Question

某化学兴趣小组同学将二氧化碳通入室温下(20℃)氢氧化钠的饱和溶液中，观察到有白色沉淀生成，过滤得到白色固体。他们对白色固体的成分进行如下探究：

（查阅资料）（1）；

（2）20℃时NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃在水中的溶解度

物质	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度	109g	21.5g	9.6g

（3）通常情况下，CaCl₂溶液与NaHCO₃的稀溶液混合无明显现象

（4）碳酸氢钠受热易分【解析】

（提出问题）白色固体的成分是什么？    

（作出猜想）猜想一：Na₂CO₃     

猜想二：_______      

猜想三：Na₂CO₃和NaHCO₃

（实验探究）

	实验操作	实验现象	实验结论
实验一	取少量白色固体于试管中，加足量水溶解，再加入过量CaCl2溶液	产生白色沉淀	①猜想______不成立
实验二	取实验一中的上层清液滴加适量稀盐酸	②_____	猜想三成立

（拓展延伸）为进一步确定白色固体中Na₂CO₃的质量分数，兴趣小组另取5.00g白色固体完成如下实验。

（1）装置B中盛装的药品是________。

（2）装置D的作用是________。

（3）实验结束后测得装置C增重0.22g，则白色固体中Na₂CO₃的质量分数为______%（结果精确到0.1%）。

（反思与评价）兴趣小组成员小明认为：取5.00g白色固体，充分加热至质量不再改变，隔绝空气冷却后，只需称量剩余固体的质量，也可测定白色固体中Na₂CO₃的质量分数。你认为小明的实验方案是否合理_________（填“合理”或“不合理”）。

Answer

NaHCO3 二 有气泡产生 浓硫酸 防止空气中的水蒸气和CO2进入C装置，减少实验误差（合理答案均可） 83.2 合理

【解析】

作出猜想：

二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠、碳酸氢钠，可能含有其中的一种或者两种都含有，所以猜想二是：NaHCO3；

实验探究：

通常情况下，CaCl2溶液与NaHCO3的稀溶液混合无明显现象，碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀，碳酸氢钠和酸反应生成二氧化碳气体，所以：

实验步骤

实验现象

实验结论

实验一

取少量白色固体于试管中，加足
量水溶解，再加入过量CaCl2溶液

产生白色沉淀

①猜想二不成立

实验二

取实验一中的上层清液滴加适量
稀盐酸

②有气泡产生

猜想三成立

拓展延伸：

（1）碳酸氢钠在加热的条件下生成碳酸钠、水和二氧化碳，C装置吸收二氧化碳之前，需要先除去水蒸气，所以装置B中盛装的药品是浓硫酸；

（2）碱石灰可以吸收空气中的二氧化碳和水，装置D的作用是防止空气中的水蒸气和CO2进入C装置，减少实验误差；

（3）设碳酸氢钠的质量为x，则

解得x=0.84g；

所以白色固体中Na2CO3的质量分数为；

反思与评价：

固体减少的质量就是碳酸氢钠分解生成的二氧化碳和水的质量，可以计算出碳酸氢钠的质量，然后计算出碳酸钠的质量分数，小明的实验方案合理。