题目内容
【题目】某化学兴趣小组在做“探究纯碱的性质”实验。
探究一：同学们做了如图所示的四组实验，并将A、B、C、D四支试管中的废液全部倒入一个干净的大烧杯中。考试结束后，某兴趣小组发现大烧杯底部有沉淀，上层溶液呈红色。为了探究上层溶液的成分，进行了以下实验。
（提出问题）大烧杯中的上层溶液中除了含有水和酚酞外，还含有哪些离子？（假设难溶物质、水和酚酞均不会解离出离子）
（猜想假设）小明认为上层溶液中一定含有Na+、CO32-、H+、C1-、Ba2+、Ca2+、OH-七种离子。兴趣小组的同学对小明的猜想存在异议，并进行了下列探究
（分析讨论）（1）小红认为上层溶液中一定不含有H+，因为上层溶液呈红色。请你分析上层溶液中不含有H+的另外一个理由______。
（2）小李取一定量的上层溶液于试管中，滴加几滴稀盐酸，发现无气泡产生，认为上层溶液中一定不含有CO32-，小红认为他的结论不正确，原因______；
（设计实验）为进一步确定上层溶液中是否含有CO32-，请你和小红一起参与下列探究：
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
取大烧杯中上层溶液少 许于一支试管中，滴加______，静置 | ①有白色沉淀生成 ②试管中的上层溶液仍是红色 | ①大烧杯中上层溶液中一定含有CO32- ②同时还能得出大烧杯中的上层溶液中一定含有离子是______（填离子符号） |
（实验结论）大烧杯中的上层溶液中一定含有的离子是______（填离子符号）
探究二：样品与稀硫酸反应，测定Na2CO3的质量分数
利用如图所示实验装置（铁架台略去）和试剂，通过测定样品和稀硫酸反应产生的CO2气体的质量，计算Na2CO3的质量分数（装置气密性良好且每步反应或作用都是完全的）。
（1）打开止水夹K，先对装置A和B（已连接）通入已除去CO2的空气一会儿，再接上装置C和D。
（2）关闭止水夹K，加入足量的稀硫酸（杂质不与稀硫酸反应）。
（3）待装置A中的反应结束后，再一次打开止水夹K，继续往装置通入已除去CO2的空气一段时间的目的是______。根据质量守恒定，装置______（填标号）在反应前后的质量差就是产生CO2的质量，由此计算出该样品中Na2CO3的质量分数。若没有装置D，将会使测定结果______（选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】大烧杯底部有沉淀 如果溶液中含有氢氧根离子，加入的稀盐酸不足以完全消耗氢氧根离子，即使溶液中含有碳酸根离子，也不产生气泡 足量氯化钙溶液，静置 OH- Na+、CO32-、C1-、OH- 使反应生成的二氧化碳全部被C装置吸收 C 偏大
【解析】
探究一：
（1）小红认为上层溶液中一定不含有H+，因为上层溶液呈红色，上层溶液中不含有H+的另外一个理由：大烧杯底部有沉淀。
故填：大烧杯底部有沉淀。
（2）小红认为他的结论不正确，原因：如果溶液中含有氢氧根离子，加入的稀盐酸不足以完全消耗氢氧根离子，即使溶液中含有碳酸根离子，也不产生气泡。
故填：如果溶液中含有氢氧根离子，加入的稀盐酸不足以完全消耗氢氧根离子，即使溶液中含有碳酸根离子，也不产生气泡。
[设计实验]
取大烧杯中上层溶液少许于一支试管中，滴加足量氯化钙溶液，产生白色沉淀，是因为钙离子和碳酸根离子结合生成白色沉淀碳酸钙，静置，试管中的上层溶液仍是红色，说明溶液中含有氢氧根离子，实验过程如下所示：
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
取大烧杯中上层溶液少 许于一支试管中，滴加足量氯化钙溶液，静置 | ①有白色沉淀生成 ②试管中的上层溶液仍是红色 | ①大烧杯中上层溶液中一定含有CO32- ②同时还能得出大烧杯中的上层溶液中一定含有离子是OH- |
[实验结论]
溶液中含有碳酸根离子，则不含有钙离子、钡离子，因此大烧杯中的上层溶液中一定含有的离子是Na+、CO32-、C1-、OH-。
故填：Na+、CO32-、C1-、OH-。
探究二：
（3）待装置A中的反应结束后，再一次打开止水夹K，继续往装置通入已除去CO2的空气一段时间的目的是使反应生成的二氧化碳全部被C装置吸收；
根据质量守恒定律，装置C在反应前后的质量差就是产生CO2的质量，由此计算出该样品中Na2CO3的质量分数；
若没有装置D，C装置右端的空气中的二氧化碳和水蒸气会进入C装置，导致计算的二氧化碳质量偏大，将会使测定结果偏大。
故填：使反应生成的二氧化碳全部被C装置吸收；C；偏大。
