15.某校化学研究性学习小组的同学对一包因敞口放置已部分变质的氢氧化钠产生了兴趣,想通过实验测定其中碳酸钠的质量分数,请你参与他们的探究过程.
【提出问题】:样品中碳酸钠的质量分数是多少?
【知识准备】:
(1)氢氧化钠不能敞口放置的原因是:氢氧化钠固体不仅吸收空气中的水,还能与空气中的二氧化碳反应而变质;
(2)判断氢氧化钠是否变质的方法之一是向样品中加盐酸,加入盐酸后发生的反应化学方程式是:NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;
(3)判断氢氧化钠是否变质的另一种方法是将样品溶于水,再向样品中加澄清石灰水,看是否变浑浊,反应的化学方程式是:Ca(OH)2+Na2CO3=2NaOH+CaCO3↓.
(4)向氢氧化钠和碳酸钠混合物中加入盐酸时,盐酸先与氢氧化钠反应,再与碳酸钠反应;
【设计方案】:
甲组同学:称取16.40g样品,放入足量的盐酸直到反应停止,共收集到4.40g二氧化碳.(设计思路:根据样品与盐酸反应生成二氧化碳的质量求出碳酸钠的质量,再计算样品中碳酸钠的质量分数.)
乙组同学:称取16.40g样品,加水配成溶液,在溶液中加入过量的澄清石灰水.过滤、洗涤、干燥,共得到白色沉淀10.00g.(设计思路:根据样品与石灰水反应生成沉淀碳酸钙的质量,先求出碳酸钠的质量,再计算样品中碳酸钠的质量分数.)
【解决问题】:
(1)乙组同学判断石灰水是否过量的方法是取上层清液,向其中通入二氧化碳(或加入碳酸钠溶液),如变浑浊(有白色沉淀产生),表示石灰水过量;
(2)根据两组同学的实验结果,请你帮助他们计算出样品中碳酸钠的质量分数:(请任选一位同学的实验结果进行计算)(相对原子质量:H:1  C:12  O:16   Na:23     Cl:35.5Ca:40 )
甲组同学:64.6%乙组同学:64.6%.
7.物质发生化学变化的前后,总质量是否发生改变?是增加、减小还是不变呢?甲、乙、丙三位同学按下面的步骤进行探究:
(1)提出假设:物质发生化学变化前后总质量不变.
(2)设计并进行实验,甲设计的实验装置和选用药品如图A所示,乙设计的实验装置和选用药品如图B所示,他们在反应前后都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察.

写出A、B两个实验发生反应的化学方程式:BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl,Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑.
丙进行了图C所示的实验,在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端,分别绕上粗铜丝,并使玻璃棒保持水平.然后,用酒精灯给a端铜丝加热数分钟.停止加热后冷却,他观察到的现象是铜丝被加热端变黑,铜丝被加热端向下倾斜.
(3)实验结论:
甲认为:在化学反应中,生成物的总质量与反应物的总质量相等;
乙、丙认为:在化学反应中,生成物的总质量与反应物的总质量不相等.
(4)你认为甲的结论正确,请从原子的角度分析,结论正确的理由是:化学反应前后,原子的种类、质量和数目都不会发生改变.
(5)导致其他实验结论错误的原因是B实验反应后生成的气体逸散到空气中去了,C实验a端铜丝增加了氧元素的质量
实验没有在密闭的容器中进行.因此,如果有气体参加或生成的反应,则一定要设计反应在密闭装置中进行.
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