西川實(shí)驗(yàn)化學(xué)組對(duì)碳酸鈉和碳酸氫鈉之間的轉(zhuǎn)化產(chǎn)生了興趣,開(kāi)展了以下實(shí)驗(yàn):
【查閱資料】
①碳酸鈉與鹽酸反應(yīng),鹽酸不足時(shí)反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化鈉;鹽酸過(guò)量時(shí)反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳;
②碳酸鈉、水、二氧化碳可以化合生成碳酸氫鈉;
③20℃,氫氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度如下表所示:
物質(zhì) |
氫氧化鈉 |
碳酸鈉 |
碳酸氫鈉 |
溶解度/g |
110 |
21.8 |
9.6 |
Ⅱ.陳老師和羅老師分別做了碳酸鈉溶液和稀鹽酸相關(guān)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)(如圖1):
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】陳老師的實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)大量氣泡,羅老師的實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有氣泡產(chǎn)生。
(1)寫(xiě)出陳老師實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
。
【提出疑問(wèn)】羅老師的實(shí)驗(yàn)為何沒(méi)有氣泡產(chǎn)生?
【實(shí)驗(yàn)探究】
步驟一:兩位老師一番倒騰,另外設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),在錐形瓶?jī)?nèi)裝30mL一定濃度的碳酸鈉溶液,用注射器A從容器中抽出1mL空氣,用注射器B緩慢加入1mL稀鹽酸并不斷振蕩,發(fā)現(xiàn)無(wú)氣泡產(chǎn)生,同時(shí)采集數(shù)據(jù)(如圖2):
步驟二:用注射器A繼續(xù)抽取10mL空氣,用注射器B繼續(xù)緩慢加入10mL稀鹽酸并不斷振蕩,發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)大量氣泡,同時(shí)采集數(shù)據(jù)。
(2)實(shí)驗(yàn)前需檢查該裝置氣密性,方法是
固定注射器A,拉動(dòng)注射器B,松手后若注射器B恢復(fù)到原來(lái)位置
固定注射器A,拉動(dòng)注射器B,松手后若注射器B恢復(fù)到原來(lái)位置
,說(shuō)明該裝置氣密性良好。
(3)實(shí)驗(yàn)中用注射器A抽取空氣的目的是
確保剛加入稀鹽酸時(shí),初始?jí)簭?qiáng)不變
確保剛加入稀鹽酸時(shí),初始?jí)簭?qiáng)不變
。
(4)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)氣壓測(cè)量?jī)x所測(cè)錐形瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)和時(shí)間的變化關(guān)系如圖3,曲線(xiàn)②中t
1到t
2時(shí)間段壓強(qiáng)變化的操作是
注射器A繼續(xù)抽取10mL空氣
注射器A繼續(xù)抽取10mL空氣
。
(5)【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】導(dǎo)致陳老師、羅老師實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)不同現(xiàn)象的原因是
鹽酸和碳酸鈉的量不同
鹽酸和碳酸鈉的量不同
。
(6)Ⅱ.在20℃時(shí),余老師為測(cè)定某樣品(含雜質(zhì),且雜質(zhì)不溶于水,也不溶于酸)中碳酸鈉的含量時(shí),設(shè)計(jì)如圖的實(shí)驗(yàn)裝置:
裝置A的作用是
除去空氣中二氧化碳的干擾
除去空氣中二氧化碳的干擾
,C處應(yīng)依次排入裝置
F
F
→E。(在E~H中選擇)
(7)當(dāng)向裝置D中通入足量的CO
2時(shí),實(shí)驗(yàn)最終會(huì)析出的晶體質(zhì)量為
221.9g
221.9g
。(不考慮結(jié)晶水,且忽略空氣成分影響)
(8)何老師認(rèn)為若B中稀鹽酸反應(yīng)完,而樣品沒(méi)有反應(yīng)完,測(cè)定的含量會(huì)偏小。所以,請(qǐng)優(yōu)秀的西川實(shí)驗(yàn)同學(xué)幫忙補(bǔ)做一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn):
繼續(xù)滴加稀鹽酸,沒(méi)有氣泡產(chǎn)生,則說(shuō)明碳酸銨已完全反應(yīng)
繼續(xù)滴加稀鹽酸,沒(méi)有氣泡產(chǎn)生,則說(shuō)明碳酸銨已完全反應(yīng)
,證明樣品中的碳酸鈉已完全反應(yīng)。