碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的盐，通过实验验证、探究它们的化-优题课

2010年4月28日某媒体题为“排污工程施工，毒气放倒三人”的报道，引起某兴趣小组同学的思考。
【提出问题】排污管道中的毒气有什么成分?
【查阅资料】
I．排污管道中的大部分有机物在一定条件下发酵会产生CO、CO₂、H₂S、CH₄等。
Ⅱ．H₂S气体能与CuSO₄溶液反应生成黑色沉淀。
【提出猜想】小组同学对排污管道气含有上述气体中最少3种成分的猜想如下：
猜想1：有CO、CO₂、H₂S；猜想2：有CO、CO₂、CH₄；
猜想3：有CO、H₂S、CH₄；猜想4：有CO₂、H₂S、；
猜想5：有CO、CO₂、H₂S、CH₄。
【实验方案】小组同学共同设计了如图所示的装置并进行探究(夹持仪器已省略)。

【问题讨论】
（1）如果A装置没有明显变化，则猜想成立。
（2）在验证猜想l的实验中，装置C中NaOH溶液的作用是。
（3）要确证猜想5中是否有CH₄，某同学认为图示装置有不足之处，需要在装置C与D之间加一个装置。改进后，若气体燃烧，且D装置内壁出现，证明气体中一定含有CH₄。为了进一步确定气体中是否含有CO，可分别测定燃烧产物中H₂O、CO₂的质量。其方法是：将燃烧产物依次通过盛有、的装置，分别称量吸收燃烧产物前、吸收燃烧产物后装置的质量，通过计算、分析得出结论。

实验室有一瓶保管不当的试剂，其残缺的标签中只剩下“Na ”和“10%”字样。已知它是无色液体，是初中化学常用的试剂。小强和小华同学很感兴趣，决定对其成分进行探究：
【提出问题】这瓶试剂可能是什么溶液呢？
【查阅资料】Ⅰ.初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃。
Ⅱ. Na₂CO₃和NaHCO₃溶液都呈碱性，NaCl溶液呈中性。
Ⅲ.测定室温（20℃）时，四种物质的溶解度的数据如下：

物质	NaCl	NaOH	Na₂CO₃	NaHCO₃
溶解度/g	36	109	215	9.6

【得出结论】小华根据试剂瓶标注的溶质质量分数10%和上表中的溶解度的数据判断，这瓶试剂不可能是。
【作出猜想】①可能是溶液；②可能是Na₂CO₃溶液；③可能是NaCl。
【设计并实验】（1）小强用洁净的玻璃棒蘸取该溶液滴在pH试纸上，测得pH>7，这瓶试剂不可能是。
（2）小强为了检验该溶液是NaOH溶液还是Na₂CO₃溶液，他又进行了如下实验：

操作步骤	实验现象	结论及化学方程式
取样于试管中，滴加	产生大量的气泡	猜想②正确。相关的化学方程式
把产生的气体通入		相关的化学方程式

【拓展与应用】请你选择与小强不同的试剂，来鉴别NaOH溶液和Na₂CO₃溶液，你选择
溶液。

某校化学兴趣小组参观制碱厂后，获得以下信息并对相关问题进行研究。
【产品原理】
该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品——纯碱（Na₂CO₃）和化肥NH₄Cl。
生产原理是：将NH₃和CO₂通入饱和食盐水中得到NaHCO₃晶体和NH₄Cl溶液，反应的化学方程式为：；后分离出NaHCO₃，加热制得纯碱。
【生产流程】

△

【相关资料】

⑴ NH₄Cl NH₃↑+HCl↑
⑵已知20℃时有关物质的溶解度如下（气体指1体积水中能溶解的气体体积）

物质	NaCl	NaHCO₃	NH₄Cl	NH₃	CO₂
溶解度	36.0g	9.6g	37.2g	710	0.9

【问题讨论】
⑴操作Ⅰ、Ⅱ中，相同操作的名称为。反应①中发生了两个反应，写出其中一个化学方程式：，反应①加适量的盐酸，适量是指。
⑵检验挥发性气体C的方法。
⑶上述生产流程中可循环使用的是（填序号）。
A．挥发性气体C B．溶液D C．氢氧化镁 D．化肥NH₄Cl
【组成确定】
⑴称取一定质量的纯碱样品，经多次充分加热后，再称重，质量无变化；
⑵另取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀。由上述实验可确定纯碱样品含有杂质（写化学式）。
【含量测定】

	实验一	实验二	实验三	实验四
固体混合物溶液质量	100g	100g	100g	100g
加入CaCl₂溶液质量	10g	20g	30g	40g
生成的沉淀的质量	4g	ｍ	10g	10g

称取该纯碱样品44 g固体混合物，加水配成400g溶液，平均分为四份，然后分别加入一定质量分数的CaCl₂溶液，实验数据见表：
请分析表中数据回答并计算：
⑴ｍ= g；
⑵在实验三中，完全反应后所得溶液中溶质氯化钠的质量分数是多少？(要求写计算过程，结果保留0.1%)
【总结反思】
请通过计算并结合下表判断此纯碱样品等级为品，在上述纯碱含量测定中，将CaCl₂溶液改为BaCl₂溶液，测定误差会减小。

学习酸碱中和反应时，甲乙两同学对其产生探究兴趣。
⑴甲同学将固体氢氧化钠放入装有稀硫酸的试管中并振荡，试管壁发烫，于是他得出酸碱中和反应是放热反应的结论。乙同学认为甲同学推理不合理，理由是。
⑵乙同学为了验证甲同学的结论，将实验加以改进：将稀硫酸慢慢滴入装有氢氧化钠溶液的烧杯中，用温度计测出氢氧化钠溶液温度随加入稀硫酸质量的变化如图所示：
①由图知，稀硫酸与氢氧化钠溶液发生的反应是（填 “放热”或“吸热”）反应，B点表示的含义是。

②从A到B过程中，烧杯中溶液pH逐渐。到达C时溶液中溶质有。
⑶丙同学将稀硫酸滴入氢氧化钠溶液中，有气泡产生，他认为氢氧化钠溶液已经变质。请你分析变质的原因（用化学方程式表示）。
⑷丁同学认为氢氧化钠溶液与稀硫酸混合没有明显现象，于是他想借助下列物质来验证反应是否真的发生，你觉得可行的是

A．BaCl₂

B．pH试纸

C．紫色石蕊溶液液

D．无色酚酞溶液

小明对妈妈杀鱼时从鱼肚内取出的鳔产生了兴趣，他确定了“探究鳔内气体体积和成分”作为研究性学习的课题。小明通过查阅有关资料获知：这种鱼鳔内氧气约占1/4，其余主要是二氧化碳（二氧化碳能溶于水）和氮气。探究分两步进行。
（1）测量鳔内气体体积。小明设计了两种方法:
A.用医用注射器抽取鳔内气体，测量其体积；
B.在水下剌破鳔，用排水集气法收集鳔内气体并测量其体积（如图）。

你认为两种方法中合理的是；
（2）探究鳔内气体的成分。给你两集气瓶的鳔内气体，请你帮助他设计实验验证假设。

验证	方法	现象
鳔内含O₂
鳔内含CO₂

	NaHCO3	Na2CO3
0.1%	1%	5%	0.1%
CaCl2	0.1%	无明显现象	有浑浊	有浑浊	有浑浊
1%	无明显现象	有浑浊	有浑浊，有微小气泡	有沉淀
5%	无明显现象	有浑浊	有浑浊，有大量气泡	有沉淀