Question

化学是一门以实验为基础的科学，通过实验可以学习科学探究的方法．现有一份由碳酸钠和氯化钠组成的固体样品，质量为m₁g．小明设计了图中的装置，请你参与探究．

【实验目的】探究碳酸钠的化学性质并测定样品中碳酸钠的质量分数．
【查阅资料】碳酸钠能与稀硫酸发生反应，生成硫酸钠、二氧化碳和水．
【实验步骤】
①关闭止水夹K₂，打开止水夹K₁．向装有样品的A装置内加入适量的稀硫酸，充分反应后，B装置的质量增重m₂g，C装置中的澄清石灰水不变浑浊．
②关闭止水夹K₁，打开止水夹K₂，使B装置与空气连通．向D装置内加入适量的过氧化氢溶液充分反应（确保溶液浸没长颈漏斗下端管口）．请回答：
（1）实验前需检查装置的______．
（2）判断样品中含有碳酸钠的实验现象为______．
（3）样品中碳酸钠的质量分数的表达式为______．
（4）在整个反应过程中，B装置内发生反应的化学方程式为______．
【实验拓展】反应结束后，B装置溶液中溶质的组成有多种情况，其中的一种是只含有氢氧化钠，还有的情况是：______．你怎样验证溶质只含有氢氧化钠的这种情况：______．

Answer

（1）根据制取气体的步骤分析；
（2）根据碳酸钠和稀硫酸反应的现象分析；
（3）根据方程式计算出碳酸钠的质量进行解答；
（4）根据题意和质量守恒定律进行解答；
【实验拓展】根据生成物分和溶液中存在的离子进行分析判断；
【解析】
（1）用装置制取气体的第一步就是检查装置的气密性，故答案为：气密性     
（2）如样品中含有碳酸钠就和稀硫酸反应生成二氧化碳气体，现象就是在A装置内冒出气泡，故答案为：A装置内有气泡冒出
（3）由题意知，B装置的质量增重m2g就是碳酸钠和稀硫酸反应产生的二氧化碳的质量，由此设碳酸钠的质量为X．
   Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
     106                    44
      X                     m2g 

X=
所以样品中碳酸钠的质量分数为：×100%
 故答案为：×100%
（4）由题意知，B装置内发生反应有A装置反应产生的二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，还有D装置中产生的氧气把C装置中的石灰水压入B装置中与生成的碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙，故答案为：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、Na2CO3+Ca（OH）2=2NaOH+CaCO3↓
【实验拓展】B装置内如生成的碳酸钠和氢氧化钠恰好完全反应，溶液中溶质的组成就只含有氢氧化钠，如碳酸钠剩余就含有NaOH和Na2CO3，如石灰水剩余就含有 NaOH和Ca（OH）2；验证溶质只含有氢氧化钠就验证溶液中没有碳酸根离子和钙离子，具体方法是：过滤后取滤液于两支试管中，向一支试管滴加足量的稀盐酸，向另一只试管滴加足量的碳酸钠溶液，若均无明显现象，则溶质只有氢氧化钠． 故答案为：NaOH和Na2CO3 NaOH和Ca（OH）2；过滤后取滤液于两支试管中，向一支试管滴加足量的稀盐酸，向另一只试管滴加足量的碳酸钠溶液，若均无明显现象，则溶质只有氢氧化钠．