Question

（2012?镇江一模）工业上的常说“三酸两碱”是重要的化工原料．实验室桌面上的五个试剂瓶内（如图）分别装有属于工业上“三酸两碱”中的“三种浓酸”和“两碱固体”．

（1）小袁同学没有利用任何试剂就鉴定出了C、D、E三瓶中的三种浓酸．他的做法是：①直接观察试剂瓶颜色，棕色试剂瓶E内的是

浓硝酸

（填名称）；②分别打开C、D瓶的瓶塞，观察到

C瓶口产生白雾

，说明C瓶内的是浓盐酸，则D瓶内的是浓硫酸．
（2）小白同学在查阅A、B瓶内的“两碱”的制备方法时，根据收集的信息，绘制了如下一个框图．
注：整个框图中每个化学反应涉及的物质已全部给出．
根据框图，依据化学反应前后元素种类守恒的相关知识，回答下列问题．
写出下列物质化学式：A瓶内的物质：

NaOH

．
小袁同学认为工业生产中原料不能完全转化为产品，所以A瓶内的物质中一定含有杂质．请你帮助他设计出检验该杂质的实验方案（写出操作、现象和结论）：

取适量溶液滴加硝酸银，若产生白色沉淀，再滴加稀硝酸，沉淀不溶解，则含有氯化钠

（3）小军对A瓶放置一段时间后白色粉末的成分进行探究．成分的确定作出以下的猜想：①可能是NaOH；②可能是Na₂CO₃；③可能是NaOH与Na₂CO₃的混合物．做出②③猜想的依据是

CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O

（用化学方程式表示）为了验证①②③猜想，他分别做了下面的实验．A．取少量白色粉末于试管中，再滴加稀HCl，有气泡产生，由此可推出白色粉末中一定含有，肯定猜想

①

（填序号）是错误的．B．小军又取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加酚酞试液，溶液变为红色．于是认为猜想3成立，请提出你的看法，并说出理由：

错误，因为碳酸钠溶液也显碱性

．C．为探究猜想③是正确的，小红设计了如下实验方案：
沉淀B的化学式为

CaCO₃

．你若认为小红的这个方案有问题，稍加改进，就可以证明粉末中还含有NaOH，则改进的方法是

将石灰水换成氯化钙溶液

．
（4）过氧化钠（Na₂O₂）是一种白色固体，这种物质在与水或二氧化碳作用时可得到上述的“两碱”，在一次科技活动中，某化学兴趣小组的同学将包有Na₂O₂固体的棉花放入了如图1的实验装置中，发现了高低不同的两根蜡烛，下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭；同时也惊奇地发现棉花燃烧了起来．
a．棉花为什么会燃烧呢？小组同学认为棉花要燃烧，除了满足“棉花是可燃物”这一条件，还另需满足
a：

与氧气充分接触

、b

温度达到棉花的着火点

条件．
【提出问题】在上述实验中如何给棉花提供a和b这两个燃烧条件呢？
【查阅资料】1、在常温下Na₂O₂能和CO₂发生化学反应．
            2、在常温下Na₂O₂能和水发生反应：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
            3、浓硫酸具有强吸水性．无水硫酸铜为白色固体，吸水后变为蓝色．
【设计实验】经过讨论后，小组同学设计了如下图2的实验进行探究．
【实验步骤】①检查整套装置的气密性；②把相关的试剂放入对应的仪器内（D装置的U型管内放有一定量的Na₂O₂固体，烧杯内盛有饱和的澄清石灰水），并按图2组装整套实验仪器；③用力推动针管的活塞，把稀盐酸注入试管内；④一段时候后，在P处放置一根带火星的小木条，观察现象．
注：整个实验中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响．
【实验现象】①无水硫酸铜没有变蓝色；②带火星的小木条复燃；③饱和澄清石灰水变浑浊．
【实验分析】①C装置无水硫酸铜的作用是

检验水蒸气是否被浓硫酸吸干净

            ②D装置的烧杯内饱和的澄清石灰水的作用是

证明二氧化碳与过氧化钠反应放出热量

（5）现要对放置一段时间的B瓶中的固体物质进行成分的定量测定：电子天平共同作了以下测定

实验数据记录如下：

称   量   项   目	称   量  时 间	质量（g）
试样		10.00
装置+稀硫酸质量		241.30
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后15秒	249.20
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后35秒	248.20
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后55秒	248.00

试通过分析表中数据计算出图2B瓶中纯碳酸钠的质量分数．（写出计算过程）
实验反思：
有同学提出按上述实验所测得试样中Na₂CO₃质量分数会偏小，该同学的理由是（实验操作均正确）：

因为二氧化碳的密度比空气大，会有二氧化碳残留在装置内，使质量差变小，使测得试样中Na₂CO₃质量分数会偏小

．

Answer 1

分析：（1）根据酸的性质可知，浓硝酸见光易分解，则应保存在棕色试剂瓶，利用浓盐酸易挥发，而浓硫酸不挥发来区分．
（2）根据框图中的反应和利用元素守恒的方法来确定物质及相关的问题：氯化钠与水通电生成氢氧化钠与氢气、氯气；检验氯离子的方法是加入硝酸银，观察是否有白色沉淀；
（3）由于久置的氢氧化钠可能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，根据碳酸钠能够和盐酸反应产生气泡，碳酸钠溶液显碱性，也能够使酚酞试液变成红色及要排除碳酸钠碱性对氢氧化钠的干扰进行分析；
（4）根据燃烧的条件分析；根据实验的目的证明二氧化碳与过氧化钠反应能够满足棉花燃烧的条件进行分析；
（5）根据表格的质量差计算二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算碳酸钠及碳酸钠的质量分数；根据二氧化碳的密度分析误差．

解答：解：（1）因浓硝酸易见光分解，应该保存在棕色瓶内；浓盐酸易挥发，看到C瓶的瓶口冒白雾，D瓶的瓶口无现象，说明C瓶内的是浓盐酸，D瓶内的是浓硫酸．
故答案为：浓硝酸；C瓶口产生白雾；
（2）根据框图中的反应和利用元素守恒的方法：氯化钠与水通电生成氢氧化钠与氢气、氯气；则A为NaOH的溶液，将溶液蒸发可得到固体物质NaOH，则A中的物质为氢氧化钠NaOH；小袁同学认为工业生产中原料不能完全转化为产品，所以A瓶内的物质中一定含有杂质氯化钠，检验的方法是：取适量溶液滴加硝酸银，若产生白色沉淀，再滴加稀硝酸，沉淀不溶解，则含有氯化钠；
故答案为：NaOH；取适量溶液滴加硝酸银，若产生白色沉淀，再滴加稀硝酸，沉淀不溶解，则含有氯化钠；
（3）氢氧化钠易于与空气中的二氧化碳反应产生碳酸钠和水，反应的方程式为：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；因为碳酸钠能够和盐酸反应产生二氧化碳，而氢氧化钠与盐酸反应不能产生气泡，因此可以排除假设①；因为碳酸钠溶液也显碱性，也能够使酚酞试液变成红色，因此次观点是错误的；碳酸钠和氢氧化钙反应产生碳酸钙沉淀，因此沉淀是碳酸钙；由于碳酸钠和氢氧化钙反应产生碳酸钙沉淀的同时，又产生氢氧化钠，因此无法证明氢氧化钠的存在，若把石灰水换成氯化钙溶液，就能够证明氢氧化钠的存在；
故答案为：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；①；错误，因为碳酸钠溶液也显碱性；CaCO₃；将石灰水换成氯化钙溶液；
（4）可燃物燃烧需要与氧气充分接触，温度达到可燃物的着火点；C装置可以检验水蒸气是否被除尽，保证与过氧化钠反应的是二氧化碳而不是水蒸气；通过饱和的石灰水温度升高，溶解度减小，从而有固体析出，证明反应放出热量；
故答案为：与氧气充分接触；温度达到棉花的着火点；检验水蒸气是否被浓硫酸吸干净；证明二氧化碳与过氧化钠反应放出热量；
（5）分析框图可知反应前后的质量差为产生二氧化碳的质量，因此二氧化碳的质量为10g+241.3g-248g=3.3g
设参加反应的碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                    44
x                      3.3g

106

x

=

44

3.3g

  x=7.95g
碳酸钠的质量分数为：

7.95g

10g

×100%=79.5%
答：B瓶中纯碳酸钠的质量分数为79.5%
因为二氧化碳的密度比空气大，会有二氧化碳残留在装置内，使质量差变小，使测得试样中Na₂CO₃质量分数会偏小．
故答案为：因为二氧化碳的密度比空气大，会有二氧化碳残留在装置内，使质量差变小，使测得试样中Na₂CO₃质量分数会偏小．

点评：本题考查知识点多，熟练掌握常见的三酸和两碱的性质及燃烧的条件是解题的关键．