兴化地处里下河地区,河港纵横,水系发达.但河水中含有较多的碳酸氢钙[Ca(HCO32],水的硬度较大.(查阅资料:碳酸氢钙易溶于水.当溶有碳酸氢钙的水遇热时,溶解在水里的碳酸氢钙就会发生分解,生成碳酸钙沉积下来,这就形成了水垢Ca(HCO32CaCO3↓+H2O+CO2↑).已知碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢镁等物质均能在加热条件下发生类似的反应.而碳酸钠、碳酸钾则在通常情况下比较稳定,加热不分解.
请你根据上述信息完成下列各题:
(1)根据上述信息可知,水垢的主要成分是
 
.你能用什么方法来除去水垢?(用化学方程式表示)
 

(2)若碳酸镁粉末中混有少量的碳酸氢镁,请写出除去杂质碳酸氢镁的方法(用化学方程式表示)
 

(3)实验室有两包质量均为10.6g的固体,分别是碳酸钠和碳酸氢钠.现分别经如下处理:①充分加热 ②滴加足量的稀盐酸 ③将两步反应生成的气体全部收集后通入足量的澄清石灰水.则生成沉淀的质量
 
(填“相等”、“不相等”或“无法判断”).
(4)在加热条件下密闭容器内发生某一化学反应,现对反应体系内的X、Y、Z、Q四种物质进行测定,测得数据如下:
物质 X Y Z Q
反应前质量(g) 40.0 4.6 37.8 0.0
反应后质量(g) 43.6 待测数据 4.2 8.8
请回答下列问题:
①上表中的”待测数据”的数值是
 

②此密闭容器内反应类型属于
 
(填基本反应类型).
③若X是水,Q是能使澄清石灰水变浑浊的气体,且X、Y、Z、Q四种物质的化学计量数之比为1:1:2:1,则物质Y的相对分子质量为
 

(5)实验室制取二氧化碳时若不慎使用了浓盐酸,生成的气体中除混有水蒸气外还可能混有
 
气体,这是因为浓盐酸具有
 
性.
现要除去杂质气体,可采用如图所示的装置把不纯的气体进行洗气.
①不纯气体应从
 
(填“a”或“b”)端通入.
②若只需要把生成的气体干燥,可在瓶中盛放
 
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③可在瓶中盛放饱和的碳酸氢钠溶液除去另一种杂质气体.写出有关反应的化学方程式
 
某校学生在配制氢氧化钠溶液后忘记塞瓶塞.对于该溶液是否变质,他们提出了如下假设:
假设一:该溶液没有变质
假设二:该溶液部分变质
假设三:该溶液全部变质
他们提出氢氧化钠溶液变质的理由是
 

Ⅰ.定性研究
为了验证以上假设,甲组同学设计了如下两个实验方案:(提示:氯化钡溶液显中性)
实验步骤 实验现象 结论
方案1 取少量氢氧化钠溶液放入试管中,滴入2滴无色酚酞试液 无色酚酞试液变红 假设一成立
方案2 取少量氢氧化钠溶液放入试管中,滴入过理BaCl2溶液,再滴入无色酚酞试液 有白色沉淀产生,酚酞变红 假设
 
成立
有白色沉淀产生,酚酞不变红 假设
 
成立
【交流讨论】
乙组同学认为他们的实验方案不严密,方案一不能证实溶液没有变质.后经研究,方案一改进如下:取少量该溶液于试管中,加入足量的
 
,若无气泡产生,则假设一成立.
最后经过同学们共同努力,得出结论:假设二成立.于是他们继续研究下去.
Ⅱ.定量探究
【提出问题】【该瓶溶液中碳酸钠的质量是多少呢?
【设计实验】同学们讨论后认为只要收集上述实验中的相关数据,通过计算就可以得出样品中碳酸钠的质量.你认为该相关数据是
 

(1)测定二氧化碳的体积,甲组同学设计了图1所示的实验装置(铁架台等固定装置已略去),取待测样品,进行实验.
【实验步骤】
①如图1所示,连接好装置,检查装置气密性良好;
②称一定量的样品置于烧杯中,加入适量水混合,完全溶解后全部倒入图1的烧瓶中,向分液漏斗中加入足量稀盐酸待用;
③将量气管液面调节到“0”刻度,并使量气管内液面与油层相平,打开止水夹和分液漏斗活塞;
④反应结束后,再次调节量气管内液面与油层液面相平,读出气体体积;
⑤查得CO2的密度,计算样品中碳酸钠的质量分数.
【问题讨论】
图1中油层的作用为
 
,油层上方留有空气,会使测量结果
 
(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”).中和反应明显放出热量,滴加稀盐酸后,发生装置里发生的中和反应的化学方程式为
 
,这个反应的发生可能使测定结果
 
(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”).
(2)测定二氧化碳的质量.乙组同学提出了可以用如图2装置测定二氧化碳的质量(铁架台、铁夹等固定用装置已略去,碱石灰是固体氢氧化钠和生石灰的混合物).
取10.0g待测样品,进行实验.实验步骤如下:
a.连接好装置,并检查气密性;
b.打开弹簧夹,缓缓通入一段时间空气;
c.称量装置D的质量为83.4g;
d.关闭弹簧夹,慢慢滴加Y溶液,至不再产生气泡为止;
e.打开弹簧夹,再次缓缓通入一段时间空气;
f.再次称量装置D的质量为84.5g.
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【交流讨论】
①试剂X、Y、Z依次最适宜选用
 
(选填字母)
A.氢氧化钠溶液   浓盐酸    浓硫酸        B.澄清石灰水    稀盐酸     稀硫酸
C.氢氧化钠溶液   稀硫酸    浓硫酸        D.浓硫酸    稀硫酸    氢氧化钠溶液
②步骤e中通入空气的作用是
 

③若没有装置C,则会导致测定结果
 
(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”,下同);若没有装置E,则会导致测定结果
 

【交流讨论】根据实验中测得的有关数据,计算部分变质的氢氧化钠固体中碳酸钠的质量分数.
(3)丙组同学提出还可以用如图3方案测定碳酸钠的质量
①该实验要求加入的A溶液必须过量,检查A溶液已过量的方法是
 

②操作B的名称是
 
,该操作用到的玻璃仪器有
 

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