17.化學小組的同學們在進行二氧化碳的興趣實驗時發(fā)現(xiàn),金屬鈉可以再二氧化碳氣體中燃燒,反應后集氣瓶內有黑色固體和白色固體生成.該固體是什么呢?于是,同學們對金屬鈉在二氧化碳中燃燒得到的固體成分進行了探究.
I.定性探究
【查閱資料】
①Na是非;顫姷慕饘,常溫下可以與O
2、H
2O等物質反應.
②二氧化碳不溶于飽和碳酸氫鈉溶液.
③Na
2O是白色固體,與H
2O反應生成NaOH.
【猜想】
(1)根據(jù)質量守恒定律判斷,黑色固體可能是碳(填物質名稱).
(2)白色固體可能是氧化鈉(Na
2O)、碳酸鈉.
【實驗步驟】
(1)如圖,連接裝置,檢查裝置的氣密性.
(2)裝入藥瓶.關閉止水夾b,打開止水夾a,向錐形瓶中加入稀鹽酸.A中發(fā)生反應的化學方程式為CaCO
3+2HCl=CaCl
2+H
2O+CO
2↑.
(3)待E中澄清石灰水變渾濁后,關閉a,打開b,點燃酒精燈,鈉在硬質玻璃管中劇烈燃燒.E中發(fā)生反應的化學方程式為Ca (OH)
2+CO
2=CaCO
3↓+H
2O;E中澄清石灰水變渾濁后,才能點燃酒精燈的原因是排出裝置內的空氣,防止鈉和氧氣、水蒸氣反應.
(4)待反應完全后,熄滅酒精燈,等裝置冷卻后,停止通二氧化碳氣體.
(5)取出少量D中生成的白色固體于試管中,加入足量稀鹽酸,有氣泡產生,然后將產生的氣體通入澄清石灰水,有白色渾濁出現(xiàn),證明白色固體中含有碳酸鈉.
(6)另取少量D中生成的白色固體于試管中,加水溶解,加入足量,有白色沉淀產生;在反應后的混合物中,滴加幾滴,溶液變紅,證明白色固體中含有氧化鈉.
II.定量探究
為了探究白色固體中碳酸鈉的含量,實驗小組的同學設計了如圖所示實驗.
實驗過程中數(shù)據(jù)記錄如下表:
項目 | 固體樣品 | 加入的水 | 加入的稀硫酸 | 黑色固體 | 溶液C |
質量 | 1.8g | 100g | 100g | 0.12g | 201.24g |
(1)實驗操作①得到的黑色固體A必須洗滌2~3次,并將得到的洗滌液匯總到溶液B中,否則會使測得的碳酸鈉含量偏。ㄌ睢捌蟆、“偏小”).
(2)根據(jù)表中記錄的數(shù)據(jù),計算1.8g固體樣品中碳酸鈉的質量分數(shù).寫出計算過程,計算結果保留1位小數(shù).(有關化學方程式:Na
2CO
3+H
2SO
4═Na
2SO
4+H
2O+CO
2↑)