Question

化学实验室的开放日，老师安排化学兴趣小组的同学开展了有关NaCl和Na₂CO₃这两种常见的盐的实验，实验任务如下：
第一小组的同学：将失去标签的两瓶无色溶液（分别为NaCl和Na₂CO₃）区别开来
第二小组的同学：除去NaCl固体中的少量Na₂CO₃
第三小组的同学：测定Na₂CO₃和少量NaCl的固体混合物中Na₂CO₃质量分数
（1）第一小组的同学为了区别两瓶无色溶液，甲、乙、丙、丁四位同学分别选择下列物质进行实验．其中合理的是______（填写序号）．
甲：稀盐酸      乙：AgNO₃溶液       丙：澄清石灰水     丁：蓝色的石蕊试纸
（2）第二小组为了除去NaCl溶液中的少量Na₂CO₃，设计了如下的实验：
请回答下列问题：
①写出沉淀A的化学式______；②甲同学认为：加入CaCl₂溶液后，分离除去沉淀A的实验操作方法是______；③乙同学发现此方案很容易引入新的杂质，他们提出新的方案：将混合物溶解，若滴加盐酸至不再产生气体为止，则既能除去Na₂CO₃杂质，又能有效地防止新杂质的引入．写出有关反应的方程式______．
（3）第三小组的同学根据下列所给出的药品、实验装置和实验中可测得的数据，设计实验来粗略测定Na₂CO₃和NaCl的固体混合物ag中Na₂CO₃的质量分数．
药品：足量的稀H₂SO₄、CaCl₂溶液、碱石灰（烧碱和氧化钙的混合物）、浓硫酸
实验装置如图2：
在实验中可测得的数据：①充分反应后，生成沉淀的质量为bg； ②反应前装置和药品的质量为c g；③充分反应后装置和药品的质量为d g．
请设计二个实验方案填入下表中（碱石灰和浓硫酸已被选用，下表中不再填写）：

方案	选用的药品	选用的实验装置及组装时接口连接顺序		需测得的实验数据（从上述可测得的数据中选取）	混合物中Na2CO3的质量分数计算式
		选用的实验装置序号	组装时接口编号顺序
一	______	A、B、D、F	（毋须填写）	______	______
二	______	______	______	ag、cg、dg	______

Answer

（1）可根据碳酸钠的化学性质即与酸反应产生二氧化碳气体、与澄清石灰水反应产生沉淀、其水溶液显碱性来鉴别；
（2）①根据碳酸钠与与氯化钙的反应分析沉淀A；②根据过滤的原理分析分离除去沉淀A的实验操作方法；③根据Na2CO3与盐酸的反应，写出反应的化学方程式；
（3）要测定Na2CO3和NaCl的固体混合物ag中Na2CO3的质量分数．根据碳酸钠的性质，结合给出的药品，可通过碳酸钠与氯化钙的反应，测定生成沉淀的质量；或通过碳酸钠与硫酸的反应，测定生成气体的质量，再根据方程式的计算，求出碳酸钠的质量，最后求出固体混合物ag中Na2CO3的质量分数．
【解析】
（1）鉴别失去标签的Na2CO3溶液和NaCl溶液．由选择的物质的性质可知：Na2CO3溶液能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，有明显现象，却不与NaCl溶液反应；Na2CO3溶液能和澄清石灰水反应产生沉淀，有明显现象，硝酸银与氯化钠以及碳酸钠均能反应生成白色沉淀；Na2CO3溶液显碱性，所以无法采用蓝色的石蕊试纸验证溶液的碱性；所以合理的是：甲、丙；
（2）①上述流程图中知，碳酸钠能和过量的石灰水反应生成沉淀物，沉淀的化学式为CaCO3；
②加入CaCl2溶液后，分离除去沉淀A的实验操作是分离液体与固体的混合物，所以该操作是过滤；③因为样品中的Na2CO3溶液与盐酸反应时会生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑；
（3）完成了上述实验后，要测定该NaCl样品中Na2CO3的质量分数，结合实验和方程式的计算进行以下的探究活动．可选择氯化钙溶液和稀硫酸，再选择相应装置，测定生成的沉淀或气体的质量，在实验报告中完成表格如下：

方案 选用的药品 选用的实验装置及组装时接口连接顺序 
  需测得的实验数据（从上述可测得的数据中选取） 混合物中Na2CO3的质量分数计算式 

选用的实验装置序号    组装时接口编号顺序 
一 CaCl2溶液   D、E、F    ag、bg  ×100%
二 稀H2SO4 A、C、E  ①④⑤②③ ag、cg、dg  ×100%

故答案为：（1）甲、丙；（2）①CaCO3；②过滤；③Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑；（3）

方案 选用的药品 选用的实验装置及组装时接口连接顺序 
  需测得的实验数据（从上述可测得的数据中选取） 混合物中Na2CO3的质量分数计算式 

选用的实验装置序号    组装时接口编号顺序 
一 CaCl2溶液   D、E、F    ag、bg  ×100%
二 稀H2SO4 A、C、E   ①④⑤②③ ag、cg、dg  ×100%