Question

1．小明同学看到妈妈把买来的排水口洗净剂（主要成分：过碳酸钠、柠檬酸）洒在厨房排水口网状盖的底部，倒上温水后迅速冒出气泡．为了解其反应过程，他与学习小组的同学进行了如下探究．

【活动探究一】教师提供了一瓶过碳酸钠（Na₂CO₄），小组同学进行了如下实验探究：
【提出问题1】无色溶液X中的溶质有哪些物质？
【猜想与假设】根据以上实验现象，无色溶液X中一定存在的溶质是H₂O₂．
根据质量守恒定律，同学们对溶液X中还可能存在其它溶质，作出如下猜想：
①Na₂CO₃；②NaHCO₃；③Na₂CO₃和 NaHCO₃的混合物．
【查阅资料】

	NaHCO3溶液	Na2CO3溶液
加入稀盐酸	现象Ⅰ	产生气泡
加入饱和石灰水	溶液变浑浊	现象Ⅱ
加入CaCl2溶液	无明显现象	溶液变浑浊
加热溶液至沸腾， 将气体通入澄清石灰水	澄清石灰水变浑浊	澄清石灰水无明显变化

【实验探究】为了确定溶液X还可能存在的其它溶质，设计如下方案，请你一起完成．

步骤	现象	结论与方程式
①取少量溶于水，加入过量CaCl2溶液．	产生白色沉淀	该反应方程式： CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl．
②将上述反应后混合液过滤，取滤液 稀盐酸．	有气泡冒出	证明猜想③成立．

【反思】实验步骤①中，氯化钙溶液过量的目的是除尽碳酸钠溶液，避免对碳酸氢钠溶液检验的干扰．
【活动探究二】
提出问题2：如何测量Na₂CO₃和NaHCO₃的固体混合物中各成分的质量？
（1）为测量混合物中各成分的质量，小明设计了图1装置．通过称量B装置的质量变化来确定样品中各成分的质量．该装置气密性良好，稀硫酸与样品、进入装置B的CO₂与NaOH均完全反应，操作无误．但多次发现，测定结果有偏差．造成偏差的原因有：①成的二氧化碳气体没有全部被氢氧化钠浓溶液吸收；②氢氧化钠浓溶液还吸收到了空气中的二氧化碳气体．

（2）在老师的指导下小明重新设计了图2的实验装置进行实验．小明取9.5g固体样品进行实验，实验完毕后测得B装置增重4.4g，则样品中各成分的质量分别为多少？（写出计算过程，计算结果保留一位小数．）
（可能用到的相对分子质量：Na₂CO₃：106，NaHCO₃：84，CO₂：44）

Answer 1

分析 【猜想与假设】因为无色溶液X中加入二氧化锰有氧气生成，因此无色溶液X中含有的一种溶质是过氧化氢；
【实验探究】碳酸钠可以和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳气体，可以据此完成实验现象；碳酸钠也可以和稀盐酸反应生成气体，为了防止碳酸钠干扰实验现象，所以应该加入过量的氯化钙将碳酸钠全部除去，可以据此解答该题；
【活动探究二】（1）空气中的二氧化碳能与氢氧化钠反应，而反应后生成的二氧化碳不能全部被吸收，可以据此分析并完成解答；
（2）根据碳酸钠、碳酸氢钠与硫酸反应的方程式进行计算．

解答 解：【猜想与假设】因为无色溶液X中加入二氧化锰有氧气生成，因此无色溶液X中含有的一种溶质是过氧化氢；
【实验探究】碳酸钠可以和氯化钙溶液反应生成白色的碳酸钙沉淀和氯化钠，反应的化学方程式为：CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl．
碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳气体，碳酸钠也可以和稀盐酸反应生成气体，为了防止碳酸钠干扰实验现象，所以应该加入过量的氯化钙将碳酸钠全部除去．
【活动探究二】（1）为测量该纯碱样品各成分的含量，小亮根据图1装置，操作无误，但多次实验发现，测定结果有偏差．造成偏差的原因有：①空气中的二氧化碳进入装置B被氢氧化钠吸收；②装置A中残留的二氧化碳未被装置B中的氢氧化钠吸收；都会使测量结果不准确；
（2）计算：设碳酸钠的质量为x，则含有的碳酸氢钠的质量为9.5g-x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                      $\frac{44x}{106}$
2NaHCO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑
168                        88
9.5g-x                 $\frac{88（9.5g-x）}{168}$
所以：$\frac{44x}{106}$+$\frac{88（9.5g-x）}{168}$=4.4g
解得：x=5.3g，
碳酸氢钠的质量为：9.5g-5.3g=4.2g．
故答案为：【猜想与假设】H₂O₂．
【实验探究】为了确定溶液X还可能存在的其它溶质，设计如下方案，请你一起完成．

步骤	现象	结论与方程式
①取少量溶于水，加入过量CaCl2溶液．	产生白色沉淀	该反应方程式： CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl．
②将上述反应后混合液过滤，取滤液 滴加稀盐酸 （合理即可）．	有气泡冒出	证明猜想③成立．

【反思】除尽碳酸钠溶液，避免对碳酸氢钠溶液检验的干扰．
【活动探究二】
（1）①生成的二氧化碳气体没有全部被氢氧化钠浓溶液吸收；
②氢氧化钠浓溶液还吸收到了空气中的二氧化碳气体．
（2）Na₂CO₃：5.3g； NaHCO₃：4.2g．

点评 解答这类题目时，首先，赏析问题情景，找到实验探究的反应原理；再根据实验的反应原理，分析推断出该物质的组成成分，然后得出所要探究的物质中该成分的组成．