题目内容
（15分）实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，观察发现，样品表面有白色粉末。某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【提出问题】该样品中含有那些物质？
【提出猜想】通过分析，提出如下猜想：
猜想Ⅰ：已完全变质，该样品中只含Na2CO3；
猜想Ⅱ：部分变质，该样品中含有NaOH和Na2CO3。
则NaOH变质反应的化学方程式为 。
【查阅资料】
①碱性的Na2CO3溶液可以与中性的CaCl2溶液发生复分解反应；
②CO2在饱和碳酸氢钠溶液中几乎不溶解。
【实验探究1】为确定该样品的成分，小明设计了如下实验方案，请你一起完成下列实验报告。
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| （1）取少量样品溶于水，加入 ； | 白色沉淀产生 | 该反应的化学方程式： ； |
| （2）将上述反应后的混合物过滤，取滤液加入 。 | 。 | 证明猜想Ⅱ正确 |
【实验探究2】小红同学设计如下图所示装置（铁架台略去），实验在27℃，101kPa下进行，步骤如下：
①按图连接好装置；
②用托盘天平准确称取该样品2g，放入A中试管内，向B中集气瓶中倒入饱和碳酸氢钠溶液至瓶颈处；
③向分液漏斗中加入稀硫酸，打开活塞，让稀硫酸滴入试管中至过量，关闭活塞。反应结束后，量筒中收集到饱和碳酸氢钠溶液220mL。
请回答下列问题：
（1）在实验步骤①和②之间，还缺少一实验步骤，该实验步骤是 ；
（2）B中集气瓶盛放的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替，其理由是 ；
（3）试管中原有的空气对实验结果是否有明显影响？ （填“有”或“没有”）
（4）变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为 。（在27℃，101kPa时二氧化碳的密度为1.8g/L）（计算结果精确至1%）
【提出问题3】怎样提纯该样品得到纯净的氢氧化钠固体？
【实验探究3】为得到纯净的氢氧化钠固体，小亮设计了如下图所示的实验流程。
请回答下列问题：
（1）操作①、②、③的名称分别为 ，为了使样品充分溶解，操作①中还要用到的玻璃仪器是 ；
（2）该实验中发生反应的化学方程式为 ；
（3）最终所得氢氧化钠固体质量 变质后样品中氢氧化钠的质量（填“小于”、“等于”或“大于”）。
【实验反思】
（1）通过本题，你学会了定性检验氢氧化钠的变质、定量测定变质样品中某成分的含量，以及除杂提纯物质。为了得到可靠的实验结果，探究过程中你需要思考的问题有 （填数字序号）；
①选择试剂种类 ②确定试剂用量 ③试剂产地 ④实验装置与步骤的设计 ⑤实验安全环保 ⑥测量中减少误差
（2）实验探究Ⅰ中的检验和实验探究3中的除杂都将碳酸钠进行了转化，但二者目的不同，分别是 。
（1）2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
【实验探究1】过量的氯化钙溶液 Na2CO3+CaCl2="=CaCl2+" CaCO3↓
酚酞试液溶 液液变为红色
【实验探究2】（1）检查装置的气密性。
（2）避免二氧化碳溶解于水，造成结果偏低。
（3）没有
（4）48%
【实验探究3】（1） 溶解、过滤、蒸发 玻璃棒
（2） Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH
（3） 大于
【实验反思】（1）①②④⑤⑥
（2）实验探究1中将碳酸钠转化为氯化钠的目的是排除对氢氧化钠检验的干扰；而实验探究3除杂时是为了除去产品中的杂质而将碳酸钠转化为产品氢氧化钠。
解析试题分析：（1）氢氧化钠变质是与二氧化碳发生了化学反应，化学方程式为2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
【实验探究1】因为猜想Ⅱ为固体成分为碳酸钠和氢氧化钠。根据题意可知：碳酸钠可与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀。所以可向溶液中加入过量的氯化钙溶液，会观察到有白色的沉淀生成。反应的化学方程式为：Na2CO3+CaCl2="=CaCl2+" CaCO3↓
然后可向滤液中再加入酚酞试液（或紫色石蕊试液），当观察到酚酞试液变为红色（或紫色石蕊试液变蓝色）可说明溶液中有碱性物质存在，即固体中含氢氧化钠。结合上步操作中的现象即可判断猜想Ⅱ正确。
【实验探究2】（1）该装置的目的是通过测量生成二氧化碳气体的体积来计算出碳酸钠的质量。要求装置气密性要良好。所以加药品反应前应先检查装置的气密性。
（2）二氧化碳可溶于水，但几乎不溶解于饱和的碳酸氢钠溶液。所以可起到避免二氧化碳溶解于水，造成结果偏低。
（3）装置内原有的空气中的物质不参与实验中的反应，也没有排出实验装置，所以不会影响实验结果。
（4）量筒内收集到220ml饱和碳酸氢钠溶液，即生成二氧化碳气体的体积为220ml。所以生成二氧化碳的质量为220ml×1.8g/L=0.396g
设样品中含碳酸钠的质量为x，则；
Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
x 0.396g
10644=x：0.396g
x=0.954g
样品中含碳酸钠的质量分数为：
×100%≈48%
【实验探究3】（1）操作①的作用是将样品与水混合后形成溶液，所以操作①为溶解；操作②将原混合物分离为固体和液体两部分，所以操作②为过滤；操作③将溶液中的氢氧化钠析出为氢氧化钠固体，去除了水，所以操作③为蒸发。 为使固体充分溶解，操作①中还要用到的玻璃仪器为玻璃棒，其作用是搅拌加快固体溶解。
（2）该实验中加入的试剂的作用是与碳酸钠反应生成一种沉淀和氢氧化钠，所以所用的试剂为氢氧化钙；反应的化学方程式为：Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH
（3）因为上面的反应会生成氢氧化钠，所以最终所得的氢氧化钠的质量大于样品中氢氧化钠的质量。
【实验反思】（1）根据上述实验可知，在实验探究过程中我们要考虑的因素有：选择试剂的种类；确定试剂用量；实验装置与步骤的设计；实验安全环保；测量中减少误差。上述因素均能影响实验结果。试剂产地不需要考虑。
（2）实验探究1中将碳酸钠转化为氯化钠的目的是排除对氢氧化钠检验的干扰；而实验探究3除杂时是为了除去产品中的杂质而将碳酸钠转化为产品氢氧化钠。
考点：科学探究
（12分）小李在化学实验技能考查中，完成“用稀盐酸鉴别氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液，并测碳酸钠溶液的pH”实验。
【实验一】小李取待测液甲、乙分别放置在试管①和②，再往两支试管中滴入稀盐酸，观察实验现象。根据现象推知，乙为碳酸钠溶液。
（1）实验中，小李应观察到试管②的现象是__________________________________，
该试管中反应的化学方程式为_________________________________。
（2）老师指出：除盐酸外，还可使用其它试剂鉴别氢氧化钠和碳酸钠溶液。请你选择一种不属于酸的试剂，并将鉴别实验中的预期现象以及化学方程式填入下表。
| 选择的试剂 | 预期现象 | 反应的化学方程式 |
| ____________ | 一支试管无明显现象； 另一支试管________________ | _________________________ |
| 实验现象 | 结论 |
| 溶液沾在试纸上时，试纸缓慢地变色 | 与标准比色卡对比，Na2CO3溶液pH="3" |
答：_______________________________________________________________。
（4）指出小李记录的“实验现象”中不科学的地方。
答：_______________________________________________。
（8分）小明家有包开启了的小苏打，久置在灶台上方，可能因受热而变质。小明为此开展了探究，请分析其过程完成填空。
【查阅资料】
① 2NaHCO3
Na2CO3＋ CO2 ↑ ＋ H2O
② NaHCO3＋ NaOH ＝ Na2CO3＋ H2O
③ 2NaHCO3＋ Ca(OH)2＝ CaCO3 ↓ ＋ Na2CO3＋ 2H2O
④ Ca(HCO3)2＋ Na2CO3＝ CaCO3 ↓ ＋ 2 NaHCO3
⑤ Na2CO3受热不分解，NaHCO3、Ca(HCO3)2都能溶与水。
【假设猜想】
假设一：小苏打没有变质，化学成分为 NaHCO3；
假设二：小苏打完全变质，化学成分为 ；
假设三：小苏打部分变质，化学成分为 。
【实验方案】
可选药品：①Ca(OH)2溶液 ②CaCl2溶液 ③NaOH溶液 ④稀盐酸
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 操作一：取小苏打样品少量溶于足 量水后，加入过量的 （填药品编 号，下同）,观察，如有沉淀，则继续进行下一步操作。 操作二：待操作一中反应充分后过 滤，并在滤液中加入过量的 ，观察。 | 操作一中无沉淀出现 | 假设一成立 |
| | 假设二成立 | |
| | 假设三成立 |
有同学认为，取一定量样品直接加热，再将产生的气体通入澄清石灰水，根据实验现象，对上述三种假设的每一种是否成立都能进行判断。请评价这种方案是否合理 （填“是”或“否”），理由是 。
实验室中的药品一般要密封保存，否则可能会与空气接触而变质。某研究性学习小组的同学对实验室里久置于空气中变质的过氧化钠（Na2O2)固体的成分进行探究。
[查阅资料]（1）Na2O2的化学性质很活泼，能与水、二氧化碳反应，相关反应的化学方程式为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑
（2）CaCl2溶液为中性
[猜想]I：固体为Na2O2、NaOH、Na2CO3的混合物
Ⅱ：固体为NaOH和Na2CO3的混合物
Ⅲ：固体为NaOH
Ⅳ：固体为Na2CO3
[实验探究]
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| ①取少量固体于试管中，加水振荡，直至完全溶解 | | 猜想I不成立 |
| ②取少量①的溶液于试管中，滴加CaCl2溶液至过量 | | 证明有Na2CO3存在 |
| ③ | | 证明有NaOH存在 |
| 综合以上实验现象，说明猜想Ⅱ是成立的。 | ||
（2）实验操作②中“滴加CaCl2溶液至过量”的目的是
(9分) 一次趣味化学活动中，王老师向同学们展示了一瓶标签受损的无色溶液，如图所示。要求同学们进行探究：确认这瓶溶液究竟是什么溶液？
【提出猜想】 王老师提示：这瓶无色溶液只能是下列四种溶液中的一种：①硫酸镁溶液 ②硫酸钠溶液 ③硫酸溶液④硫酸铵溶液
【查阅资料】
①常温下，相关物质的溶解度如下：
| 物质 | MgSO4 | Na2SO4 | (NH4)2SO4 | H2SO4 |
| 溶解度 | 35．1g | 19．5g | 75．4g | 与水任意比互溶 |
【实验探究】（1）小明对王老师的提示进行了评价 ，原因是 。
（2）为确定其它几种猜想是否正确，小明同学继续进行探究：
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| ①取该溶液少许于试管中，向其中滴加几滴 溶液 | 溶液中有白色沉淀生成 | 猜想①成立 |
| ②用玻璃棒蘸取少许原溶液滴在pH试纸上，并跟标准比色卡对照 | 溶液pH小于7 | 猜想③成立 |
（3）请你设计实验方案，确认该溶液是硫酸铵溶液并完成实验报告：
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取该溶液少许于试管中， | | 猜想④成立，该反应的化学方程式为 |
甲同学认为Ca(OH)2与CO2能反应，而NaOH与CO2不能反应，因为实验室检验CO2用
澄清石灰水而不用NaOH溶液。乙同学认为甲同学的说法不完全正确。乙同学怎么通过
实验证明自己的观点呢？请你与乙同学一起在实验室完成以下实验。
【提出假设】NaOH溶液与CO2能反应。
【设计方案】（1）常用 和 反应制取CO2气体；
（2）请从如图所示的实验装置中选出正确的制取装置 （填字母），不选择其它发生装置的理由是 。
（3）验证假设:
| 实验步骤 | 实验现象 | 结论 |
| 第一步：向集满CO2的塑料瓶中注入少量NaOH溶液，立即旋好盖子，振荡 | | NaOH溶液吸收了塑料瓶中的CO2气体 |
| 第二步：取上一步中所得溶液，加入盐酸 | | 有关反应的化学方程式为 |
（4）【总结与反思】丙同学认为还应该做一个对比实验，其理由是 。