Question

6．請結合如圖1的實驗常用裝置，回答有關問題．

（一）（1）若用B、F組成制取某氣體的裝置，寫出制取此氣體的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，若要獲得干燥的二氧化碳，除發生裝置外，還應選用D裝置，并在該裝置中盛放濃硫酸試劑（填寫試劑名稱）．如果用E裝置收集該氣體則氣體從①端進入（填“①”或“②”）．
（2）乙炔（C₂H₂）是無色、無味、易燃的氣體，乙炔的密度比空氣略小，難溶于水．乙炔（C₂H₂）氣體和氧氣反應能產生高溫火焰，工人師傅常用氧炔焰切割或焊接金屬．乙炔由碳化鈣（塊狀固體）與水反應生成，同時生成一種白色固體．已知碳化鈣與水反應非常劇烈．實驗室欲制取并收集純凈的乙炔，要求做到節約、安全、隨時發生、隨時停止，你選擇的裝置是CF．
（二）實驗室里有一瓶常用的無色溶液，因保管不當，其殘缺的標簽中只剩下“Na”和“10%”字樣（如圖2所示）．
小強和小華同學很感興趣，決定對其成分進行探究．
【提出問題】這瓶試劑可能是什么溶液呢？
【交流討論】根據受損標簽的情況判斷，這瓶試劑不可能是A
A．酸      B．堿      C．鹽
【查閱資料】
Ⅰ．初中常見含鈉的化合物有：NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃．
Ⅱ．Na₂CO₃和NaHCO₃的水溶液都呈堿性．
Ⅲ．室溫（20℃）時，測定四種物質的溶解度數據如下：

物質	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度g	36	109	215	9.6

小華根據試劑瓶標注的質量分數為10%和上表中的溶解度數據判斷，這瓶試劑不可能是NaHCO₃
【作出猜想】①可能是NaCl；②可能是Na₂CO₃；③可能是NaOH
【實驗探究】
（1）小強用潔凈的玻璃棒蘸取試液于pH試紙上，測得pH＞7，則這瓶試劑不可能是NaCl溶液
NaCl溶液
（2）小強為了檢驗該溶液是NaOH溶液還是Na₂CO₃溶液，他又進行了如下實驗．Ca（OH）₂

實驗步驟	實驗現象	結論及化學方程式
①取少量溶液于試管中， ② ③ ④滴加稀鹽酸稀鹽酸	產生大量氣泡	反應的化學方程式：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
②把產生的氣體通入澄清的石灰水中．	澄清的石灰水變渾濁	猜想②正確． 反應的化學方程式：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O

Answer 1

分析 （一）（1）通常情況下，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下，分解生成水和氧氣；
氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水；
通常情況下，鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，氫氣難溶于水，密度比空氣小；
（2）濃硫酸具有吸水性，可以用作二氧化碳的干燥劑；
二氧化碳的密度比空氣大；
C裝置能夠使反應隨時進行或停止，原理是：關閉開關時，試管中的氣體增多，壓強增大，把液體壓入長頸漏斗，固體和液體分離，反應停止；  
打開開關時，氣體導出，試管中的氣體減少，壓強減小，液體和固體混合，反應進行．
（二）【交流討論】根據酸、堿、鹽的組成特點及標簽可見部分，猜測該溶液不可能屬于哪類物質的溶液；
【得出結論】根據溶液中溶質溶解度與飽和溶液中溶質的質量分數的關系，由常溫下各物質的溶解度及該溶液中溶質質量分數，判斷溶液的可能性；
【作出猜想】根據提示物質的可能性，對該溶液進行猜想；
【設計并實驗】（1）根據三種物質溶液的酸堿性及所測定溶液的酸堿度，對溶液的可能做出判斷；
（2）利用碳酸鈉、氫氧化鈉性質差異及所設計實驗中的現象，判斷所采取的鑒別所用試劑、現象及結論；

解答 解：
（一）（1）用B、F裝置可以制取氧氣或氫氣，反應的化學方程式分別為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑、Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
為了制取、收集干燥的二氧化碳，可以用濃硫酸作干燥劑；
因為二氧化碳的密度比空氣大，用E裝置收集該氣體則氣體從①端進入．
（2）實驗室欲制取并收集純凈的乙炔，利用C裝置能夠做到節約、安全、隨時發生、隨時停止；
因為乙炔不溶于水，利用排水法收集的乙炔更純凈一些．
故填：CF．
（二）解：【交流討論】破損標簽可見部分為鈉元素，可判斷該物質由金屬元素與根組成，而酸類物質由氫元素與酸根所組成，可判斷該物質不可能為酸；故答案為：A
【得出結論】根據常溫下碳酸氫鈉的溶液為9.6g，可判斷常溫下碳酸氫鈉的飽和溶液的溶質質量分數$\frac{9.6g}{100g+9.6g}$×100%=8.8%，因此可判斷該溶液不可能為碳酸氫鈉溶液；故答案為：NaHCO₃
【作出猜想】除碳酸氫鈉外，該溶液可能為氯化鈉、碳酸鈉或氫氧化鈉溶液；故答案為：NaOH
【實驗探究】（1）由于氫氧化鈉、碳酸鈉溶液都為堿性，溶液pH都大于7，只有氯化鈉溶液的pH=7，所以該瓶pH大于7的溶液不可能是氯化鈉溶液；故答案為：NaCl溶液
（2）根據碳酸鈉能與鹽酸反應放出二氧化碳而氫氧化鈉與鹽酸反應無明顯現象，因此，可推斷鑒別兩物質時所加入的試劑為稀鹽酸，碳酸鈉與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，觀察有氣泡可說明該物質為碳酸鈉，把產生氣體通入澄清石灰水，石灰水會變渾濁，反應的化學方程式為CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
答案：
（一）（1）2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$ 2H₂O+O₂↑； 濃硫酸；  ①；
（2）CF；
（二）【交流討論】A；
【查閱資料】NaHCO₃；
【作出猜想】NaOH；
【實驗探究】（1）NaCl溶液；
（2）①稀鹽酸；  Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
②CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．