Question

實驗室用下圖裝置進行碳酸鈉的性質實驗，燒杯A中是澄清石灰水并滴加了酚酞，C中是石灰乳．實驗開始前，稱取10.6g純堿置于B中，關閉開關K₁打開K₂，并加入一定量的稀硫酸．
①10.6g純堿的物質的量是______；
如果加入足量的硫酸，反應中得到的二氧化碳的物質的量是多少？
請寫出化學反應方程式，并列式計算，寫出計算過程：
②燒杯C中并沒有明顯現象，為了證明B中的確產生了CO₂，現將C中懸濁液進行固液分離，該分離操作除燒杯外，還需用到的玻璃儀器有______（寫名稱）．過濾后濾液能使酚酞試液變紅，則濾液中的主要溶質是______，該現象______（填寫“能”或“不能”）說明產生了CO₂．
③上述過濾后的濾渣可能存在Ca（OH）₂和CaCO₃．某同學為證明該兩種物質同時存在，在一支試管中取少量樣品，經過兩個步驟完成了檢驗．若所有檢驗實驗均在該支試管中進行，請完成實驗報告：

實驗步驟	所用的試劑或檢驗方法	結  論
步驟一		證明______存在
步驟二		證明______存在

④實驗一段時間后，關閉開關K₂打開K₁，見到B中液體將會壓入到燒杯A中，實驗中可能見到不同的現象，請完成下表：

預測的反應現象	B中反應后，溶液中溶質的化學式	燒杯A中發生的主要反應的化學方程式
A中溶液產生大量的白色沉淀產生，紅色不褪去．
A中溶液并沒有大量的白色沉淀產生，紅色褪去．

Answer 1

【答案】分析：①根據物質的量的計算方法求出碳酸鈉的物質的量，并依據碳酸鈉和稀硫酸反應的方程式求出二氧化碳的物質的量；
②根據過濾所用儀器進行分析，過濾后濾液能使酚酞試液變紅，說明有氫氧化鈣，因此不能說明是否產生二氧化碳；
③檢驗氫氧化鈣可用酚酞試液，檢驗碳酸鈣用稀鹽酸，根據題意，所有檢驗實驗均在該支試管中進行，所以先檢驗氫氧化鈣，后檢驗碳酸鈣；
④關閉開關K₂打開K₁時由于B中的二氧化碳的存在導致其內壓強變大，根據反應現象分析B中溶質及A中發生反應的方程式．
解答：解：①10.6g純堿的物質的量是：=0.1mol；
設：得到CO₂氣體的物質的量為xmol
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
1                           1
0.1mol                      x
=
     x=0.1 mol
答：反應中生成二氧化碳的物質的量是0.1mol．
故答案為：0.1mol；反應中生成二氧化碳的物質的量是0.1mol；
②過濾所用玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗；過濾后濾液能使酚酞試液變紅，說明有氫氧化鈣，但是否有氫氧化鈣不能確定，可能生成二氧化碳，反應部分二氧化碳，也可能沒有二氧化碳生成；
故答案為：玻璃棒、漏斗；Ca（OH）₂；不能；
③檢驗氫氧化鈣的操作是：取樣加水溶解并滴加酚酞，溶液變紅色，說明濾渣中含有氫氧化鈣；然后繼續滴加鹽酸，有氣泡產生，說明濾渣中含有碳酸鈣；
故答案為：

實驗步驟	所用的試劑或檢驗方法	結 論
步驟一	取樣滴加酚酞試液，溶液變紅	證明 Ca（OH）2存在
步驟二	繼續滴加鹽酸，有氣泡產生	證明 CaCO3存在

④關閉開關K₂打開K₁時由于B中的二氧化碳的存在導致其內壓強變大，B中液體將會壓入到燒杯A中，若A中溶液產生大量的白色沉淀產生，紅色不褪去，說明燒杯A中發生的主要反應是碳酸鈉和氫氧化鈣的反應，方程式是Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH，說明B中反應后碳酸鈉過量，另外，碳酸鈉和稀硫酸反應生成硫酸鈉，所以B中反應后，溶液中溶質是硫酸鈉和碳酸鈉；
若A中溶液并沒有大量的白色沉淀產生，紅色褪去，說明B中稀硫酸過量，所以B中反應后，溶液中溶質是硫酸鈉和稀硫酸，A中發生的反應是硫酸和氫氧化鈣的反應，方程式是H₂SO₄+Ca（OH）₂═CaSO₄+2H₂O；
故答案為：

預測的反應現象	B中反應后，溶液中溶質的化學式	燒杯A中發生的主要反應的化學方程式
A中溶液產生大量的白色沉淀產生，紅色不褪去．	Na2CO3、Na2SO4	Na2CO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2NaOH
A中溶液并沒有大量的白色沉淀產生，紅色褪去．	H2SO4、Na2SO4	H2SO4+Ca（OH）2═CaSO4+2H2O

點評：本題較為綜合地考查了碳酸鹽的化學性質，既考查了相關計算，又考查了實驗探究，能很好的考查學生應用知識解決問題的能力．