Question

(1)在化学课上，甲同学将燃烧的钠迅速伸人到盛有CO₂的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上粘附着白色物质。

[提出问题]黑色颗粒和白色物质是什么?

[进行猜想]甲认为黑色颗粒是碳,白色物质可能是Na₂O或Na₂O和Na₂CO₃或____________________，乙同学还认为白色物质是氢氧化钠。

甲同学立刻认为乙同学的猜想是错误的,其理由是____________________________________。

[查阅资料]氧化钠为白色粉末,溶于水生成氢氧化钠: ;常温下饱和Na₂CO₃溶液的PH值约为12。

[实验探究]甲同学对白色物质进行实验探究。

实验方案	实验操作	实验现象	结论
方案1	取样品少量于试管中，加入适量水，振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液	溶液变成红色	白色物质为Na2O
方案2	①    取样品少量于试管中,加入适量水，振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2 溶液	出现白色沉淀	白色物质是Na2CO3
②    静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液	无明显现象

[反思评价]丙同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是___________________________。

[得出结论]钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为__________________________。

(2)某研究性学习小组设计了用沉淀法测定纯碱( Na₂CO₃)样品(只含NaCl杂质)中Na₂CO₃质量分数的实验方案

[实验原理]利用碳酸根离子与钙离子结合生成沉淀,通过沉淀的质量而得出碳酸钠的质量分数

[实验步骤]

①托盘天平称取样品22.0g放人烧杯中,加水使其完全溶解

②验证Na₂CO₃已完全反应的方法是:静置,向上层清液中滴加____________溶液,如果没有白色沉淀生成,即可证明;

③过滤、操作X、干燥、称量沉淀的质量为20.0g,操作X的名称是___________，如果缺少此操作会造成碳酸钠质量分数___________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

④通过以上提供的数据计算出样品中碳酸钠的质量分数为多少?_____

Answer

Na2CO3 反应物中不含氢元素, 因此不能生成氢氧化钠 Na2CO3溶液显碱性,也能使酚酞试液变成红色 CaCl2 洗涤 偏高 96.4%

【解析】

（1）[进行猜想]
甲认为黑色颗粒是碳，白色物质可能是Na2O或Na2O和Na2CO3或Na2CO3，乙同学还认为白色物质是氢氧化钠；
甲同学立刻认为乙同学的猜想是错误的，其理由是反应物中不含有氢元素，不能生成氢氧化钠。
故填：Na2CO3；反应物中不含有氢元素，不能生成氢氧化钠。
[实验探究]
取样品少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液，溶液变红色，说明溶液显碱性；
取样品少量白色物质于试管中，加入适量水，样品全部溶于水向其中加入过量的CaCl2溶液，产生白色沉淀，是因为碳酸钠和氯化钙反应生成了碳酸钙沉淀，静置一会后，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液，无明显现象，说明溶液中不含有氢氧化钠，即样品中不含有氧化钠。
[反思评价]
丙同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色。
故填：碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色。
[得出结论]
钠在二氧化碳中燃烧生成碳酸钠和碳，反应的化学方程式为：4Na+3CO22Na2CO3+C。
故填：4Na+3CO22Na2CO3+C。

（2）②验证Na2CO3已完全反应的方法是：静置，向上层清液中滴加氯化钙溶液，如果没有白色沉淀生成，即可证明。
故填：氯化钙。
③过滤、操作X、干燥、称量沉淀的质量为20.0g，操作X的名称是洗涤，如果缺少此操作，会导致沉淀质量偏大，从而会造成碳酸钠质量分数偏高。
故填：洗涤；偏高。
④设碳酸钠质量为x，

x=21.2g，
样品中碳酸钠的质量分数为： ×100%96.4%，
答：样品中碳酸钠的质量分数为96.4%。