Question

【題目】Ⅰ、如圖為實驗室制取并收集氧氣的部分裝置圖，據(jù)圖回答：

(1)寫出編號a的儀器名稱：_______。

(2)若用B裝置制取O2，寫出對應的化學反應方程式：_______。

(3)若用D(裝滿水)收集O2，則氣體應從_______(填“b”或“c”)端導入。

Ⅱ、小軍同學在實驗室?guī)屠蠋熣�理藥品時發(fā)現(xiàn)NaOH溶液試劑瓶口有一些白色固體，于是產(chǎn)生好奇心：這白色固體是什么?他為此進行了如下探究。

[查閱資料]①NaOH在空氣中變質(zhì)不會生成NaHCO3；

②CO2不溶解于飽和NaHCO3溶液中，也不與NaHCO3反應；

③Fe(OH)3呈紅褐色，難溶于水；BaCl2溶液呈中性。

[提出猜想]猜想一：是NaOH 猜想二：是Na2CO3猜想三：_______。

[實驗探究]小軍進行了下列實驗探究

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①取少量白色固體于試管中，加水溶解，再加入足量BaCl2溶液	_____	猜想二正確
②過濾，在濾液中加入FeCl3溶液	無紅褐色沉淀生成

[問題分析]實驗操作①中加入足量BaCl2溶液的作用是______，實驗操作②還有其他實驗方案嗎?如有，請寫出一種實驗方案____(必須指明試劑和現(xiàn)象)。為了提高實驗結(jié)論的準確性，小軍又設(shè)計了如圖所示的實驗對該白色固體的性質(zhì)進行進一步探究：

[實驗現(xiàn)象]A中有大量氣泡產(chǎn)生，C中實驗現(xiàn)象是_____。

[實驗結(jié)論]白色固體是Na2CO3。

[分析與反思]小軍在與老師進行交流后得知，自已所設(shè)計的實驗存在一定的缺陷，他對自己實驗中存在的問題進行了反思：裝置B中也能產(chǎn)生CO2。改進措施可以為______。

Answer 1

【答案】錐形瓶 c 是NaOH和Na2CO3 有白色沉淀生成 驗證碳酸鈉的存在并將碳酸鈉完全反應從而除去碳酸根離子，避免對氫氧化鈉的檢驗造成干擾 過濾，在濾液中滴加酚酞溶液，溶液不變紅 澄清石灰水變渾濁 將濃鹽酸換為稀硫酸

【解析】

Ⅰ、由題意，根據(jù)實驗室制取并收集氧氣的實驗裝置可知：

(1)編號a的儀器名稱為錐形瓶。

(2) B裝置為固液不加熱型發(fā)生裝置，若用B裝置制取O2，利用的原理是雙氧水在二氧化錳作催化劑的條件下分解生成水和氧氣，反應的化學反應方程式為。

(3)氧氣不易溶于水，若用D(裝滿水)即排水法收集O2，則氣體應從c端導入，水從b端排出，這樣便于排水收集氧氣。

Ⅱ、氫氧化鈉變質(zhì)實質(zhì)上是氫氧化鈉與空氣中二氧化碳發(fā)生反應生成了碳酸鈉，因此對白色固體的猜想按照氫氧化鈉沒有變質(zhì)、完全變質(zhì)和部分變質(zhì)三種情況進行，由此提出猜想，則猜想三為NaOH和Na2CO3。

實驗探究：根據(jù)實驗結(jié)論猜想二成立，即白色固體為碳酸鈉，實驗操作①利用氯化鋇溶液驗證碳酸鈉的存在，發(fā)生的反應為氯化鋇和碳酸鈉反應生成了碳酸鋇沉淀和氯化鈉；實驗操作②利用氯化鐵溶液驗證無氫氧化鈉，若有氫氧化鈉，氫氧化鈉與氯化鐵反應生成氫氧化鐵紅褐色沉淀和氯化鈉，反之則無；故實驗操作①的實驗現(xiàn)象為產(chǎn)生白色沉淀。

問題

在實驗中加入足量的氯化鋇是為了驗證碳酸鈉的存在，再利用氯化鋇和碳酸鈉完全反應生成碳酸鋇沉淀從而除去碳酸根離子，避免對氫氧化鈉的檢驗造成干擾。實驗操作②的目的是檢驗NaOH的存在，由于實驗操作①加入的氯化鋇溶液呈中性，生成的氯化鈉溶液也呈中性，因此還可以選擇酚酞溶液來驗證有無氫氧化鈉，加入酚酞溶液，無明顯現(xiàn)象，說明沒有氫氧化鈉。則實驗操作和現(xiàn)象為：過濾，在濾液中加入酚酞溶液，溶液不變紅。

如圖的實驗裝置探究白色固體的成分是碳酸鈉，根據(jù)題干中的信息資料可知，A裝置利用濃鹽酸和碳酸鈉反應生成氯化鈉、二氧化碳和水，B裝置中利用飽和碳酸氫鈉吸收氯化氫氣體，C裝置澄清石灰水檢驗二氧化碳氣體，若澄清石灰水變渾濁，說明A中生成了二氧化碳。則有：

實驗現(xiàn)象：A中有大量氣泡產(chǎn)生，C中實驗現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁。

分析與反思：由于濃濃酸易揮發(fā)，氯化氫氣體進入裝置B，稀鹽酸與碳酸氫鈉的反應生成NaCl、H2O和CO2，裝置B中也能產(chǎn)生CO2，會對二氧化碳的檢驗產(chǎn)生干擾，因此改進的操作是將濃鹽酸換成稀硫酸，硫酸不具有揮發(fā)性，碳酸鈉與稀硫酸反應生成硫酸鈉、二氧化碳和水，通過澄清石灰水變渾濁也可以完成驗證。