题目内容
某同学在查阅资料时得知：市售纯碱样品常混有氯化钠杂质．| 资料卡： 侯氏制碱法的原理可以表示为： NaCl+H2O+NH3+CO2 =NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3?Na2CO3+CO2 ↑+H2O该同学设计了如图中的装置进行实验，测定市售纯碱样品中碳酸钠的质量分数．（水蒸气的影响忽略不计，夹持装置已略去）  主要实验步骤如下： ①按图组装仪器，并检查装置的气密性； ②称量5.5g市售纯碱样品放入烧瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液； ③从分液漏斗滴入稀硫酸，直到不再产生气体时为止； ④缓缓鼓入一定量的N2； ⑤称量B瓶及溶液的质量，发现增重2.2g． 请回答下列问题： （1）写出A中发生反应的化学方程式 （2）鼓入一定量的N2的目的是 （3）如果将分液漏斗中的稀硫酸换成浓盐酸，测试的结果（填偏高、偏低或不变） （4）该样品中碳酸钠的质量分数为 （5）若用与上述实验反应原理不同的实验来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数，请用化学方程式表示实验原理 分析：（1）根据装置A中所加药品，利用药品间的反应规律，写出反应的化学方程式； （2）根据实验的操作方法，理解实验的过程，分析实验过程中通入氮气所起到的作用及装置C中澄清石灰水在实验过程中的作用； （3）对比稀硫酸与浓盐酸性质上的差异，分析若使用浓盐酸会对实验结果造成的影响； （4）根据实验测得生成二氧化碳的质量，由反应的化学方程式计算出样品中碳酸钠的质量，而求得样品中碳酸钠的质量分数； （5）利用碳酸钠的性质及变化规律，可使碳酸钠与氯化钙等形成沉淀等，另外设计实验进行碳酸钠质量分数的测定． 解答：解： （1）样品中氯化钠不与硫酸反应，碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，化学方程式为Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑； （2）为使残留在反应容器中生成的二氧化碳全部被氢氧化钠吸收，通入不能与氢氧化钠发生反应的氮气排出反应装置内的二氧化碳；装置C中盛放澄清石灰水检验二氧化碳气体是否全部被氢氧化钠吸收； （3）稀硫酸不挥发而浓盐酸具有很强的挥发性，挥发出的HCl气体被氢氧化钠溶液吸收后，导致测得二氧化碳的质量偏高； （4）氢氧化钠增重2.2g，说明反应放出2.2g二氧化碳，设反应消耗碳酸钠的质量为x Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑ 106 44 x 2.2g
该样品中碳酸钠的质量分数=
（5）碳酸钠能与氯化钙等反应生成碳酸钙沉淀，因此可选用氯化钙溶液与碳酸钠反应，通过测定生成沉淀或加入氯化钙的质量测定样品中碳酸钠的质量，而得到样品中碳酸钠的质量分数．碳酸钙与氯化钙反应的化学方程式为Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl． 故答案为： （1）Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑； （2）排出装置A及导管中残留CO2，使其全部被装置B中NaOH溶液吸收；检验CO2是否被B瓶中的NaOH溶液完全吸收； （3）偏高； （4）96.4%； （5）Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl（或与BaCl2、Ba（OH）2反应）． 点评：本题主要考查学生利用化学方程式和溶质质量分数公式综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力． 
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某兴趣小组同学为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应，从不同角度设计了如下实验方案，并进行实验．
方案一：先用pH试纸测定NaOH溶液的pH，再滴加盐酸，并不断振荡溶液，同时测定混合溶液的pH，如果测得的pH逐渐变小且小于7，则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应． （1）用pH试纸测定溶液的pH时，正确的操作是： （2）简述强调“测得的pH小于7”的理由： 方案二：先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液，溶液显红色，然后再滴加盐酸，可观察到红色逐渐消失，则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应． 该组同学在向NaOH溶液中滴加酚酞溶液时，发现了一个意外现象：氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液，溶液变成了红色，过了一会儿红色就消失了．该小组对这种意外现象的原因作了如下猜想：①可能是酚酞溶液与空气中的氧气反应，使红色消失；②可能是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应，使红色消失． （1）为验证猜想①，该组同学做了如下实验：将配制的氢氧化钠溶液加热，并在液面上方滴一些植物油，然后在冷却后的溶液中滴入酚酞溶液．实验中“加热”和“滴入植物油”目的是 （2）为验证猜想②，该组同学做了如下实验：取了一定量的Na2CO3溶液，在其中滴入酚酞溶液，发现溶液也呈现红色，由此可得出以下两点结论：结论1：说明Na2CO3溶液呈 （3）该小组同学通过查阅资料得知：当氢氧化钠溶液浓度很大时，就会出现上述意外现象．请设计实验证明该方案中取用的NaOH溶液浓度过大：①实验方法 方案三：化学反应中通常伴随有能量的变化，可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生．如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化，则证明发生了化学反应． 该组同学将不同浓度的盐酸和NaOH溶液各10mL混合，用温 度计测定室温下混合前后温度的变化，并记录了每次混合前后温度的升高值△t（如表）．
 （1）表中x= （2）某同学在没使用温度计的情况下，通过右图所示装置完成了实验．则该同学根据 （3）关于实验中的细节和意外情况：①实验中，稀盐酸必须用胶头滴管逐滴滴加，这样做的目的是 （4）为了进一步研究实验中出现的问题，取了13.3g氢氧化钠固体样品加适量的水配成溶液，向其中加入200g10%的稀盐酸，使其充分反应，生成二氧化碳2.2g．求： （1）样品中氢氧化钠的质量； （2）和氢氧化钠反应的盐酸的质量； （3）在图中画出以纵坐标表示二氧化碳质量，横坐标表示盐酸的质量的关系图．  （已知Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑） |
