21. (8 分)膨松剂是日常生活中用于发酵制作面食的常用材料。膨松剂反应时产生气体的量是检验膨松剂品质的重要指标,其中发挥作用的物质是碳酸氢钠。某化学兴趣小组的同学设计通过下列实验测定二氧化碳的质量,进而计算碳酸氢钠在膨松剂样品中的质量分数。

【搜集资料】浓硫酸常用于吸收水蒸气;碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物,可用于吸收二氧化碳和水蒸气。
【设计实验】取 10 g 膨松剂样品装入装置 B 中(整套装置气密性良好,装置中气体吸收剂足量)。加热前,先向已连好的装置 A、B 和 C 中通入一段时间的空气,再连接上装置 D、E。停止加热后,继续通入一段时间的空气。
【分析讨论】(1)若装置 A 中盛放的是 20 g 10%的 NaOH 溶液,则配制此溶液所需量取蒸馏水的体积是______mL。若量取水时仰视读数,则所配溶液的溶质质量分数______(填“<”“=”或“>”)10%。配制过程中使用到的玻璃仪器包括量筒、滴管、烧杯和______。
(2)装置 A 中发生反应的化学方程式是______。
(3)在加热前,先向装置 A、B 和 C(已连接)中通一段时间的空气,再连接上装置 D、E,目的是______。停止加热后,继续通入一段时间的空气的目的是______。
(4)上述实验中若没有装置 E,则最终测定的结果会______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【数据处理】实验前测定装置 D 的质量为 122.2 g,实验结束后测定装置 D 的质量为 124.4 g。请根据上述数据计算样品中碳酸氢钠的质量分数:
【搜集资料】浓硫酸常用于吸收水蒸气;碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物,可用于吸收二氧化碳和水蒸气。
【设计实验】取 10 g 膨松剂样品装入装置 B 中(整套装置气密性良好,装置中气体吸收剂足量)。加热前,先向已连好的装置 A、B 和 C 中通入一段时间的空气,再连接上装置 D、E。停止加热后,继续通入一段时间的空气。
【分析讨论】(1)若装置 A 中盛放的是 20 g 10%的 NaOH 溶液,则配制此溶液所需量取蒸馏水的体积是______mL。若量取水时仰视读数,则所配溶液的溶质质量分数______(填“<”“=”或“>”)10%。配制过程中使用到的玻璃仪器包括量筒、滴管、烧杯和______。
(2)装置 A 中发生反应的化学方程式是______。
(3)在加热前,先向装置 A、B 和 C(已连接)中通一段时间的空气,再连接上装置 D、E,目的是______。停止加热后,继续通入一段时间的空气的目的是______。
(4)上述实验中若没有装置 E,则最终测定的结果会______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【数据处理】实验前测定装置 D 的质量为 122.2 g,实验结束后测定装置 D 的质量为 124.4 g。请根据上述数据计算样品中碳酸氢钠的质量分数:
84%
。答案
$84\%$。
解析
(1)18;<;玻璃棒
(2)$2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{2}\xlongequal{}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{2}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{3}+{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}$
(3)排尽装置A、B、C中的二氧化碳,防止其对实验结果产生干扰;将装置B中产生的二氧化碳全部排入装置D中,使其被充分吸收
(4)偏大
84%
22. (10 分)松花蛋是一种传统风味蛋制品。某化学课外小组的同学查阅资料后得知,腌制松花蛋的主要原料有:生石灰、纯碱和食盐。同学们向这三种物质中加入足量水,充分搅拌,过滤,对滤液中溶质的成分进行探究。
小组同学讨论后一致认为,滤液中的溶质一定含有 NaOH 和
【提出问题】滤液中还可能含有哪些溶质?
【提出猜想】猜想 1:还可能有$ Ca(OH)_2。$猜想 2:还可能有$ Na_2CO_3。$
【实验探究】同学们分别设计了如下两种方案并进行实验。
方案一:甲同学取少量滤液于试管中,通入二氧化碳气体,没有观察到明显现象,从而得出猜想 2 成立。同学们一致认为,通过该实验不足以得出上述结论,原因是
方案二:乙同学和丙同学分别取少量滤液于试管中,滴加稀盐酸。乙同学观察到
【拓展延伸】证明猜想 2 正确后,同学们想进一步通过实验证明滤液中存在 NaOH。于是继续进行如下探究:
【查阅资料】氯化钡、硝酸钡、氯化钙、氯化钠溶液均显中性。
【进行实验】

【拓展提升】
(1)丁同学将步骤Ⅰ中的$ BaCl_2 $溶液换为其他试剂,进行以上实验,最终也得出了相同的实验结论。你认为合理的试剂是
(2)小芳同学认为向滤液中先加入无色酚酞试液,后加入过量的$ BaCl_2 $溶液,也能得出滤液中的溶质含有$ Na_2CO_3 $和 NaOH 的结论。你是否同意他的观点?
小组同学讨论后一致认为,滤液中的溶质一定含有 NaOH 和
NaCl
(填化学式)。一定含有 NaOH 的原因是:$① CaO + H_2O = Ca(OH)_2;$②Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃↓ + 2NaOH
(用化学方程式表示)。【提出问题】滤液中还可能含有哪些溶质?
【提出猜想】猜想 1:还可能有$ Ca(OH)_2。$猜想 2:还可能有$ Na_2CO_3。$
【实验探究】同学们分别设计了如下两种方案并进行实验。
方案一:甲同学取少量滤液于试管中,通入二氧化碳气体,没有观察到明显现象,从而得出猜想 2 成立。同学们一致认为,通过该实验不足以得出上述结论,原因是
通入二氧化碳无明显现象只能说明不含Ca(OH)₂(猜想1不成立),无法证明含有Na₂CO₃(猜想2是否成立不确定)
。方案二:乙同学和丙同学分别取少量滤液于试管中,滴加稀盐酸。乙同学观察到
有气泡产生
,证明猜想 2 正确。丙同学却没有观察到明显现象,你认为原因可能是加入的稀盐酸先与NaOH反应,盐酸量不足,未与Na₂CO₃反应
。【拓展延伸】证明猜想 2 正确后,同学们想进一步通过实验证明滤液中存在 NaOH。于是继续进行如下探究:
【查阅资料】氯化钡、硝酸钡、氯化钙、氯化钠溶液均显中性。
【进行实验】
【拓展提升】
(1)丁同学将步骤Ⅰ中的$ BaCl_2 $溶液换为其他试剂,进行以上实验,最终也得出了相同的实验结论。你认为合理的试剂是
Ba(NO₃)₂(或CaCl₂等合理答案)
(填写化学式)。(2)小芳同学认为向滤液中先加入无色酚酞试液,后加入过量的$ BaCl_2 $溶液,也能得出滤液中的溶质含有$ Na_2CO_3 $和 NaOH 的结论。你是否同意他的观点?
同意
。理由是先加酚酞试液变红说明溶液显碱性,加入过量BaCl₂溶液产生白色沉淀证明含Na₂CO₃,上层清液仍呈红色证明含NaOH
。答案
22.
NaCl
Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃↓ + 2NaOH
通入二氧化碳无明显现象只能说明不含Ca(OH)₂(猜想1不成立),无法证明含有Na₂CO₃(猜想2是否成立不确定)
有气泡产生
加入的稀盐酸先与NaOH反应,盐酸量不足,未与Na₂CO₃反应
溶液变红
(1)Ba(NO₃)₂(或CaCl₂等合理答案)
(2)同意
先加酚酞试液变红说明溶液显碱性,加入过量BaCl₂溶液产生白色沉淀证明含Na₂CO₃,上层清液仍呈红色证明含NaOH
NaCl
Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃↓ + 2NaOH
通入二氧化碳无明显现象只能说明不含Ca(OH)₂(猜想1不成立),无法证明含有Na₂CO₃(猜想2是否成立不确定)
有气泡产生
加入的稀盐酸先与NaOH反应,盐酸量不足,未与Na₂CO₃反应
溶液变红
(1)Ba(NO₃)₂(或CaCl₂等合理答案)
(2)同意
先加酚酞试液变红说明溶液显碱性,加入过量BaCl₂溶液产生白色沉淀证明含Na₂CO₃,上层清液仍呈红色证明含NaOH
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