Question

【題目】實驗室有一瓶在空氣中露置的氫氧化鈉固體樣品，某興趣小組的同學對該樣品的成分及含量進行了探究。

（提出問題1）該樣品中含有哪些物質？

（提出猜想）通過分析，提出如下猜想：

猜想Ⅰ：該樣品中只含Na2CO3；

猜想Ⅱ：該樣品中含有NaOH和Na2CO3；

猜想Ⅲ：__________________。

則NaOH變質原因的化學方程式為__________________。

（查閱資料）

①堿性的Na2CO3溶液可以與中性的CaCl2溶液發(fā)生復分解反應；

②CO2在飽和的碳酸氫鈉溶液中幾乎不溶解。

（實驗探究1）

為確定該樣品的成分，小明設計了如下實驗方案，請你一起完成下列實驗報告。

實驗操作	實驗現象	實驗結論
(1)取少量樣品溶于水，加入足量 CaCl2溶液	______________	證明猜想Ⅲ不成立；該反應的化學方程式為__________
(2)將上述反應后的混合液過濾，取濾液加入____________；	溶液變紅	證明猜想Ⅱ成立

（實驗反思）

要除去NaOH中的Na2CO3應選擇的化學試劑是_____________。

（提出問題2）如何測量該部分變質樣品中碳酸鈉的質量分數？

（實驗探究2）

小紅同學設計如圖所示的裝置(鐵架臺略去)，實驗在27℃，101kPa 下進行，步驟如下：

①按圖連接好裝置；

②用托盤天平準確稱取該樣品2g，放入A中試管內，向B中集氣瓶中倒入飽和的碳酸氫鈉溶液至瓶頸處；

③向分液漏斗中加入稀硫酸，打開活塞，讓稀硫酸滴入試管中至過量，關閉活塞。反應結束后，量筒中收集到飽和的碳酸氫鈉溶液244mL。

請回答下列問題：

（1）在實驗步驟①和②之間，還缺少一實驗步驟，該實驗步驟是_______________；

（2）B中集氣瓶盛裝的飽和的碳酸氫鈉溶液不能用水代替，其理由是_______________；

（3）試管中原有的空氣對實驗結果是否有明顯影響？______________（填“有”或“沒有”）。

（4）變質氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質量分數為________________。（在27℃，101kPa時二氧化碳的密度為1.8g/L）（計算結果精確至1%）

Answer 1

【答案】該樣品中只含NaOH 有白色沉淀產生 CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl 酚酞 氫氧化鈣或氫氧化鋇 檢查裝置氣密性 二氧化碳能溶于水且要與水發(fā)生化學反應 沒有 49%

【解析】

提出猜想：

氫氧化鈉會與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，根據氫氧化鈉變質的情況，如果氫氧化鈉沒有變質，則該樣品中只含NaOH，氫氧化鈉變質是與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水；反應方程式為：；

實驗探究1：

猜想Ⅲ不成立，則固體中存在碳酸鈉，氯化鈣溶液和碳酸鈉反應生成白色沉淀碳酸鈣和氯化鈉，所以觀察到產生了白色沉淀，則說明在該固體中含有碳酸鈉，該反應的化學方程式為：CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl；

碳酸鈉被完全反應后，若溶液能夠使酚酞溶液變紅，則說明溶液呈堿性，從而可以判斷該溶液中含有氫氧化鈉。若酚酞試液沒有變紅，說明不含有氫氧化鈉，則猜想Ⅰ成立；若酚酞試液變紅，說明不含有氫氧化鈉，則猜想Ⅱ成立；

實驗反思：Na2CO3能與氫氧化鈣（或氫氧化鋇）反應生成碳酸鈣（或碳酸鋇）沉淀和氫氧化鈉溶液，能除去雜質且沒有引入新的雜質；要除去NaOH中的Na2CO3應選擇的化學試劑是氫氧化鈣或氫氧化鋇；

實驗探究2：

（1）做有氣體參與的連續(xù)性實驗的一般步驟是，連接裝置→檢驗裝置氣密性→裝藥品→做實驗。在實驗步驟①和②之間，還缺少實驗步驟，該實驗步驟是檢驗裝置氣密性；

（2）本題的實驗是通過測二氧化碳的體積來計算藥品中碳酸鈉的含量，所以必須保證二氧化碳的準確性，因為二氧化碳可以溶于水且與水發(fā)生化學反應，所以用飽和的碳酸氫鈉水溶液，可以避免二氧化碳的減少；B中集氣瓶盛裝的飽和的碳酸氫鈉溶液不能用水代替，其理由是二氧化碳能溶于水且與水發(fā)生化學反應；

（3）空氣中含有的二氧化碳量很少，試管中原有的空氣對實驗結果沒有明顯影響；

（4）224mL=0.224L，則生成二氧化碳的質量=0.224L×1.8 g/L=0.4032g；

設：樣品中含碳酸鈉的質量為x。

x≈0.97g；

變質氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質量分數為= 。