题目内容
化学是一门以实验为基础的科学，通过实验可以学习科学探究的方法．现有一份由碳酸钠和氯化钠组成的固体样品，质量为m1g．小明设计了图中的装置，请你参与探究．
【实验目的】探究碳酸钠的化学性质并测定样品中碳酸钠的质量分数．
【查阅资料】碳酸钠能与稀硫酸发生反应，生成硫酸钠、二氧化碳和水．
【实验步骤】
①关闭止水夹K2，打开止水夹K1．向装有样品的A装置内加入适量的稀硫酸，充分反应后，B装置的质量增重m2g，C装置中的澄清石灰水不变浑浊．
②关闭止水夹K1，打开止水夹K2，使B装置与空气连通．向D装置内加入适量的过氧化氢溶液充分反应（确保溶液浸没长颈漏斗下端管口）．请回答：
（1）实验前需检查装置的______．
（2）判断样品中含有碳酸钠的实验现象为______．
（3）样品中碳酸钠的质量分数的表达式为______．
（4）在整个反应过程中，B装置内发生反应的化学方程式为______．
【实验拓展】反应结束后，B装置溶液中溶质的组成有多种情况，其中的一种是只含有氢氧化钠，还有的情况是：______．你怎样验证溶质只含有氢氧化钠的这种情况：______．
【答案】分析：（1）根据制取气体的步骤分析；
（2）根据碳酸钠和稀硫酸反应的现象分析；
（3）根据方程式计算出碳酸钠的质量进行解答；
（4）根据题意和质量守恒定律进行解答；
【实验拓展】根据生成物分和溶液中存在的离子进行分析判断；
解答：解：（1）用装置制取气体的第一步就是检查装置的气密性，故答案为：气密性
（2）如样品中含有碳酸钠就和稀硫酸反应生成二氧化碳气体，现象就是在A装置内冒出气泡，故答案为：A装置内有气泡冒出
（3）由题意知，B装置的质量增重m2g就是碳酸钠和稀硫酸反应产生的二氧化碳的质量，由此设碳酸钠的质量为X．
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
106 44
X m2g
X=
所以样品中碳酸钠的质量分数为：
×100%
故答案为：
×100%
（4）由题意知，B装置内发生反应有A装置反应产生的二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，还有D装置中产生的氧气把C装置中的石灰水压入B装置中与生成的碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙，故答案为：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、Na2CO3+Ca（OH）2=2NaOH+CaCO3↓
【实验拓展】B装置内如生成的碳酸钠和氢氧化钠恰好完全反应，溶液中溶质的组成就只含有氢氧化钠，如碳酸钠剩余就含有NaOH和Na2CO3，如石灰水剩余就含有 NaOH和Ca（OH）2；验证溶质只含有氢氧化钠就验证溶液中没有碳酸根离子和钙离子，具体方法是：过滤后取滤液于两支试管中，向一支试管滴加足量的稀盐酸，向另一只试管滴加足量的碳酸钠溶液，若均无明显现象，则溶质只有氢氧化钠． 故答案为：NaOH和Na2CO3 NaOH和Ca（OH）2；过滤后取滤液于两支试管中，向一支试管滴加足量的稀盐酸，向另一只试管滴加足量的碳酸钠溶液，若均无明显现象，则溶质只有氢氧化钠．
点评：本题主要考查学生运用所学化学知识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．
（2）根据碳酸钠和稀硫酸反应的现象分析；
（3）根据方程式计算出碳酸钠的质量进行解答；
（4）根据题意和质量守恒定律进行解答；
【实验拓展】根据生成物分和溶液中存在的离子进行分析判断；
解答：解：（1）用装置制取气体的第一步就是检查装置的气密性，故答案为：气密性
（2）如样品中含有碳酸钠就和稀硫酸反应生成二氧化碳气体，现象就是在A装置内冒出气泡，故答案为：A装置内有气泡冒出
（3）由题意知，B装置的质量增重m2g就是碳酸钠和稀硫酸反应产生的二氧化碳的质量，由此设碳酸钠的质量为X．
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
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X m2g
X=
所以样品中碳酸钠的质量分数为：
×100%故答案为：
×100%（4）由题意知，B装置内发生反应有A装置反应产生的二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，还有D装置中产生的氧气把C装置中的石灰水压入B装置中与生成的碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙，故答案为：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、Na2CO3+Ca（OH）2=2NaOH+CaCO3↓
【实验拓展】B装置内如生成的碳酸钠和氢氧化钠恰好完全反应，溶液中溶质的组成就只含有氢氧化钠，如碳酸钠剩余就含有NaOH和Na2CO3，如石灰水剩余就含有 NaOH和Ca（OH）2；验证溶质只含有氢氧化钠就验证溶液中没有碳酸根离子和钙离子，具体方法是：过滤后取滤液于两支试管中，向一支试管滴加足量的稀盐酸，向另一只试管滴加足量的碳酸钠溶液，若均无明显现象，则溶质只有氢氧化钠． 故答案为：NaOH和Na2CO3 NaOH和Ca（OH）2；过滤后取滤液于两支试管中，向一支试管滴加足量的稀盐酸，向另一只试管滴加足量的碳酸钠溶液，若均无明显现象，则溶质只有氢氧化钠．
点评：本题主要考查学生运用所学化学知识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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