Question

18．科学探究离不开化学实验，根据下列实验装置，回答问题：

（1）写出一种实验室用A装置制取气体的化学方程式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，检验该气体的方法是伸入带火星的木条，若复燃，证明是氧气．
（2）某同学用碳酸钠粉末和稀盐酸制取二氧化碳，发生装置最好选择C而不选用B的原因是C装置的分液漏斗能控制反应速率，欲收集到干燥的二氧化碳所选装置的接口顺序为cda．（填写小写字母）
（3）该同学对（2）中实验后的液体溶质进行探究．请你与他一起完成以下探究活动：
【提出问题】溶液中的溶质是什么？
【猜想】猜想Ⅰ：NaCl；　　　　猜想Ⅱ：NaCl和HCl；　　　　猜想Ⅲ：NaCl和Na₂CO₃．
【实验】该同学选用了一种有色溶液进行探究，并证明了猜想Ⅲ是正确的结论．
请将猜想Ⅲ补充完整，并说出该同学所做的实验操作及现象．
（4）该同学欲测定碳酸钠的纯度，取12g样品配成50g溶液，加入足量氯化钙溶液，将产生沉淀过滤、洗涤、干燥，称得质量为10g，求碳酸钠样品的纯度．

Answer 1

分析 制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热．氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集；氧气的检验方法是：将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃，证明是氧气．某同学用碳酸钠粉末和稀盐酸制取二氧化碳，发生装置最好应选择C，因为碳酸钠是粉末，反应的速度快，分液漏斗可以控制反应的速度，二氧化碳可以用浓硫酸干燥，并且长进短出；二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集．碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠和水和二氧化碳，反应后溶液中的溶质是什么呢，如果恰好完全反应溶质只有氯化钠；如果盐酸剩余，那么溶质是氯化钠和氯化氢；如果碳酸钠有剩余，那么溶质是氯化钠和碳酸钠；氯化钠显中性，碳酸钠显碱性，因此可以用紫色石蕊试液来检验，取少量反应后溶液，滴加入紫色石蕊溶液，变成蓝色证明猜想Ⅲ正确；有关化学方程式的计算要准确．

解答 解：（1）如果用高锰酸钾制氧气就需要加热，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，氧气的检验方法是：将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃，证明是氧气；
（2）某同学用碳酸钠粉末和稀盐酸制取二氧化碳，发生装置最好应选择C，因为碳酸钠是粉末，反应的速度快，分液漏斗可以控制反应的速度，二氧化碳可以用浓硫酸干燥，并且长进短出；二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集；
（3）碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠和水和二氧化碳，反应后溶液中的溶质是什么呢，如果恰好完全反应溶质只有氯化钠；如果盐酸剩余，那么溶质是氯化钠和氯化氢；如果碳酸钠有剩余，那么溶质是氯化钠和碳酸钠；氯化钠显中性，碳酸钠显碱性，因此可以用紫色石蕊试液来检验，取少量反应后溶液，滴加入紫色石蕊溶液，变成蓝色证明猜想Ⅲ正确；故答案为：猜想Ⅲ：NaCl和Na₂CO₃；取少量反应后溶液，滴加入紫色石蕊溶液，变成蓝色证明猜想Ⅲ正确；
（4）解：设10g样品中中Na₂CO₃的质量为x
CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl
      106    100
       x      10g
    $\frac{106}{x}$=$\frac{100}{10g}$
    x=10.6g
样品中碳酸钠质量分数为：$\frac{10.6g}{12g}$×100%=88.3%．
故答案为：（1）2KMnO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，伸入带火星的木条，若复燃，证明是氧气；
（2）C装置的分液漏斗能控制反应速率；cda；
（3）NaCl和Na₂CO₃；
（4）88.3%．

点评 本考点主要考查了气体的检验、气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写和有关化学方程式的计算等，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．