Question

学习了《石灰石的利用》，小强同学发现碳酸盐的应用很广泛．
现在市场上出售的一种“污渍爆炸盐”（图1），宣称“含天然活性氧，能在瞬间去除洗衣粉难以除去的多种顽固污渍”．小强同学对这种“污渍爆炸盐”的化学成分非常感兴趣，对其化学成分进行探究．

主要探究过程如下：
（1）提出问题：“污渍爆炸盐”的主要化学成分是什么？
（2）查阅相关资料：资料主要信息如下：
过碳酸钠俗称固体双氧水，白色结晶颗粒．过碳酸钠溶于水时，分解生成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰作用下生成水和氧气．目前已成为世界上广泛应用的主要洗涤助剂之一．
（3）猜想：“污渍爆炸盐”的主要化学成分可能是过碳酸钠．
（4）设计与实验：小强同学设计的主要实验装置如图2所示．请你运用初中所学知识，帮助小强同学完成下列实验报告．

序号	主要操作步骤	主要实验现象	操作目的
①	在集气瓶中加入少量MnO2（黑色固体）；在分液漏斗a中加入新配制的“污渍爆炸盐”的饱和水溶液；在分液漏斗b中加入   ．
②	打开分液漏斗a的活塞，放出适量溶液后，关闭活塞．	生成大量无色气体．
	然后   ．	．	验证生成气体的成分．
	第②步操作得到的结论：   ．
③	待②步反应停止后，打开分液漏斗b的活塞，放出适量溶液后，关闭活塞．	生成大量无色气体．
	将生成的气体通入   ．	．	验证生成气体的成分．
	第③步操作得到的结论：   ．

（5）实验的初步结论：小强认为：“污渍爆炸盐”溶于水生成碳酸钠和过氧化氢，“污渍爆炸盐”的主要化学成分是过碳酸钠．
（6）在桂林旅游时，小强同学面对奇石丽水的仙境，流连忘返，采集了一些石灰石，对样品中的碳酸钙含量进行检测．采用以下办法：取用8克这种石灰石样品，把40克稀盐酸分四次加入，测量过程所得数据见下表：（杂质不溶于水，不与酸反应）

序号	加入稀盐酸的质量/克	剩余固体的质量/克
第一次	l0	5.5
第二次	l0	m
第三次	10	1.2
第四次	10	l.2

①上表中的m值应为

 

；
②样品中碳酸钙的质量分数是

 

．
③所用盐酸中HCl的质量分数是多少？

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,证明碳酸盐,实验室制取氧气的反应原理,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：（4）①过碳酸钠溶于水时，分解生成碳酸钠和过氧化氢，碳酸钠能和盐酸反应生成二氧化碳气体，所以分液漏斗b中要加入稀盐酸来证明溶液中含有碳酸钠；
②过氧化氢遇二氧化锰能分解生成氧气，所以可以用带火星的木条来检验打开分液漏斗a后产生的气体是不是氧气，来判断分液漏斗A中是否含有过氧化氢溶液；
③在验证了过氧化氢的存在之后，为了更充分的说明含有碳酸钠，所以要滴加稀盐酸来观察现象然后得出是否含有碳酸钠；最后得出结论；
（6）①根据第一次10g盐酸消耗碳酸钙的质量为2.5g，再加10g盐酸，还能消耗2.5g进行计算；②到了第三次假设这一次10g盐酸还能完全反应，最后剩余固体0.5g，结果剩余1.2g，说明盐酸没完全反应，剩余的都是杂质，再进一步进行计算；③根据2.5g碳酸钙算出消耗氯化氢的质量，再除以10g乘以百分之百，就是盐酸的溶质质量分数．

解答：解：（4）①根据题给条件可知，过碳酸钠溶于水时，分解生成碳酸钠和过氧化氢，碳酸钠能和盐酸反应生成二氧化碳气体，由于在广口瓶中已经加入了黑色固体，该黑色固体很明显就是二氧化锰，所以分液漏斗b中要加入稀盐酸来证明溶液中含有碳酸钠；
②打开分液漏斗a后，产生了大量的气体，猜想可能是氧气，所以可以用带火星的木条来进行检验，结果带火星的木条复燃，说明该气体是氧气，进一步说明了分液漏斗a中含有过氧化氢溶液；
③等反应完全后打开分液漏斗b，此时将产生的气体通入澄清石灰水中，如果澄清石灰水变浑浊，则说明生成了碳酸钠，进而说明在分液漏斗a的溶液中含有碳酸钠；
结合实验②③可以判断出该污渍爆炸盐的主要成分为过氧化钠．
（6）：①根据第一次10g盐酸消耗碳酸钙的质量为2.5g，第三次剩余固体成为了1.2g，说明第一次反应后还有碳酸钙，也就是说10g盐酸已经全部反应，只能消耗2.5g碳酸钙，再加10g盐酸，还能消耗2.5g，所以剩余固体：5.5g-2.5g=3g，所以M为3；
②到了第三次假设这一次10g盐酸还能完全反应，最后剩余固体3g-2.5g=0.5g，结果剩余1.2g，说明盐酸没完全反应，剩余的都是杂质，即1.2g是杂质，碳酸钙质量为8g-1.2g=6.8g，样品中碳酸钙的质量分数是

6.8g

8g

×100%=85%；
③根据表中数据可知10g盐酸全部反应，只能消耗2.5g碳酸钙，设与2.5g碳酸钙反应需要氯化氢的质量为X则：
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73
2.5g   X
根据：

100

2.5g

=

73

x

 解得X=1.825g，所用稀盐酸的溶质质量分数是

1.825g

10g

×100%=18.25%．
故答案为：（4）

序号	主要操作步骤	主要实验现象	操作目的
①	在集气瓶中加入少量MnO2（黑色固体）；在分液漏斗a中加入新配制的“污渍爆炸盐”的饱和水溶液；在分液漏斗b中加入 稀盐酸．
①	打开分液漏斗a的活塞，放出适量溶液后，关闭活塞．	生成大量无色气体．
	然后 用带火星的木条接近导管口．	带火星的木条复燃．	验证生成气体的成分．
	第②步操作得到的结论：“污渍爆炸盐”溶于水生成过氧化氢．
③	待②步反应停止后，打开分液漏斗b的活塞，放出适量溶液后，关闭活塞．	生成大量无色气体．
	将生成的气体通入 澄清石灰水．	澄清石灰水变浑浊．	验证生成气体的成分．
	第③步操作得到的结论：“污渍爆炸盐”溶于水生成碳酸钠（或碳酸盐）．

（6）①3；  ②85%；  ③18.25%．

点评：记住氧气和二氧化碳的检验方法，掌握过氧化氢和碳酸钠的性质，能够根据物质的性质来选择合适的方法来对物质加以验证，其中检验碳酸盐常用的方法是用稀盐酸和澄清石灰水，解答本题还是要知道固体质量的减少量就是参加反应的碳酸钙的质量，根据第一次、第三次数据分析出10g盐酸全部反应，只能消耗2.5g碳酸钙，再进一步进行分析．