和四個(gè)氧原子，所以X化學(xué)式是Na₂CO₄．
【實(shí)驗(yàn)反思】（1）儀器a、b的名稱為分液漏斗；
（2）過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解為水和氧氣；
（3）要將產(chǎn)生的氣體再通入澄清的石灰水，觀察是否變渾濁才能進(jìn)一步證明是否是二氧化碳?xì)怏w；
（4）因?yàn)槠溆鏊畷�發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，故應(yīng)密封保存，置于陰涼處；
探究二：
方案一：產(chǎn)生的氧氣會從裝置中溢出，故裝置和試劑減少的質(zhì)量就是生成氧氣的質(zhì)量；產(chǎn)生的氧氣中會混有水蒸氣，故要用堿石灰來吸收其中的水蒸氣；
取一份過碳酸鈉晶體溶于水，和二氧化錳固體按照如圖2（方法二）裝置進(jìn)行裝配，要使測定結(jié)果準(zhǔn)確，必須調(diào)整洗氣瓶與量筒液面等高，氧氣的質(zhì)量等于其體積與密度的乘積；
方案二：
（1）過量的氯化鈣溶液才能保證將碳酸鈉轉(zhuǎn)化為沉淀；
（2）過濾得到的沉淀表面會有氯化鈣、氯化鈉等雜質(zhì)，所以要洗滌干凈；
（3）如果沉淀沒有洗滌干凈，則其表面一定有氯離子，故可用硝酸銀溶液來進(jìn)行檢驗(yàn)；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】設(shè)產(chǎn)生5g碳酸鈣沉淀，需要碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓2NaCl
106          100
 x            5g

106

100

=

x

5g

x=5.3g
則7.85克過碳酸鈉晶體，含有H₂O₂的質(zhì)量為：7.85g-5.3g=2.55g
則：

106x

34y

=

5.3g

2.55g

，

x

y

=

2

3

過碳酸鈉晶體（xNa₂CO₃?yH₂0₂）的化學(xué)式為：2Na₂CO₃?3H₂0₂．
【實(shí)驗(yàn)反思】根據(jù)以上計(jì)算過程分析可知，若CaCO₃沉淀過濾后不洗滌，則x：y的值將偏大．
故答案為：
探究一：【設(shè)計(jì)方案】

實(shí)驗(yàn)	主要操作步驟	主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	MnO2	有氣泡逸出，能使帶火星木條復(fù)燃
②	稀鹽酸

【結(jié)果分析】Na₂CO₄．
【實(shí)驗(yàn)反思】（1）分液漏斗；
（2）2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑
（3）生成的氣體通入澄清的石灰水；
（4）密封，置陰涼處．
探究二：【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】方案一：
【方法一】m₁-m₂；吸收氧氣中的水蒸氣，防止水蒸氣逸出裝置．
【方法二】洗氣瓶與量筒液面等高；該溫度下氧氣的密度．
方案二：（1）將 Na₂CO₃ 完全轉(zhuǎn)化為沉淀；
（2）除去表面可溶性雜質(zhì) CaCl₂、NaCl；
（3）取最后一滴洗滌液，滴加AgNO₃若無沉淀出現(xiàn)，則表示已經(jīng)洗凈．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】
2Na₂CO₃?3H₂0₂
【實(shí)驗(yàn)反思】偏大．

點(diǎn)評：本題主要考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識綜合分析和解決實(shí)際問題的能力．增加了學(xué)生分析問題的思維跨度，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生整合知識的能力．