Question

化學實驗室的開放日，老師安排化學興趣小組的同學開展了有關NaCl和Na₂CO₃這兩種常見的鹽的實驗，實驗任務如下：
第一小組的同學：將失去標簽的兩瓶無色溶液（分別為NaCl和Na₂CO₃）區別開來
第二小組的同學：除去NaCl固體中的少量Na₂CO₃
第三小組的同學：測定Na₂CO₃和少量NaCl的固體混合物中Na₂CO₃質量分數
（1）第一小組的同學為了區別兩瓶無色溶液，甲、乙、丙、丁四位同學分別選擇下列物質進行實驗．其中合理的是________（填寫序號）．
甲：稀鹽酸　　　乙：AgNO₃溶液　　　 丙：澄清石灰水　　 丁：藍色的石蕊試紙
（2）第二小組為了除去NaCl溶液中的少量Na₂CO₃，設計了如下的實驗：
請回答下列問題：
①寫出沉淀A的化學式________；②甲同學認為：加入CaCl₂溶液后，分離除去沉淀A的實驗操作方法是________；③乙同學發現此方案很容易引入新的雜質，他們提出新的方案：將混合物溶解，若滴加鹽酸至不再產生氣體為止，則既能除去Na₂CO₃雜質，又能有效地防止新雜質的引入．寫出有關反應的方程式________．
（3）第三小組的同學根據下列所給出的藥品、實驗裝置和實驗中可測得的數據，設計實驗來粗略測定Na₂CO₃和NaCl的固體混合物ag中Na₂CO₃的質量分數．
藥品：足量的稀H₂SO₄、CaCl₂溶液、堿石灰（燒堿和氧化鈣的混合物）、濃硫酸
實驗裝置如圖2：
在實驗中可測得的數據：①充分反應后，生成沉淀的質量為bg； ②反應前裝置和藥品的質量為c g；③充分反應后裝置和藥品的質量為d g．
請設計二個實驗方案填入下表中（堿石灰和濃硫酸已被選用，下表中不再填寫）：

方案	選用的藥品	選用的實驗裝置及組裝時接口連接順序		需測得的實驗數據（從上述可測得的數據中選取）	混合物中Na2CO3的質量分數計算式
		選用的實驗裝置序號	組裝時接口編號順序
一	________	A、B、D、F	（毋須填寫）	________	________
二	________	________	________	ag、cg、dg	________

Answer 1

解：（1）鑒別失去標簽的Na₂CO₃溶液和NaCl溶液．由選擇的物質的性質可知：Na₂CO₃溶液能與稀鹽酸反應生成二氧化碳氣體，有明顯現象，卻不與NaCl溶液反應；Na₂CO₃溶液能和澄清石灰水反應產生沉淀，有明顯現象，硝酸銀與氯化鈉以及碳酸鈉均能反應生成白色沉淀；Na₂CO₃溶液顯堿性，所以無法采用藍色的石蕊試紙驗證溶液的堿性；所以合理的是：甲、丙；
（2）①上述流程圖中知，碳酸鈉能和過量的石灰水反應生成沉淀物，沉淀的化學式為CaCO₃；
②加入CaCl₂溶液后，分離除去沉淀A的實驗操作是分離液體與固體的混合物，所以該操作是過濾；③因為樣品中的Na₂CO₃溶液與鹽酸反應時會生成氯化鈉、水和二氧化碳，反應的化學方程式為：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）完成了上述實驗后，要測定該NaCl樣品中Na₂CO₃的質量分數，結合實驗和方程式的計算進行以下的探究活動．可選擇氯化鈣溶液和稀硫酸，再選擇相應裝置，測定生成的沉淀或氣體的質量，在實驗報告中完成表格如下：

方案	選用的藥品	選用的實驗裝置及組裝時接口連接順序		需測得的實驗數據（從上述可測得的數據中選取）	混合物中Na2CO3的質量分數計算式
		選用的實驗裝置序號	組裝時接口編號順序
一	CaCl2溶液	D、E、F		ag、bg	×100%
二	稀H2SO4	A、C、E	①④⑤②③	ag、cg、dg	×100%

故答案為：（1）甲、丙；（2）①CaCO₃；②過濾；③Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；（3）

方案	選用的藥品	選用的實驗裝置及組裝時接口連接順序		需測得的實驗數據（從上述可測得的數據中選取）	混合物中Na2CO3的質量分數計算式
		選用的實驗裝置序號	組裝時接口編號順序
一	CaCl2溶液	D、E、F		ag、bg	×100%
二	稀H2SO4	A、C、E	①④⑤②③	ag、cg、dg	×100%

分析：（1）可根據碳酸鈉的化學性質即與酸反應產生二氧化碳氣體、與澄清石灰水反應產生沉淀、其水溶液顯堿性來鑒別；
（2）①根據碳酸鈉與與氯化鈣的反應分析沉淀A；②根據過濾的原理分析分離除去沉淀A的實驗操作方法；③根據Na₂CO₃與鹽酸的反應，寫出反應的化學方程式；
（3）要測定Na₂CO₃和NaCl的固體混合物ag中Na₂CO₃的質量分數．根據碳酸鈉的性質，結合給出的藥品，可通過碳酸鈉與氯化鈣的反應，測定生成沉淀的質量；或通過碳酸鈉與硫酸的反應，測定生成氣體的質量，再根據方程式的計算，求出碳酸鈉的質量，最后求出固體混合物ag中Na₂CO₃的質量分數．
點評：此題涉及到實驗的常規操作，相關的物質的分離等，縱縱觀這些方式的考查實際還是與物質之間的反應有關系，因此學好物質間的聯系是酸堿鹽知識的關鍵．