Question

3．同學們運用對比的學習方法探究堿的性質．

實驗一 觀察固體表面	實驗二 向兩塊固體表面滴加稀鹽酸	實驗三 振蕩3個塑料瓶

（1）由實驗一、二可知，氫氧化鈉會吸收空氣中的二氧化碳和水，因此要密封保存．
（2）實驗三種觀察到3個塑料瓶變癟的程度為A＞B＞C，對此A瓶與C（填“B”或“C”）瓶的實驗現(xiàn)象，可證明CO₂能與NaOH發(fā)生反應．
（3）同學們設計如下兩種方案鑒別氫氧化鈉和氫氧化鈣兩種飽和溶液．

實驗一	實驗二	分析
	微熱（不考慮水分蒸發(fā)）	兩種方案中均觀察到A試管內出現(xiàn)白色渾濁，則A中溶液為飽和氫氧化鈣溶液；方案二的設計原理是氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小，氫氧化鈉的溶解度隨溫度升高而增大．

（4）某同學發(fā)現(xiàn)工業(yè)上使用的氫氧化鈉固體標簽如圖所示，于是對其成分進行了探究：

【提出問題】氫氧化鈉中含有什么雜質？
【查閱資料】①在華工生產(chǎn)中，原料往往不能完全轉化為產(chǎn)品．
②工業(yè)上制取NaOH的反應原理是：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，然后蒸發(fā)溶劑獲得NaOH固體．
③堿性的Na₂CO₃溶液與中性的CaCl₂溶液發(fā)生復分解反應．
【提出猜想】氫氧化鈉中含有的雜質為碳酸鈉和氯化鈉．
提出上述猜想的理由是原料中的NaCl未完全反應，氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉．
【進行實驗】取固體于試管中，加水溶解并向溶液中加入過濾稀鹽酸．
【實驗結論】溶液中有明顯現(xiàn)象，證明雜質中一定含有碳酸鈉．
【反思評價】該同學想進一步證明固體中含有氫氧化鈉，實驗方案是取少量固體于試管中加水溶解，加入過量的氯化鈣溶液使沉淀完全，靜置后向上層清液中滴加酚酞溶液，溶液變紅，則固體中含有氫氧化鈉．
（5）某碳酸鈉樣品中含有少量氯化鈉．現(xiàn)稱量11g該樣品放入燒杯中，然后加入一定量溶質的質量分數(shù)為14.6%的稀鹽酸，至恰好完全反應，去除溶液中的水分，最終得到12.1g氯化鈉固體．計算：
①碳酸鈉樣品中碳酸鈉的質量；
②反應后所得溶液中溶質的質量分數(shù)．（結果精確到0.1%）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氫氧化鈉的化學性質進行分析；
（2）根據(jù)二氧化碳與氫氧化鈉、氫氧化鈣、水的反應；
（3）根據(jù)氫氧化鈉與氫氧化鈣的溶解性進行分析；
（4）【提出猜想】根據(jù)氫氧化鈉的制法和變質進行分析；
【反思評價】②根據(jù)氫氧根離子驗證進行分析；
（5）①分析反應可發(fā)現(xiàn)，反應前為碳酸鈉和氯化鈉的混合物，而反應后得到固體為氯化鈉，質量增加了12.1g-11g=1.1g，而該過程中是固體的質量增加了，所以可以根據(jù)差量法進行解答；
②反應后溶液的質量為反應前樣品的質量+稀鹽酸的質量-生成的二氧化碳的質量，然后結合溶液中溶質的質量分數(shù)的計算公式進行計算即可．

解答 解：（1）由上圖實驗一、二可知，氫氧化鈉會吸收空氣的 H₂O、CO₂，因此要密封保存；
（2）實驗三中可觀察到三個軟塑料瓶變癟的程度大小為A＞B＞C，A瓶內發(fā)生反應為二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應，對比A瓶與C瓶的實驗現(xiàn)象可證明CO₂能與NaOH發(fā)生反應；
（3）考慮氫氧化鈉與氫氧化鈣的溶解性：兩種方案中均觀察到A試管內出現(xiàn)白色渾濁，A中試劑為飽和氫氧化鈣溶液；方案二的設計原理是利用了氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減少；氫氧化鈉的溶解度隨溫度升高而升高；兩者的溶解度受溫度影響情況不同；

實驗一	實驗二	分析
	微熱（不考慮水分蒸發(fā)）	兩種方案中均觀察到A試管內出現(xiàn)白色渾濁，則A中溶液為飽和氫氧化鈣溶液；方案二的設計原理是氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小，氫氧化鈉的溶解度隨溫度升高而增大

（4）【提出猜想】根據(jù)工業(yè)制取NaOH的反應原理是：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，然后蒸發(fā)溶劑獲得NaOH固體；可能有氯化鈉沒有全部反應，又因為氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉；
【反思評價】②要驗證氫氧化鈉，首先要排除碳酸鈉的干擾，可以取少量固體于試管中加水溶解，加入過量的氯化鈣溶液使沉淀完全，靜置后向上層清液中滴加酚酞溶液，溶液變紅，則固體中含有氫氧化鈉；
（5）解：設碳酸鈉的質量為x，
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑ 
106    73    117       44   
x     $\frac{73x}{106}$   $\frac{117x}{106}$    $\frac{44x}{106}$     
則11g-x+$\frac{117x}{106}$=12.1g
解得：x=10.6g
②反應后所得溶液中溶質的質量分數(shù)為：$\frac{12.1g}{11g+7.3g+14.6g-4.4g}$×100%≈21.4%   
答：①碳酸鈉樣品中碳酸鈉的質量為10.6g；
②反應后所得溶液中溶質的質量分數(shù)為21.4%．
故答案為：（1）二氧化碳和水；
（2）C；
（3）飽和氫氧化鈣溶液；氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小，氫氧化鈉的溶解度隨溫度升高而增大；

實驗一	實驗二	分析
		飽和氫氧化鈣溶液；氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小，氫氧化鈉的溶解度隨溫度升高而增大

（4）【提出猜想】原料中的NaCl未完全反應，氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉；
【反思評價】②取少量固體于試管中加水溶解，加入過量的氯化鈣溶液使沉淀完全，靜置后向上層清液中滴加酚酞溶液，溶液變紅，則固體中含有氫氧化鈉；
（5）①碳酸鈉樣品中碳酸鈉的質量為10.6g；
②反應后所得溶液中溶質的質量分數(shù)為21.4%．

點評 熟練掌握二氧化碳和氫氧化鈉、氫氧化鈣的化學性質，能夠根據(jù)物質的性質設計實驗對物質進行鑒別，在學習中要注意培養(yǎng)自己設計實驗的能力．