Question

【題目】在古代，人們常用貝殼（主要成分是碳酸鈣，雜質(zhì)不參加反應(yīng)且不溶于水）和純堿為原料制取燒堿。某小組同學(xué)按下圖所示流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（1）貝殼高溫煅燒時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。

（2）操作Ⅰ的名稱____________。

（3）溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到固體C的過程中，常用玻璃棒攪拌，其目的是________________________。

【問題與發(fā)現(xiàn)】該小組同學(xué)所得到固體C一定是純凈的NaOH嗎？

【猜想與假設(shè)】根據(jù)反應(yīng)原理，小明、小軍、小華三位同學(xué)提出以下猜想：

小明：純凈的NaOH 小軍：NaOH和Na2CO3的混合物

小華： ________________________

【探究與驗(yàn)證】三位同學(xué)分別設(shè)計(jì)下列方案，對自己的猜想進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論如下表，請參與他們的探究并完成所缺內(nèi)容。

	實(shí)驗(yàn)操作	現(xiàn)象	結(jié)論
小明	取少量固體C，溶于適量水形成溶液后，滴加幾滴酚酞試液	溶液變紅	猜想成立
小軍	取少量固體C，溶于適量水形成溶液后，滴加足量_________	有氣泡產(chǎn)生	猜想成立
小華	取少量固體C，溶于適量水形成溶液后，滴加碳酸鈉溶液	______	猜想不成立

【反思與評價(jià)】請你根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程對小明同學(xué)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行合理的評價(jià)：________________。

【拓展探究】小軍同學(xué)定量分析所制取氫氧化鈉固體樣品中氫氧化鈉的含量。

實(shí)驗(yàn)步驟如下①檢查好裝置氣密性，裝好藥品后連接并固定好裝置；

②打開彈簧夾a，通入一段時(shí)間的空氣，精確稱量D裝置質(zhì)量記錄為100g；

③關(guān)閉彈簧夾a，打開B裝置中的分液漏斗，滴入稀硫酸，直到瓶內(nèi)無氣泡產(chǎn)生；

④打開彈簧夾a， 繼續(xù)通入一段時(shí)間空氣，再精確稱量D裝置質(zhì)量記錄為101.1g……

實(shí)驗(yàn)分析：

（1）實(shí)驗(yàn)中A裝置作用是_____________。

（2）實(shí)驗(yàn)步驟④中，繼續(xù)通入一段時(shí)間空氣的目的是_________________________。

（3）樣品中氫氧化鈉的含量為______________。（計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后一位）

Answer 1

【答案】 CaCO3高溫CaO+CO2↑ 過濾 使液體受熱均勻，防止液滴飛濺 NaOH和Ca(OH)2的混合物 稀鹽酸（合理均可） 無白色沉淀產(chǎn)生（或無明顯現(xiàn)象） 甲的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不嚴(yán)密，實(shí)驗(yàn)過程中純堿溶液和氫氧化鈣不一定恰好完全反應(yīng) ，而純堿溶液和氫氧化鈣溶液均顯堿性，無論哪種物質(zhì)過量，均能使酚酞溶液變紅，所以不能據(jù)溶液變紅確定只含氫氧化鈉；（說明：答到反應(yīng)后溶液均顯堿性，滴加酚酞均會(huì)變紅即可。） 除去空氣中的CO2 將反應(yīng)裝置內(nèi)殘留的CO2全部排出被D裝置吸收 【答題空10】73.5%

【解析】（1）根據(jù)碳酸鈣分解的反應(yīng)原理書寫方程式；

（2）根據(jù)分離固體和液體的方法分析解答；

（3）蒸發(fā)溶液時(shí)，玻璃棒的作用是通過攪拌使液體受熱均勻，防止液滴飛濺；

【猜想與假設(shè)】根據(jù)反應(yīng)物的量分析；

【探究與驗(yàn)證】根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作的現(xiàn)象及結(jié)論分析；

【反思與評價(jià)】分析所給反應(yīng)流程圖，純堿溶液和氫氧化鈣生成氫氧化鈉，但二者不一定恰好完全反應(yīng)；純堿溶液和氫氧化鈣溶液均顯堿性，無論哪種物質(zhì)過量，均能使酚酞溶液變紅，所以甲的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不嚴(yán)密；

實(shí)驗(yàn)分析：（1）根據(jù)NaOH的作用分析；

（2）根據(jù)避免CO2影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析；

（3）根據(jù)相關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算分析；

解：（1）貝殼高溫煅燒時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；

（2）操作Ⅰ的名稱過濾；

（3）溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到固體C的過程中，常用玻璃棒攪拌，其目的是使液體受熱均勻，防止液滴飛濺；

【猜想與假設(shè)】氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)，反應(yīng)物的量的多少不確定，故小華的猜想為NaOH和Ca(OH)2的混合物；

【探究與驗(yàn)證】小軍要檢驗(yàn)碳酸根的存在，故滴加足量稀鹽酸（合理均可）；小華

要確定氫氧化鈣不存在，滴加碳酸鈉溶液產(chǎn)生的現(xiàn)象是無白色沉淀產(chǎn)生（或無明顯現(xiàn)象）；

【反思與評價(jià)】甲的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不嚴(yán)密，實(shí)驗(yàn)過程中純堿溶液和氫氧化鈣不一定恰好完全反應(yīng) ，而純堿溶液和氫氧化鈣溶液均顯堿性，無論哪種物質(zhì)過量，均能使酚酞溶液變紅，所以不能據(jù)溶液變紅確定只含氫氧化鈉；

實(shí)驗(yàn)分析：（1）A裝置中裝有NaOH溶液，主要作用是除去空氣中的CO2，避免干擾實(shí)驗(yàn)；

（2）實(shí)驗(yàn)步驟④中，繼續(xù)通入一段時(shí)間空氣的目的是將反應(yīng)裝置內(nèi)殘留的CO2全部排出被D裝置吸收，避免干擾實(shí)驗(yàn)；

（3）樣品中變質(zhì)的氫氧化鈉與稀硫酸反應(yīng)生成二氧化碳。由裝置D的質(zhì)量變化可知，生成二氧化碳的質(zhì)量為101.1g-100g=1.1g。

設(shè)樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量為x。

Na2CO3 +H2SO4= Na2 SO4+ H2O+CO2↑

106 44

x 1.1g

x=2.65g

樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量為10g-2.65g=7.35g

樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 =73.5%

答：樣品中氫氧化鈉的含量為73.5%。