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实验题 根据镁与二氧化碳的反应推测，钠也能在二氧化碳中燃烧，且固体产物可能为碳酸钠、氧化钠、碳中的两种或三种。某兴趣小组对钠在二氧化碳中燃烧后的产物进行定性和定量探究。
（1）假设产物为Na2CO3、Na2O和C的混合物，设计实验方案，验证其中的Na2CO3和Na2O。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。（已知室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6）
限选试剂及仪器：稀盐酸、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、精密pH试纸（精确至0.1）、烧杯、试管、滴管、玻璃棒、表面皿、比色卡
实验操作
| 预期现象和结论
|
步骤1：取适量产物样品于洁净烧杯中，加 入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，取上层清液备用。
| 有不溶的黑色固体。
|
步骤2：取适量步骤1清液于试管中，????
??????????????????????????????????????
| ??????????????????????????????????????
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|
步骤3：????????????????????????
????????????????????????????????
| ??????????????????????????????????????
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（2）假设产物为Na2CO3、Na2O和C的混合物，为进一步测定产物中Na2CO3的含量，进行了以下实验：
步骤1：准确称取w克试样，溶解、过滤后准确配制成250mL溶液。
步骤2：准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中，滴加几滴指示剂A，滴加c mol/L的标准盐酸至溶液的pH约为8.2（碳的主要存在形式为HCO3―），消耗盐酸的体积为V1mL；再滴加几滴甲基橙，继续用上述盐酸滴至溶液由黄色变橙色，消耗盐酸的体积为V2mL。
步骤3：重复实验3次。滴定结果如下
滴定
次数
| 待测溶液
的体积/mL
| 消耗标准盐酸的体积
| V1/mL
| V2/mL
| 1
| 25.00
| 15.02
| 4.97
| 2
| 25.00
| 14.98
| 5.03
| 3
| 25.00
| 13.21
| 6.75
?
①步骤2中，第一步滴定所使用的A指示剂为???????????，滴定终点的现象为???????????????????????。
②计算Na2CO3的质量分数=?????????????????（用含w、c的代数式表示）
实验题 根据镁与二氧化碳的反应推测，钠也能在二氧化碳中燃烧，且固体产物可能为碳酸钠、氧化钠、碳中的两种或三种。某兴趣小组对钠在二氧化碳中燃烧后的产物进行定性和定量探究。
（1）假设产物为Na2CO3、Na2O和C的混合物，设计实验方案，验证其中的Na2CO3和Na2O。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。（已知室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6）
限选试剂及仪器：稀盐酸、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、精密pH试纸（精确至0.1）、烧杯、试管、滴管、玻璃棒、表面皿、比色卡
实验操作
| 预期现象和结论
| 步骤1：取适量产物样品于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，取上层清液备用。
| 有不溶的黑色固体。
| 步骤2：取适量步骤1清液于试管中，????
??????????????????????????????????????
| ??????????????????????????????????????
??????????????????????????????????????
| 步骤3：????????????????????????
????????????????????????????????
| ??????????????????????????????????????
??????????????????????????????????????
?
（2）假设产物为Na2CO3、Na2O和C的混合物，为进一步测定产物中Na2CO3的含量，进行了以下实验：
步骤1：准确称取w克试样，溶解、过滤后准确配制成250mL溶液。
步骤2：准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中，滴加几滴指示剂A，滴加c mol/L的标准盐酸至溶液的pH约为8.2（碳的主要存在形式为HCO3―），消耗盐酸的体积为V1mL；再滴加几滴甲基橙，继续用上述盐酸滴至溶液由黄色变橙色，消耗盐酸的体积为V2mL。
步骤3：重复实验3次。滴定结果如下
滴定
次数
| 待测溶液
的体积/mL
| 消耗标准盐酸的体积
| V1/mL
| V2/mL
| 1
| 25.00
| 15.02
| 4.97
| 2
| 25.00
| 14.98
| 5.03
| 3
| 25.00
| 13.21
| 6.75
?
①步骤2中，第一步滴定所使用的A指示剂为???????????，滴定终点的现象为???????????????????????。
②计算Na2CO3的质量分数=?????????????????（用含w、c的代数式表示）
本题答案：
（1）
实验操作
预期现象与结论
本题解析：
试题分析：（1）Na2O+H2O=2NaOH，NaOH和Na2CO3都能与稀盐酸反应，因此不能滴加稀盐酸；Na2CO3与BaCl2、Ba(OH)2是都能反应生成白色沉淀，但是后者会引入NaOH，干扰产物中Na2O的检验，因此步骤2中只能滴加足量BaCl2溶液；充分振荡，有白色沉淀生成，说明产物中存在Na2CO3；静置，取上层清液于另外一支试管备用；由于室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6，如步骤2的上层清液中混有NaOH，则其pH>9.6，因此步骤3中应将一片精密pH试纸置于表面皿上，用玻璃棒蘸取步骤二上层清液点在精密pH试纸上，待颜色稳定后，对照比色卡读出数据，若溶液pH明显大于9.6说明产物中含有Na2O；（2）①步骤2中第一步滴定终点的pH约为8.2，刚好在酚酞的pH变色范围，因此选择酚酞作指示剂，当待测的碱性溶液由浅红色变成无色，且半分钟内不变色，这是滴定终点的现象，就停止滴定；②第3次滴定所得数据存在明显的误差，应舍去；根据第1、2次滴定所得体积计算平均体积，则V1=(15.02+14.98)mL/2=15.00mL，V2=(4.97+5.03)mL/2=5.00mL；由于第1次滴定时先后发生反应为NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，则n(HCl)=n(NaOH)+n(Na2CO3)=cmol/L×15.00×10—3L、n(Na2CO3)=n(NaHCO3)；第2次滴定时只发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，则n(HCl)=n(NaHCO3)=cmol/L×5.00×10—3L，所以n(Na2CO3)= n(NaHCO3)=cmol/L×5.00×10—3L，n(NaOH)= cmol/L×15.00×10—3L—cmol/L×5.00×10—3L = cmol/L×10.00×10—3L；式样中n(Na2CO3)=cmol/L×5.00×10—3L×250mL/25.00mL，n(NaOH)= cmol/L×10.00×10—3L×250mL/25.00mL；式样中m(Na2CO3)=cmol/L×5.00×10—3L×250mL/25.00mL×106g/mol，w(Na2CO3)=cmol/L×5.00×10—3L×250mL/25.00mL×106g/mol÷wg×100%=5.3c/w×100%。
本题所属考点：【探究性实验的设计与评价】
本题难易程度：【简单】
For a man to become a poet he must be in love, or miserable. 一个人要恋爱或潦倒才可成为诗人。 |
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