Question

14．某化学兴趣小组的同学对能制氧气的呼吸面具进行研究．
【查阅资料】
（1）呼吸面具中制取氧气的主要原料是固体过氧化钠（Na₂O₂）．过氧化钠分别能和二氧化碳、水反应，都生成氧气，反应的化学方程式为：
①2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑ 　　 
②2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
（2）氯化钙溶液呈中性；碳酸钠溶液呈碱性；
氯化钙溶液与碳酸钠溶液混合后发生如下反应：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl．
同学们对用过一段时间后的面具中的固体成分产生兴趣．
【猜想与假设】
固体可能为：①Na₂CO₃；②NaOH和Na₂CO₃；③Na₂O₂和Na₂CO₃；④Na₂O₂和NaOH．
为了确定用过一段时间后呼吸面具中的成分，该小组的同学在老师的指导下进行了以下的探究．
【进行实验】
实验Ⅰ：取少量固体放入试管中，加足量水，看到产生气泡，证明固体中有Na₂O₂．
实验Ⅱ：取少量固体放入试管中，滴加足量的稀盐酸，看到产生气泡，则证明固体中含有Na₂CO₃．
实验Ⅲ：取少量固体放入试管中，加足量水，再滴加足量的氯化钙溶液后，过滤．向滤液中加入酚酞试液，若溶液变成红色，则证明固体中含有NaOH．
【反思与评价】
通过上述实验，有些同学认为其中有些不妥的结论．
（1）有些同学认为通过实验Ⅱ并不能确定固体中含有Na₂CO₃．如何改进此实验？取少量固体放入试管中，滴加澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，说明固体中含有碳酸钠．
加热
（2）还有些同学认为通过实验Ⅲ也不能证明固体中一定含有NaOH．其原因是：过氧化钠和水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠溶液能使酚酞试液变红色．
（3）某实验小组为研究碳酸钠和碳酸氢钠混合物的组成做了以下实验：充分加热10.0g样品至恒重，剩余固体质量为6.9g．（2NaHCO₃═Na₂CO₃+CO₂+H₂O）
查阅资料已知：碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；碳酸钠受热不易分解．
计算：（1）生成二氧化碳的质量2.2g．
（2）原混合物中碳酸钠的质量分数．

Answer 1

分析 【猜想与假设】
固体可能为：①Na₂CO₃；②NaOH和Na₂CO₃；③Na₂O₂和Na₂CO₃；④Na₂O₂和NaOH．
【进行实验】
根据实验现象可以判断实验结论，根据实验结论可以判断实验现象；
显碱性溶液能使酚酞试液变红色；
【反思与评价】
碳酸钠能和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氢氧化钠；
根据反应的化学方程式和提供的数据可以进行相关方面的计算．

解答 解：【猜想与假设】
固体可能为：①Na₂CO₃；②NaOH和Na₂CO₃；③Na₂O₂和Na₂CO₃；④Na₂O₂和NaOH．
故填：Na₂O₂和NaOH．
【进行实验】
实验Ⅰ：取少量固体放入试管中，加足量水，看到产生气泡，证明固体中有Na₂O₂．
故填：产生气泡．
实验Ⅱ：取少量固体放入试管中，滴加足量的稀盐酸，看到产生气泡，则证明固体中含有Na₂CO₃．
故填：产生气泡．
实验Ⅲ：取少量固体放入试管中，加足量水，再滴加足量的氯化钙溶液后，过滤．向滤液中加入酚酞试液，若溶液变成红色，则证明固体中含有NaOH．
故填：红色．
【反思与评价】
（1）有些同学认为通过实验Ⅱ并不能确定固体中含有Na₂CO₃，改进此实验为：取少量固体放入试管中，滴加澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，说明固体中含有碳酸钠．
故填：取少量固体放入试管中，滴加澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，说明固体中含有碳酸钠．
（2）通过实验Ⅲ也不能证明固体中一定含有NaOH，其原因是：过氧化钠和水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠溶液能使酚酞试液变红色．
故填：过氧化钠和水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠溶液能使酚酞试液变红色．
（3）设碳酸氢钠质量为x，
反应生成水和二氧化碳质量为：10.0g-6.9g=3.1g，
生成二氧化碳质量为：3.1g×$\frac{44}{62}$=2.2g，
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
168                     62
x                      3.1g
$\frac{168}{x}$=$\frac{62}{3.1g}$，
x=8.4g，
原混合物中碳酸钠的质量分数为：$\frac{10.0g-8.4g}{10.0g}$×100%=16%，
答：原混合物中碳酸钠的质量分数为16%．
故填：2.2g．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．