有三份白色固体分别为碳酸钠、碳酸氢钠及二者的混合物。某化学课外活动小组对其进行相关实验和探究。
I.甲组同学采用加热的方法确定其成分。
(1)除托盘天平、药匙、三脚架、泥三角、玻璃棒和干燥器外,完成本实验还需要的实验仪器有_________。
(2)该小组同学准确称取一定量的样品m
1g,多次加热、冷却、称量直至恒重,质量为m
2g。依据得出结论,请完成下表。
| m2与m1的关系
| 结论
|
①
|
| 样品为Na2CO3
|
②
|
| 样品为NaHCO3
|
③
|
| 样品为Na2CO3和 NaHCO3的混合物
|
II.乙组同学利用已鉴别出的NaHCO
3和Na
2CO
3,继续进行实验,对于“能否用CaCl
2鉴别的NaHCO
3和Na
2CO
3”的问题进行探究。
(3)小组同学先将NaHCO
3、Na
2CO
3、CaCl
2固体分别配制成0.5mol/L的溶液。设汁如下实验方案:
表1
| 实验方案
| 预测现象
|
实验1
| 向2mL Na2CO3溶液中滴加1mL CaCl2溶液
| 有白色沉淀生成
|
实验2
| 向2mL NaHCO3溶液中滴加1mL CaCl2溶液
| 无白色沉淀生成
|
若已知:①室温下,0.5mol/L NaHCO
3溶液pH=8.5,溶液中c(HCO
3-)="0.49" mol/L 。
②室温下, H
2CO
3的二级电离常数K
2=5.6×10
-11。
③Ksp(CaCO
3)=2.8×10
-9。
试估算使0.5mol/L NaHCO
3溶液中的CO
32-沉淀所需的c(Ca
2+)应不低于_____mol/L,并由此得出结论:实验2的预测现象_____(填“正确”或“不正确”)。
⑷实际实验过程发现实验2的现象为白色沉淀并有无色气体生成。此现象对应的离子方程式为_____________。
(5)该小组同学继续设计实验对NaHCO
3溶液与CaCl
2溶液的反应进行探究,利用气体压力传感器得到的部分实验数据如下:(注:CaCl
2溶液浓度相同)
表2 容器内气体浓度达到10000ppm所需时间
C(NaHCO3)/(mol/L)
| 所需时间/s
|
v(CaCl2):v(NaHCO3)
|
1:5
| 2:5
| 4:5
| 1:1
|
1.0
| 142
| 124
| 114
| 156
|
0.5
| 368
| 264
| 244
| 284
|
0.25
| 882
| 450
| 354
| 632
|
0.1
| 1126
| 1316
| 816
| 1816
|
由实验数据可得出的结论是:
①当v(CaCl
2):v(NaHCO
3)一定时,随着_____,气体逸出速率减小;
②NaHCO
3浓度在0.1~1.0mol/L,v(CaCl
2)与v(NaHCO
3)的比值为____时,气体逸出速率最快,可获得理想的实验观察效果。