Question

小苏打和食盐是厨房中常见物质。现有一包白色固体，可能由碳酸氢钠、氯化钠中的一种或两种物质组成。某科学小组同学展开了系列研究。

（一）定性分析

（实验目的）确定白色固体的组成

（实验方案）：如图1所示

（实验结论）小明同学经过上述实验得出结论：该白色固体由碳酸氢钠、氯化钠两种物质组成。

（1）步骤①发生反应的化学方程式是_____；

（2）步骤②中的澄清石灰水也可以用其它碱溶液代替，如_____；

（3）科学小组认真研究讨论后认为，此方案不能得出小明同学的结论。一致认为将上述方案中使用的一种试剂进行调换，如仍出现上述现象，则小明同学的结论正确。调换措施是_____。

（二）定量分析

（实验目的）测定该白色固体中碳酸氢钠的质量分数

（实验方案）该小组利用图2所示的实验装置（固定装置已略去，装置气密性良好）进行实验，每一步反应均完全进行。

（1）首先称取a克该样品放入装置甲中，然后进行有关实验操作，正确的顺序是_____（填序号，可重复选择）

a．称量装置丙的质量

b．打开弹簧夹，通入足量的氮气，关闭弹簧夹

c．打开分液漏斗的活塞，注入足量的稀硫酸，关闭活塞

（2）如果没有装置乙，会造成测定结果_____（填“偏大”“偏小”或“不变”）；

（3）装置丁的作用是_____。

（三）拓展交流

经査阅材料：将二氧化碳气体持续通入一定量的氢氧化钠溶液中会先后发生以下两个化学反应：

①2NaOH+CO₂＝Na₂CO₃+H₂O    ②Na₂CO₃+CO₂+H₂O＝2NaHCO₃

小明同学将5g二氧化碳气体通入100g 5%的氢氧化钠溶液中，充分反应后，所得溶液的溶质是_____（填化学式）。

Answer

NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑ 氢氧化钡溶液 把稀盐酸改为稀硝酸 b、a、c、b、a 偏大 防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入丙装置 Na2CO3、NaHCO3

【解析】

碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，和稀硝酸反应生成硝酸钠、水和二氧化碳；氯离子能和银离子结合生成白色沉淀氯化银；氢氧化钠能够吸收水蒸气和二氧化碳；二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。

（一）定性分析

[实验结论]

（1）步骤①中，碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，发生反应的化学方程式是：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。故填：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑

（2）步骤②中的澄清石灰水也可以用其它碱溶液代替，如氢氧化钡溶液，这是因为氢氧化钡能和二氧化碳反应生成白色沉淀碳酸钡和水。故填：氢氧化钡溶液

（3）调换措施是把稀盐酸改为稀硝酸，这样能够防止过量盐酸或反应生成的氯化钠对实验产生影响。故填：把稀盐酸改为稀硝酸

（二）定量分析

[实验方案]

（1）首先称取a克该样品放入装置甲中，然后进行有关实验操作，正确的顺序：b、a、c、b、a。故填：b、a、c、b、a

（2）如果没有装置乙，导致水蒸气被丙装置吸收，从而会造成测定结果偏大。故填：偏大

（3）装置丁的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入丙装置。故填：防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入丙装置

（三）拓展交流

反应的化学方程式及其质量关系为：

由以上质量关系可知，5g氢氧化钠恰好和2.75g二氧化碳反应生成6.625g碳酸钠，6.625g碳酸钠和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠时，消耗二氧化碳质量是2.75g，而和氢氧化钠反应后剩余二氧化碳质量是2.25g，因此二氧化碳不足，所得溶液的溶质是Na2CO3、NaHCO3。故填：Na2CO3、NaHCO3