【2015年江苏省盐城市】实验室中有一瓶长期使用的氢氧化钠固体样品，某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行探究．
【发现问题】该样品中含有哪些物质？
【查阅资料】①NaOH在空气中不会转化成NaHCO3．
②BaCl2溶液呈中性，Ba（OH）2是可溶性碱
③CO2在饱和的NaHCO3溶液中几乎不溶解
【提出猜想】猜想Ⅰ：NaOH 猜想Ⅱ：Na2CO3 猜想Ⅲ：NaOH和Na2CO3
【设计实验】
| 实验操作 |
实验现象 |
 |
步骤①：样品全部溶解 步骤②：观察到现象A |
【收集证据】（1）若现象A是有气泡产生，则X溶液为 ，则 （填“猜想Ⅰ”、“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”）不成立．
（2）若X溶液为BaCl2溶液，现象A是有白色沉淀生成，则产生沉淀的化学方程式是 ，取反应后的上层清液，测定其PH，当PH 7（填“＞”、“＜”或“=”），则证明猜想Ⅲ成立．
【定量分析】确定部分变质样品中Na2CO3的质量分数．
兴趣小组的同学用如图所示装置进行实验．
步骤如下：①按图连接好装置，并检查气密性；②准确称取该样品1.0g，放入烧瓶内；③打开活塞，滴加30.0%的稀硫酸至过量，关闭活塞；④反应结束后，量筒内液体的读数为55.0mL．（已知：室温条件下，CO2的密度为1.6g•L﹣1）
（1）B装置集气瓶内原有的空气对实验结果 （填“有”或“没有”）影响．饱和NaHCO3溶液如果用水代替，则所测CO2体积 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（2）计算该样品中Na2CO3的质量分数（写出计算过程，计算结果保留一位小数）
【实验反思】有同学指出，上述三种猜想并不全面，请再提出一种猜想 ．
如图是两个实验小组分别进行"加热硫酸铜和氢氧化钠溶液反应后生成物"的实验过程示意图：
【甲组】氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为 ，加热后产生黑色的氧化铜。
【乙组】为寻找实验中没有产生氧化铜的原因，他们进行了以下实验探究：
【查阅资料】在酸性条件下，氢氧化钠与硫酸铜在溶液中可发生如下反应：
6NaOH+4CuSO 4═3Na 2SO 4+Cu 4（OH） 6SO 4↓，生成的碱式硫酸铜是不溶于水的蓝白色固体，加热不易发生分解。
【提出猜想】根据资料分析，同学们针对试管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想：
猜想Ⅰ：硫酸铜溶液呈酸性；
猜想Ⅱ：生成的硫酸钠使溶液呈酸性。
【实验与结论】
实验①：用pH试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度，得出其pH 7（填"＞"、"＜"或"＝"），硫酸铜溶液呈酸性，猜想Ⅰ成立。
实验②：向盛有硫酸钠溶液的试管中逐滴加石蕊溶液，观察到溶液显紫色，硫酸钠溶液呈 （填"酸"、"中"或"碱"）性，猜想Ⅱ不成立。
【交流和反思】（1）乙组同学认真分析甲组实验后，一致认为不需要通过实验就能判断猜想Ⅱ不成立，理由是 氢氧化钠与硫酸铜反应会生成蓝白色沉淀；
（2） 在化学反应中， 相同的反应物因质量比不同可能会导致生成物不同， 请另举一列 （写出反应物即可）。
如图是两个实验小组分别进行"加热硫酸铜和氢氧化钠溶液反应后生成物"的实验过程示意图：
【甲组】氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为 ，加热后产生黑色的氧化铜．
【乙组】为寻找实验中没有产生氧化铜的原因，他们进行了以下实验探究：
【查阅资料】在酸性条件下，氢氧化钠与硫酸铜在溶液中可发生如下反应：
6NaOH+4CuSO 4═3Na 2SO 4+Cu 4（OH） 6SO 4↓，生成的碱式硫酸铜是不溶于水的蓝白色固体，加热不易发生分解．
【提出猜想】根据资料分析，同学们针对试管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想：
猜想Ⅰ：硫酸铜溶液呈酸性； 猜想Ⅱ：生成的硫酸钠使溶液呈酸性．
【实验与结论】
实验①：用pH试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度，得出其pH （填"＞"、"＜"或"﹦"），硫酸铜溶液呈酸性，猜想Ⅰ成立．
实验②：向盛有硫酸钠溶液的试管中逐滴加石蕊溶液，观察到溶液显紫色，硫酸钠溶液呈 （填"酸"、"中"或"碱"）性，猜想Ⅱ不成立．
【交流和反思】（1）乙组同学认真分析甲组实验后，一致认为不需要通过实验就能判断猜想Ⅱ不成立，理由是 ；
（2） 在化学反应中， 相同的反应物因质量比不同可能会导致生成物不同， 请另举一列 （写出反应物即可）．
要探究碳酸亚铁和氧气充分反应后的固体成分，请你参与华雪同学的探究：
【查阅资料】①碳酸亚铁（FeCO 3）具有还原性，在空气中灼烧生成的氧化物和CO 2气体．
②FeO是一种黑色粉末，它不稳定，在空气中加热，就迅速被氧化成四氧化三铁，四氧化三铁能与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水．
③FeCl 2能使高锰酸钾溶液褪色，而FeCl 3不能；FeCl 3溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色，FeCl 2溶液中滴加KSCN溶液，溶液不出现红色．
【猜想与假设】猜想1：固体成分是氧化铁；
猜想2：固体成分是四氧化三铁；
猜想3： ．
【活动与探究】连接仪器、装好药品如图所示（加热和固定装置已省略），打开止水夹K，通入氧气，加热玻璃管X．当Y瓶中产生的沉淀不再增加时，停止加热，继续通入氧气至玻璃管冷却．
取玻璃管里的少量固体于试管中，滴加盐酸，微热，固体完全溶解．将所得溶液分成甲、乙两份进行实验．
| 实验编号 |
实验步骤 |
实验现象 |
| a |
向甲溶液中滴加KSCN溶液 |
溶液变红色 |
| b |
向乙溶液中滴加高锰酸钾溶液 |
高锰酸钾溶液的紫红色不消失 |
【结论与反思】（1）由上述实验现象可知，FeCO 3在氧气中高温灼烧得到的固体产物是 ，因此，猜想 （填"1"或"2"或"3"）是正确的．
（2）FeCO 3在氧气中高温灼烧的化学方程式为 ．
（3）上述实验 （填"a"或"b"）是多余的，因为 ．
【总结与提升】（1）若实验结束时观察到Y瓶中仍然是澄清的，可能的原因是澄清石灰水的量不足，导致生成的碳酸钙转变成了可溶于水的碳酸氢钙．碳酸氢钙的化学式为 ．
（2）CO 2使澄清石灰水变浑浊的化学方程式为 ．
（3）华雪同学经过反思，觉得该实验设计还存在问题，因为如果在实验b中观察到 ，就不能确定哪个猜想是正确的．所以华雪同学又对该实验进行了定量探究：取11.6g纯净的碳酸亚铁固体，在空气中高温灼烧至恒重，称得固体质量净减3.6g．通过计算即可确定：FeCO 3和氧气充分反应后的固体成分是 ．
同学们在学习金属与盐溶液的反应时，老师强调："金属K、Ca、Na必须除外．"化学兴趣小组的同学们对此产生了兴趣，并在老师的指导下，进行如下探究：
【提出问题】将金属钠投入到硫酸铜溶液中，结果会怎样？
【查找资料】（1）少量钠通常保存在煤油中；
（2）钠是银白色的软金属，可用小刀切割，熔点97.81℃，沸点882.9℃，密度为0.97g/cm 3
（3）钠是一种很活泼的金属，遇水发生剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气．
【做出猜想】猜想Ⅰ：放出气体，生成蓝色沉淀，能置换出铜；
猜想Ⅱ：放出气体，生成蓝色沉淀，不能置换出铜．
【实验探究】
| 实验操作 |
实验现象 |
| ①取10ml一定溶质质量分数的硫酸铜溶液，倒入50ml的烧杯里 ②取一块钠，用滤纸吸干表面煤油，再切取绿豆大小的一块，投入溶液中 |
钠浮在液面上，熔化成闪亮小球，钠球游动，发出"嘶嘶"的声响，析出蓝色沉淀 |
【现象分析】（1）钠熔成小球是因为 ．
（2）钠球游动，发出"嘶嘶"声响说明有气体产生．
（3）析出蓝色沉淀是因为 （用化学方程式表示）
【继续探究】有部分同学认为置换出的铜可能被蓝色沉淀掩盖，于是他们进一步探究：
| 实验操作 |
实验现象 |
结论 |
| 取烧杯中少许沉淀于试管中，再向其中加入过量的稀硫酸 |
沉淀全部溶解，溶液变蓝色 |
|
【实验结论】在金属活动性顺序里，位于前面的金属（K、Ca、Na必须除外）能把位于后面的金属从它们盐的溶液里置换出来．K、Ca、Na必须除外是因为 ．
有一包固体粉末，可能由BaSO 4、CuSO 4、Na 2CO 3、BaCl 2、NaCl中的一种或几种组成，其实验小组对其成分进行了以下探究活动
【思考与交流】
（1）上述物质中不溶于水的是 ，溶于水其水溶液呈蓝色的是 （均填化学式）．
【活动与探究】
（2）取上述固体，加入足量水溶解，形成无色透明的溶液，由于取用固体较多，在溶解过程中要用到的玻璃仪器有 和 ．
（3）再向上述溶液中加入盐酸，产生大量的气泡．说明该固体中一定含有 （填化学式），该反应的化学方程式为 ．
（4）经过以上探究，不能确定的物质是 （填化学式）．
【探索与拓展】
（5）为了进一步确定原固体粉末的组成，实验小组取22克该固体粉末，溶于110克水配制成不饱和溶液，再向该溶液中缓慢加入100克一定质量分数的CaCl 2溶液，产生沉淀的质量与所加CaCl 2溶液的质量关系如图所示，试计算：
①恰好完全反应时生成沉淀的质量是 ．
②22克样品中Na 2CO 3的质量是多少克？（需写出计算过程）
③反应后所得溶液中CaCl 2的溶质质量分数是多少？（需写出计算过程）
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