Question

【題目】某化學興趣小組在做“探究純堿的性質”實驗。

探究一：同學們做了如圖所示的四組實驗，并將A、B、C、D四支試管中的廢液全部倒入一個干凈的大燒杯中。考試結束后，某興趣小組發現大燒杯底部有沉淀，上層溶液呈紅色。為了探究上層溶液的成分，進行了以下實驗。

（提出問題）大燒杯中的上層溶液中除了含有水和酚酞外，還含有哪些離子？（假設難溶物質、水和酚酞均不會解離出離子）

（猜想假設）小明認為上層溶液中一定含有Na+、CO32-、H+、C1-、Ba2+、Ca2+、OH-七種離子。興趣小組的同學對小明的猜想存在異議，并進行了下列探究

（分析討論）（1）小紅認為上層溶液中一定不含有H+，因為上層溶液呈紅色。請你分析上層溶液中不含有H+的另外一個理由______。

（2）小李取一定量的上層溶液于試管中，滴加幾滴稀鹽酸，發現無氣泡產生，認為上層溶液中一定不含有CO32-，小紅認為他的結論不正確，原因______；

（設計實驗）為進一步確定上層溶液中是否含有CO32-，請你和小紅一起參與下列探究：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
取大燒杯中上層溶液少 許于一支試管中，滴加______，靜置	①有白色沉淀生成 ②試管中的上層溶液仍是紅色	①大燒杯中上層溶液中一定含有CO32- ②同時還能得出大燒杯中的上層溶液中一定含有離子是______（填離子符號）

（實驗結論）大燒杯中的上層溶液中一定含有的離子是______（填離子符號）

探究二：樣品與稀硫酸反應，測定Na2CO3的質量分數

利用如圖所示實驗裝置（鐵架臺略去）和試劑，通過測定樣品和稀硫酸反應產生的CO2氣體的質量，計算Na2CO3的質量分數（裝置氣密性良好且每步反應或作用都是完全的）。

（1）打開止水夾K，先對裝置A和B（已連接）通入已除去CO2的空氣一會兒，再接上裝置C和D。

（2）關閉止水夾K，加入足量的稀硫酸（雜質不與稀硫酸反應）。

（3）待裝置A中的反應結束后，再一次打開止水夾K，繼續往裝置通入已除去CO2的空氣一段時間的目的是______。根據質量守恒定，裝置______（填標號）在反應前后的質量差就是產生CO2的質量，由此計算出該樣品中Na2CO3的質量分數。若沒有裝置D，將會使測定結果______（選填“偏大”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】大燒杯底部有沉淀 如果溶液中含有氫氧根離子，加入的稀鹽酸不足以完全消耗氫氧根離子，即使溶液中含有碳酸根離子，也不產生氣泡 足量氯化鈣溶液，靜置 OH- Na+、CO32-、C1-、OH- 使反應生成的二氧化碳全部被C裝置吸收 C 偏大

【解析】

探究一：

（1）小紅認為上層溶液中一定不含有H+，因為上層溶液呈紅色，上層溶液中不含有H+的另外一個理由：大燒杯底部有沉淀。

故填：大燒杯底部有沉淀。

（2）小紅認為他的結論不正確，原因：如果溶液中含有氫氧根離子，加入的稀鹽酸不足以完全消耗氫氧根離子，即使溶液中含有碳酸根離子，也不產生氣泡。

故填：如果溶液中含有氫氧根離子，加入的稀鹽酸不足以完全消耗氫氧根離子，即使溶液中含有碳酸根離子，也不產生氣泡。

[設計實驗]

取大燒杯中上層溶液少許于一支試管中，滴加足量氯化鈣溶液，產生白色沉淀，是因為鈣離子和碳酸根離子結合生成白色沉淀碳酸鈣，靜置，試管中的上層溶液仍是紅色，說明溶液中含有氫氧根離子，實驗過程如下所示：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
取大燒杯中上層溶液少 許于一支試管中，滴加足量氯化鈣溶液，靜置	①有白色沉淀生成 ②試管中的上層溶液仍是紅色	①大燒杯中上層溶液中一定含有CO32- ②同時還能得出大燒杯中的上層溶液中一定含有離子是OH-

[實驗結論]

溶液中含有碳酸根離子，則不含有鈣離子、鋇離子，因此大燒杯中的上層溶液中一定含有的離子是Na+、CO32-、C1-、OH-。

故填：Na+、CO32-、C1-、OH-。

探究二：

（3）待裝置A中的反應結束后，再一次打開止水夾K，繼續往裝置通入已除去CO2的空氣一段時間的目的是使反應生成的二氧化碳全部被C裝置吸收；

根據質量守恒定律，裝置C在反應前后的質量差就是產生CO2的質量，由此計算出該樣品中Na2CO3的質量分數；

若沒有裝置D，C裝置右端的空氣中的二氧化碳和水蒸氣會進入C裝置，導致計算的二氧化碳質量偏大，將會使測定結果偏大。

故填：使反應生成的二氧化碳全部被C裝置吸收；C；偏大。