1.某同学结合《天工开物》中对于“再生纸”和“造纸术”制造过程的描述，自行设计了再生纸制造方案。请结合制造方案一起探讨有关问题。

(1)废纸的主要成分是纤维素[$(C_6H_{10}O_5)_n$]，纤维素属于（填“有机化合物”或“无机化合物”）。
(2)操作a的名称为。
(3)加工过程中的一步操作是向纸浆中加入次氯酸钠，其反应产生的次氯酸具有漂白性，可达到漂白纸浆的目的，该过程是变化。
(4)经检测废液中含有一定量的碳酸钠，可向废液中加入适量处理后再排放。

1.(1)有机化合物 (2)过滤 (3)化学 (4)稀盐酸

【分析】
本题围绕再生纸制造流程设置四个问题，需逐一分析：1. 根据有机化合物定义判断纤维素类别；2. 结合分离固液的操作确定操作a名称；3. 根据变化中是否有新物质生成判断变化类型；4. 选择能与碳酸钠反应且产物无害的试剂处理废液。
【解析】
(1) 有机化合物是含碳元素的化合物（除CO、CO₂、碳酸、碳酸盐等少数特例），纤维素的化学式为$(C_6H_{10}O_5)_n$，含碳元素，属于有机化合物。
(2) 过滤是分离固体和液体混合物的操作，操作a将原浆分离为固体纸浆和液体废液，故操作a为过滤。
(3) 次氯酸的漂白性是利用其强氧化性，将有色物质氧化为无色物质，该过程有新物质生成，属于化学变化。
(4) 废液中的碳酸钠可与稀盐酸反应：$Na_2CO_3 + 2HCl = 2NaCl + H_2O + CO_2↑$，反应后生成的氯化钠等物质对环境无害，故加入适量稀盐酸处理后可排放。
【答案】
(1)有机化合物 (2)过滤 (3)化学 (4)稀盐酸
【知识点】
有机化合物、实验操作、化学变化
【点评】
本题结合实际生产场景，考查化学基础知识点，难度较低，侧重学生对基础知识的应用能力。
【难度系数】
0.3

2. 实现资源与人类智慧、自然法则间优雅循环，便是世间最美好的存续之道。“追梦”兴趣小组以回收废纸为起点，深耕“制造再生纸”跨学科实践活动。
Ⅰ. 探寻古法造纸
古法造纸术中在蒸煮环节往往选择碱性的石灰水或草木灰水(主要成分为$\ce{K_{2}CO_{3}}$),如果造纸原料纤维较复杂,会选择混合使用石灰水和草木灰水。
Ⅱ. 制造再生纸
兴趣小组利用回收的废纸进行“制造再生纸”,在蒸煮时加入了氢氧化钠。造纸后,为处理剩余的废液进行如下探究活动。
【查阅资料】①$\ce{BaCl_{2}}$溶液呈中性；②碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物,能吸收水和二氧化碳。
任务一 废液成分分析
【提出猜想】推测废液中含有氢氧化钠和碳酸钠中的一种或两种。
【进行实验】

【实验分析】
(3)步骤1中加入足量的氯化钡溶液的目的是。
(4)若步骤2中向试管中加入氯化铜溶液,观察到的现象为,也得出了相同的结论。
任务二 废液中碳酸钠含量的测定
兴趣小组设计了如图所示的实验:取100 g废液样品放入装置A的锥形瓶中,先通入一会儿$\ce{N_{2}}$,然后称量装置C、D的质量,再向锥形瓶中滴加足量稀硫酸,至不再产生气体,继续通一会儿$\ce{N_{2}}$后,测得装置C、D分别增重2.1 g和0.1 g。

(5)装置E的作用为。
(6)装置C中发生反应的化学方程式为。
(7)废液中碳酸钠的溶质质量分数是(精确到0.1%)。
(8)如果不再产生气体时,没有继续通一会儿$\ce{N_{2}}$,会使测定的碳酸钠含量(填“偏大”或“偏小”)。

2.(1)产生白色沉淀 (2)氢氧化钠(或NaOH) (3)检验并除尽$\ce{Na_{2}CO_{3}}$ (4)产生蓝色沉淀 (5)防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置 D,影响碳酸钠含量的测定
(6)$\ce{2NaOH + CO_{2} = Na_{2}CO_{3} + H_{2}O}$ (7)5.3% (8)偏小
解析:(1)碳酸钠能与氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠,氢氧化钠与氯化钡不反应,故废液中有碳酸钠时,实验现象是有白色沉淀生成。(2)步骤1后废液中不含碳酸钠,滴加酚酞试液后,溶液变红,说明废液中含有氢氧化钠。(3)步骤1中加入足量的氯化钡溶液的目的是检验并除尽碳酸钠,从而消除对氢氧化钠检验的干扰。(4)氯化铜能与氢氧化钠反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和氯化钠,也能证明废液中有氢氧化钠。(5)空气中含有二氧化碳和水蒸气,碱石灰可以吸收二氧化碳和水蒸气,则装置E的作用为防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置 D,影响碳酸钠含量的测定。(6)装置 A 中碳酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,二氧化碳和装置 C 中的氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,据此书写化学方程式。(7)测得装置 C、D 分别增重2.1 g和0.1 g,说明反应生成了2.2 g二氧化碳,设废液中碳酸钠的质量是x。
$\ce{Na_{2}CO_{3} + H_{2}SO_{4} = Na_{2}SO_{4} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$
106 44
x 2.2 g
$\frac{106}{44}=\frac{x}{2.2\ \mathrm{g}}\ \ \ x=5.3\ \mathrm{g}$
则废液中碳酸钠的溶质质量分数是$\frac{5.3\ \mathrm{g}}{100\ \mathrm{g}} × 100\% = 5.3\%$。
(8)如果不再产生气体时,没有继续通一会儿$\ce{N_{2}}$,装置内会残留少量的二氧化碳,导致测得的二氧化碳质量偏小,由二氧化碳计算出的碳酸钠质量分数偏小。

【分析】
首先明确废液成分的猜想为含氢氧化钠和碳酸钠中的一种或两种，需通过实验检验：步骤1加入足量氯化钡溶液，利用碳酸钠与氯化钡反应生成沉淀的特性，既检验碳酸钠的存在，又将其完全除去，避免后续检验氢氧化钠时受碳酸钠碱性的干扰；步骤2检验氢氧化钠可利用其与氯化铜反应的特征现象。对于碳酸钠含量的测定，利用碳酸钠与稀硫酸反应生成二氧化碳，通过测定二氧化碳质量计算碳酸钠含量，需明确装置的作用、实验操作对结果的影响，计算时要准确确定二氧化碳总质量，再结合化学方程式计算溶质质量分数，最后分析误差时需判断二氧化碳测定值的变化。
【解析】
(3) 碳酸钠能与氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀，而氢氧化钠与氯化钡不反应，加入足量氯化钡溶液，既可以检验废液中是否含有碳酸钠，又能将碳酸钠完全除去，防止其碱性对后续氢氧化钠的检验造成干扰，故目的是检验并除尽$\ce{Na_{2}CO_{3}}$。
(4) 氯化铜溶液与氢氧化钠反应会生成氢氧化铜蓝色沉淀，若观察到产生蓝色沉淀，说明废液中含有氢氧化钠，可得出相同结论。
(5) 空气中含有二氧化碳和水蒸气，装置E中的碱石灰能吸收这些气体，防止它们进入装置D，避免影响碳酸钠含量的测定，故作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D，影响碳酸钠含量的测定。
(6) 装置A中碳酸钠与稀硫酸反应生成的二氧化碳进入装置C，与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：$\ce{2NaOH + CO_{2} = Na_{2}CO_{3} + H_{2}O}$。
(7) 装置C增重的2.1g是吸收的二氧化碳质量，结合装置D增重的0.1g，可知反应生成的二氧化碳总质量为$2.1\ \mathrm{g} + 0.1\ \mathrm{g} = 2.2\ \mathrm{g}$。设废液中碳酸钠的质量为$x$，根据反应$\ce{Na_{2}CO_{3} + H_{2}SO_{4} = Na_{2}SO_{4} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$，可得$\frac{106}{44} = \frac{x}{2.2\ \mathrm{g}}$，解得$x=5.3\ \mathrm{g}$。则废液中碳酸钠的溶质质量分数为$\frac{5.3\ \mathrm{g}}{100\ \mathrm{g}} × 100\% = 5.3\%$。
(8) 若不再继续通一会儿$\ce{N_{2}}$，装置内会残留少量生成的二氧化碳，导致测得的二氧化碳质量偏小，根据二氧化碳计算出的碳酸钠质量偏小，因此测定的碳酸钠含量偏小。
【答案】
(3)检验并除尽$\ce{Na_{2}CO_{3}}$；(4)产生蓝色沉淀；(5)防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D，影响碳酸钠含量的测定；(6)$\ce{2NaOH + CO_{2} = Na_{2}CO_{3} + H_{2}O}$；(7)5.3%；(8)偏小
【知识点】
酸碱盐的化学性质；化学方程式计算；实验探究与误差分析
【点评】
本题结合跨学科实践活动，将酸碱盐的性质、实验操作目的、化学计算与误差分析相结合，考查学生的实验探究能力和计算分析能力，需要学生掌握物质检验、除杂的原则，以及实验数据处理和误差判断方法，是一道综合性较强的化学题。
【难度系数】
0.5