Question

3．已知：二氧化碳?xì)怏w既不溶于飽和NaHCO₃溶液也不與NaHCO₃反應(yīng)：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．某學(xué)生欲用濃鹽酸與大理石反應(yīng)先制取干燥純凈的二氧化碳?xì)怏w，再進(jìn)行二氧化碳的性質(zhì)探究實驗．實驗室提供了下列裝置和藥品．

請回答相關(guān)問題：
（1）若將裝置D裝滿一種液體，利用排該液體的方法收集一瓶二氧化碳?xì)怏w，則該液體可選用NaHCO₃溶液．
（2）欲用濃鹽酸與大理石反應(yīng)制取干燥純凈的二氧化碳?xì)怏w．兩個凈化裝置相連接時，其儀器接口順序應(yīng)為d→a（填接口序號）．
（3）為探究二氧化碳的性質(zhì)，用Y形導(dǎo)管完成以下實驗．
圖2中Y形導(dǎo)管平放于桌面上，將圖1中制取的干燥純凈的二氧化碳?xì)怏w，緩緩?fù)ㄈ擘佗趦芍г嚬軆?nèi)一會兒，觀察到①試管內(nèi)并無明顯反應(yīng)現(xiàn)象，②試管內(nèi)變渾濁．然后將①②兩支試管內(nèi)的廢液倒入同一個干凈的燒杯中，并將廢液進(jìn)行過濾，同學(xué)們對濾液成分進(jìn)行了探究．
【提出問題】濾液中除水外還含有那些物質(zhì)？

【查閱資料】①氯化鈣溶液呈中性；②Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
【猜想假設(shè)】甲認(rèn)為：只含有氫氧化鈉；
乙認(rèn)為：只含有碳酸鈉；
丙認(rèn)為：含有氫氧化鈉和氫氧化鈣；
你認(rèn)為還可能是氫氧化鈉和碳酸鈉（寫一種猜想）．
【實驗設(shè)計】設(shè)計一個簡單的實驗證明你的猜想正確．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取濾液于試管中，取濾液于試管中，加入過量的氯化鈣溶液，靜置取上層清液滴加無色酚酞	試管中出現(xiàn)白色渾濁，且上層清液呈紅色	猜想正確

【實驗分析】甲同學(xué)針對自己的猜想進(jìn)行了如下實驗：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取樣于試管中，滴入少量稀鹽酸	無明顯現(xiàn)象	猜想成立

你認(rèn)為甲同學(xué)對實驗結(jié)果判斷是否正確？請說明理由．不正確，因為乙、丙猜想均可出現(xiàn)上述現(xiàn)象．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二氧化碳?xì)怏w既不溶于飽和NaHCO₃，溶液也不與NaHCO₃反應(yīng)分析；
（2）根據(jù)除雜質(zhì)氯化氫和水蒸氣的先后順序考慮本題；
（3）【猜想】根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈣、氫氧化鈉反應(yīng)時，可能剛好完全反應(yīng)，也可能其中的一種過量，結(jié)合題中的猜想進(jìn)行分析；
【實驗設(shè)計】根據(jù)猜想，只要設(shè)計實驗驗證氫氧化鈉和碳酸鈉存在進(jìn)行分析；
【實驗分析】根據(jù)鹽酸也可以與氫氧化鈉和氫氧化鈣的反應(yīng)進(jìn)行分析

解答 解：（1）二氧化碳?xì)怏w既不溶于飽和NaHCO₃，溶液也不與NaHCO₃反應(yīng)，而且還與氯化氫氣體反應(yīng)，故填NaHCO₃溶液；
（2）除水用濃硫酸，除去氯化氫用飽和碳酸氫鈉溶液，如果先除掉水后，再通過碳酸氫鈉溶液時會又帶上水，前面的水就白除了，所以把除水放在最后除，要先通過飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫，再通過濃硫酸除水，在除雜質(zhì)時要遵循長進(jìn)短出的原則，故儀器接口順序應(yīng)為d接a；故填d→a；
（3）[猜想]根據(jù)反應(yīng)原理可知，①②試管中二氧化碳與兩種堿的反應(yīng)，可能是兩者恰好完全反應(yīng)，也可能其中的一種過量，結(jié)合已有的猜想，可猜想混合液中含有氫氧化鈉和碳酸鈉，
[實驗設(shè)計]由于兩者的溶液均顯堿性，所以可以加入只和碳酸鈉反應(yīng)的物質(zhì)氯化鈣，如果有白色沉淀生成既有碳酸鈉，再取反應(yīng)后的上層清液檢驗其是否具有堿性，如果顯堿性則原溶液中含有氫氧化鈉，因此需在上層清液中滴加酚酞進(jìn)行檢驗，所以實驗如下：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取濾液于試管中，取濾液于試管中，加入過量的氯化鈣溶液，靜置取上層清液滴加無色酚酞	試管中出現(xiàn)白色渾濁，且上層清液呈紅色	猜想正確

[實驗分析]鹽酸也可以和氫氧化鈉反應(yīng)也可與氫氧化鈣反應(yīng)，反應(yīng)時均無現(xiàn)象出現(xiàn)，因此無法區(qū)分乙與丙的猜想；
故答案為：（1）NaHCO₃溶液；
（2）d→a；
（3）[猜想假設(shè)]氫氧化鈉和碳酸鈉；
[實驗設(shè)計]實驗步驟：取濾液于試管中，加入過量的氯化鈣溶液，靜置取上層清液滴加無色酚酞；實驗現(xiàn)象：試管中出現(xiàn)白色渾濁，且上層清液呈紅色；
[實驗分析]不正確，因為乙、丙猜想均可出現(xiàn)上述現(xiàn)象．

點評 在做此類題時，首先弄清所要鑒別的物質(zhì)的不同性質(zhì)，然后選擇適當(dāng)?shù)脑噭┻M(jìn)行鑒別，出現(xiàn)不同的現(xiàn)象，在分析化學(xué)反應(yīng)后所得物質(zhì)的成分時，除考慮生成物外還需考慮反應(yīng)物的過量問題．