Question

化學中質量守恒定律是一個非常重要的定量定律．
（1）如圖裝置中，稱量小燒杯中所有物質的質量m₁，然后將小燒杯中的碳酸鈉與鹽酸完全混合，反應發生一段時間后，再稱量小燒杯及燒瓶內物質的總質量為m₂，則（填“=”“＞”“＜”）m₁______m₂，其原因為______．
（2）天然氣的主要成分是甲烷（CH₄），可直接用作氣體燃料．燃燒反應前后分子種類變化的微觀示意圖如圖所示．
①1個B分子中含有______個原子．
②四種物質中屬于化合物的是______（填圖中字母）．
（3）A和B可發生如下反應：3A+2B=A₃B₂，某學生做了3次該實驗（每次均充分反應），反應前A和B的質量和都是l0g．有關實驗數據見下表：

序號	反應前A的質量	反應前B的質量	反應后A3B2的質量
①	8g	2g	6g
②	4g	6g	6g
③	xg	yg	9g

X：Y的比值可能為______或______．
（4）為了測定某品牌食用純堿中碳酸鈉的質量分數，某校化學研究性學習小組的探究過程如下：
【提出問題】樣品中碳酸鈉的質量分數是多少？
【知識準備】食用純堿的主要成分是碳酸鈉，另外還含有少量的氯化鈉；反應過程中不考慮水和氯化氫的揮發．
【設計方案】
（1）方案一：向一定量樣品中加入過量澄清石灰水，根據反應生成碳酸鈣的質量，先求出碳酸鈉的質量，再計算樣品中碳酸鈉的質量分數．
（2）方案二：向一定量樣品中加入足量的稀鹽酸，根據反應生成二氧化碳的質量，先求出碳酸鈉的質量，再計算樣品中碳酸鈉的質量分數．
【進行實驗】甲組同學：稱取24.00g樣品，加水配成溶液，在溶液中加入過量的澄清石灰水．過濾、洗滌、干燥，共得到白色沉淀20.00g．乙組同學：稱取24.00g樣品，加入足量的稀鹽酸直到反應停止，共收集到8.80g二氧化碳．
【解決問題】請你任選一組同學的實驗結果，幫助他們計算出樣品中碳酸鈉的質量分數．（寫出計算過程．計算結果精確到0.1% ）______．

Answer 1

【答案】分析：（1）觀察反應的裝置，根據反應是在敞口的裝置中進行，碳酸鈉與鹽酸反應生成的二氧化碳氣體會進入到空氣中，分析反應前后質量的變化；
（2）觀察反應的微觀示意圖，根據物質的構成，分析判斷物質的類別；
（3）根據第①次反應和第②次反應進行比較，發現生成物質量相同，每一次反應時有一種物質過量，分析出真正參加反應的A與B的質量比，再根據反應前A和B的質量和都是l0g，分析x：y的值；
（4）根據題意可以選甲同學的實驗數據進行計算．由碳酸鈣沉淀的質量，根據碳酸鈉與氫氧化鈣反應的化學方程式求出碳酸鈉的質量，即可求出樣品中碳酸鈉的質量分數．
解答：解：（1）由于反應是在敞口的裝置中進行，碳酸鈉與鹽酸反應生成的二氧化碳氣體逸出，導致燒杯中物質質量減輕．所以，反應前小燒杯中所有物質的質量大于反應后小燒杯中所有物質的質量，即m₁＞m₂；
（2）①由物質的微觀示意圖可知，1個B分子中含有2個原子；
②由物質的微觀示意圖可知，四種物質中A、C、D都是由不同元素組成的純凈物，屬于化合物；
（3）由題意和圖示數據可知，①同學所用藥品充分反應時，生成物質量為6.0g故A不可能完全反應，那么B完全反應，A有剩余，故參與反應的A的質量為：6g-2g=4.0g；參與反應的A的質量：B的質量：A₃B₂量=4：2：6；所以乙同學所用藥品充分反應時，A完全反應，B有剩余；
A的質量：B的質量：A₃B₂量=4：2：6，所以③學生如果B充分反應，則B的質量為：
yg：9g=2：6    解之得：y=3g，
則反應的x的質量是=10g-3g=7g    則x：y=7：3
如果A完全反應，則A的質量為：
xg：9g=4：6     解之得：x=6g，
則反應的y的質量是：y=10g-6g=4g，則x：y=6：4=3：2；
（4）設生成20.00g碳酸鈣所需碳酸鈉的質量為x，則有
Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH
106              100
 x               20.00g
      x=21.2g
碳酸鈉的質量分數是：×100%=88.3%．
故答為：（1）＞，生成的二氧化碳氣體逸出，導致燒杯中物質質量減輕；（2）2，ACD；（3）7：3 或3：2  （4）88.3%．
點評：本題主要考查學生利用物質之間的質量比，計算未知的物質的質量的能力．解題的關鍵是根據已知條件求出物質之間的質量比，要全面考慮可能存在的情況．