Question

學(xué)習(xí)了《石灰石的利用》，小強(qiáng)同學(xué)發(fā)現(xiàn)碳酸鹽的應(yīng)用很廣泛．
現(xiàn)在市場(chǎng)上出售的一種“污漬爆炸鹽”（圖1），宣稱“含天然活性氧，能在瞬間去除洗衣粉難以除去的多種頑固污漬”．小強(qiáng)同學(xué)對(duì)這種“污漬爆炸鹽”的化學(xué)成分非常感興趣，對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行探究．

主要探究過(guò)程如下：
（1）提出問(wèn)題：“污漬爆炸鹽”的主要化學(xué)成分是什么？
（2）查閱相關(guān)資料：資料主要信息如下：
過(guò)碳酸鈉俗稱固體雙氧水，白色結(jié)晶顆粒．過(guò)碳酸鈉溶于水時(shí)，分解生成碳酸鈉和過(guò)氧化氫，過(guò)氧化氫在二氧化錳作用下生成水和氧氣．目前已成為世界上廣泛應(yīng)用的主要洗滌助劑之一．
（3）猜想：“污漬爆炸鹽”的主要化學(xué)成分可能是過(guò)碳酸鈉．
（4）設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)：小強(qiáng)同學(xué)設(shè)計(jì)的主要實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示．請(qǐng)你運(yùn)用初中所學(xué)知識(shí)，幫助小強(qiáng)同學(xué)完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告．

序號(hào)	主要操作步驟	主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	操作目的
①	在集氣瓶中加入少量MnO2（黑色固體）；在分液漏斗a中加入新配制的“污漬爆炸鹽”的飽和水溶液；在分液漏斗b中加入   ．
②	打開分液漏斗a的活塞，放出適量溶液后，關(guān)閉活塞．	生成大量無(wú)色氣體．
	然后   ．	．	驗(yàn)證生成氣體的成分．
	第②步操作得到的結(jié)論：   ．
③	待②步反應(yīng)停止后，打開分液漏斗b的活塞，放出適量溶液后，關(guān)閉活塞．	生成大量無(wú)色氣體．
	將生成的氣體通入   ．	．	驗(yàn)證生成氣體的成分．
	第③步操作得到的結(jié)論：   ．

（5）實(shí)驗(yàn)的初步結(jié)論：小強(qiáng)認(rèn)為：“污漬爆炸鹽”溶于水生成碳酸鈉和過(guò)氧化氫，“污漬爆炸鹽”的主要化學(xué)成分是過(guò)碳酸鈉．
（6）在桂林旅游時(shí)，小強(qiáng)同學(xué)面對(duì)奇石麗水的仙境，流連忘返，采集了一些石灰石，對(duì)樣品中的碳酸鈣含量進(jìn)行檢測(cè)．采用以下辦法：取用8克這種石灰石樣品，把40克稀鹽酸分四次加入，測(cè)量過(guò)程所得數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：（雜質(zhì)不溶于水，不與酸反應(yīng)）

序號(hào)	加入稀鹽酸的質(zhì)量/克	剩余固體的質(zhì)量/克
第一次	l0	5.5
第二次	l0	m
第三次	10	1.2
第四次	10	l.2

①上表中的m值應(yīng)為

 

；
②樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

．
③所用鹽酸中HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,證明碳酸鹽,實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的反應(yīng)原理,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：（4）①過(guò)碳酸鈉溶于水時(shí)，分解生成碳酸鈉和過(guò)氧化氫，碳酸鈉能和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，所以分液漏斗b中要加入稀鹽酸來(lái)證明溶液中含有碳酸鈉；
②過(guò)氧化氫遇二氧化錳能分解生成氧氣，所以可以用帶火星的木條來(lái)檢驗(yàn)打開分液漏斗a后產(chǎn)生的氣體是不是氧氣，來(lái)判斷分液漏斗A中是否含有過(guò)氧化氫溶液；
③在驗(yàn)證了過(guò)氧化氫的存在之后，為了更充分的說(shuō)明含有碳酸鈉，所以要滴加稀鹽酸來(lái)觀察現(xiàn)象然后得出是否含有碳酸鈉；最后得出結(jié)論；
（6）①根據(jù)第一次10g鹽酸消耗碳酸鈣的質(zhì)量為2.5g，再加10g鹽酸，還能消耗2.5g進(jìn)行計(jì)算；②到了第三次假設(shè)這一次10g鹽酸還能完全反應(yīng)，最后剩余固體0.5g，結(jié)果剩余1.2g，說(shuō)明鹽酸沒(méi)完全反應(yīng)，剩余的都是雜質(zhì)，再進(jìn)一步進(jìn)行計(jì)算；③根據(jù)2.5g碳酸鈣算出消耗氯化氫的質(zhì)量，再除以10g乘以百分之百，就是鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（4）①根據(jù)題給條件可知，過(guò)碳酸鈉溶于水時(shí)，分解生成碳酸鈉和過(guò)氧化氫，碳酸鈉能和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，由于在廣口瓶中已經(jīng)加入了黑色固體，該黑色固體很明顯就是二氧化錳，所以分液漏斗b中要加入稀鹽酸來(lái)證明溶液中含有碳酸鈉；
②打開分液漏斗a后，產(chǎn)生了大量的氣體，猜想可能是氧氣，所以可以用帶火星的木條來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果帶火星的木條復(fù)燃，說(shuō)明該氣體是氧氣，進(jìn)一步說(shuō)明了分液漏斗a中含有過(guò)氧化氫溶液；
③等反應(yīng)完全后打開分液漏斗b，此時(shí)將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，如果澄清石灰水變渾濁，則說(shuō)明生成了碳酸鈉，進(jìn)而說(shuō)明在分液漏斗a的溶液中含有碳酸鈉；
結(jié)合實(shí)驗(yàn)②③可以判斷出該污漬爆炸鹽的主要成分為過(guò)氧化鈉．
（6）：①根據(jù)第一次10g鹽酸消耗碳酸鈣的質(zhì)量為2.5g，第三次剩余固體成為了1.2g，說(shuō)明第一次反應(yīng)后還有碳酸鈣，也就是說(shuō)10g鹽酸已經(jīng)全部反應(yīng)，只能消耗2.5g碳酸鈣，再加10g鹽酸，還能消耗2.5g，所以剩余固體：5.5g-2.5g=3g，所以M為3；
②到了第三次假設(shè)這一次10g鹽酸還能完全反應(yīng)，最后剩余固體3g-2.5g=0.5g，結(jié)果剩余1.2g，說(shuō)明鹽酸沒(méi)完全反應(yīng)，剩余的都是雜質(zhì)，即1.2g是雜質(zhì)，碳酸鈣質(zhì)量為8g-1.2g=6.8g，樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

6.8g

8g

×100%=85%；
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知10g鹽酸全部反應(yīng)，只能消耗2.5g碳酸鈣，設(shè)與2.5g碳酸鈣反應(yīng)需要氯化氫的質(zhì)量為X則：
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73
2.5g   X
根據(jù)：

100

2.5g

=

73

x

 解得X=1.825g，所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

1.825g

10g

×100%=18.25%．
故答案為：（4）

序號(hào)	主要操作步驟	主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	操作目的
①	在集氣瓶中加入少量MnO2（黑色固體）；在分液漏斗a中加入新配制的“污漬爆炸鹽”的飽和水溶液；在分液漏斗b中加入 稀鹽酸．
①	打開分液漏斗a的活塞，放出適量溶液后，關(guān)閉活塞．	生成大量無(wú)色氣體．
	然后 用帶火星的木條接近導(dǎo)管口．	帶火星的木條復(fù)燃．	驗(yàn)證生成氣體的成分．
	第②步操作得到的結(jié)論：“污漬爆炸鹽”溶于水生成過(guò)氧化氫．
③	待②步反應(yīng)停止后，打開分液漏斗b的活塞，放出適量溶液后，關(guān)閉活塞．	生成大量無(wú)色氣體．
	將生成的氣體通入 澄清石灰水．	澄清石灰水變渾濁．	驗(yàn)證生成氣體的成分．
	第③步操作得到的結(jié)論：“污漬爆炸鹽”溶于水生成碳酸鈉（或碳酸鹽）．

（6）①3；  ②85%；  ③18.25%．

點(diǎn)評(píng)：記住氧氣和二氧化碳的檢驗(yàn)方法，掌握過(guò)氧化氫和碳酸鈉的性質(zhì)，能夠根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)來(lái)選擇合適的方法來(lái)對(duì)物質(zhì)加以驗(yàn)證，其中檢驗(yàn)碳酸鹽常用的方法是用稀鹽酸和澄清石灰水，解答本題還是要知道固體質(zhì)量的減少量就是參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量，根據(jù)第一次、第三次數(shù)據(jù)分析出10g鹽酸全部反應(yīng)，只能消耗2.5g碳酸鈣，再進(jìn)一步進(jìn)行分析．