Question

为探究CO₂和NaOH确实发生了化学反应，某实验小组的同学设计出了下列4种实验装置，请回答下列问题：

（1）选择任意一种实验装置，简述出现的实验现象，解释产生该实验现象的原因：
选择的实验装置是______．实验现象为______．产生该实验现象的原因是______．
（2）在原实验的基础上，请你设计实验证明CO₂和NaOH反应生成的产物中有Na₂CO₃（简述所用试剂和实验现象）：______．
（3）CO₂和NaOH发生反应的化学方程式为______．
（4）用“侯氏联合制碱法”制得的纯碱常含有少量的氯化钠．为测定某纯碱样品中碳酸钠的含量，小明称取该纯碱样品3.3g，充分溶解于水中，再滴加氯化钙溶液，产生沉淀的质量与加入氯化钙溶液的质量关系如右图所示．
求：
①该纯碱样品中碳酸钠的质量分数．（精确到0.1%）
②所加入氯化钙溶液的溶质质量分数．

Answer

（1）根据二氧化碳和氢氧化钠反应后气压会减小，造成出现某特定的现象．
（2）可通过检验二氧化碳与氢氧化钠反应的产物判断；
（3）根据二氧化碳与氢氧化钠反应的生成物和反应条件来书写化学反应方程式；
（4）根据化学反应的方程式进行计算．
【解析】
（1）二氧化碳和氢氧化钠反应后，装置内的气压会减小，会使装置（1）试管内液面上升，烧杯内液面下降，装置（2）软塑料瓶变瘪，装置（3）气球胀大，装置（4）烧杯内的水流入锥形瓶中．

（2）如二氧化碳和氢氧化钠发生了反应，则定生成碳酸钠，只要能证明碳酸钠的存在即可．

（3）二氧化碳+氢氧化钠→碳酸钠+水+； 
故答案是：（1）
                       装置（A） 装置（B） 装置（C） 装置（D）
实验现象 试管内液面上升，烧杯内液面下降 软塑料瓶变瘪 气球胀大 烧杯内的水流入锥形瓶中
产生实验现象的原因 二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，使试管内气压减小，大气压将液体压入试管 二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，使塑料瓶内气压减小，大气压将软塑料瓶压瘪 二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，使气球内气压减小，大气压使气球胀大 二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，使锥形瓶内气压减小，大气压将液体压入锥形瓶

（2）取少量液体

（2）往二氧化碳与氢氧化钠溶液作用后的液体中加入过量的稀盐酸，如果有无色无味的气体产生，说明二氧化碳与氢氧化钠溶液已经发生了化学反应．
（3）2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O（1分）

（4）（6分）【解析】
设该纯碱样品中碳酸钠的质量为x，22.2g氯化钙溶液中溶质的质量为y，则
Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl   （1分）
106     111   100
x       y     3.0g         （1分）
，解之得：x=3.18（g），y=3.33（g） （2分）
所以，该纯碱样品中碳酸钠的质量分数为：=96.4%．（1分）
所加入氯化钙溶液的溶质质量分数为：=15%．（1分）