Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室有一瓶長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體樣品，觀察發(fā)現(xiàn)，樣品表面有白色粉末。某興趣小組的同學(xué)對該樣品的成分及含量進(jìn)行了探究。

（提出問題1）該樣品中含有哪些物質(zhì)？

（提出猜想）猜想Ⅰ：全部是NaOH；

猜想Ⅱ：已完全變質(zhì)，該樣品中只含Na2CO3；

猜想Ⅲ：部分變質(zhì)，該樣品中含有NaOH和Na2CO3。

（實(shí)驗(yàn)探究1）為確定該樣品成分，小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，請你一起完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取少量樣品溶于水，加入 足量的________；	白色沉淀產(chǎn)生	該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________
②將上述反應(yīng)后的混合液過濾， 取濾液加入________；	________	證明猜想Ⅲ成立

（提出問題2）怎樣提純該樣品得到純凈的氫氧化鈉固體？

（實(shí)驗(yàn)探究2）為得到純凈的氫氧化鈉固體，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程如下圖。請回答下列問題

⑴長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體樣品極易變質(zhì)，原因是________（用化學(xué)方程式表示）。操作B的名稱為________，所需的玻璃儀器有________、燒杯和玻璃棒。

⑵該實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。

⑶最終所得氫氧化鈉固體質(zhì)量________（選填“<”、“=”或“>”）變質(zhì)后樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量。

（實(shí)驗(yàn)探究3）為了測定NaOH的純度，某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置。

已知：CO2在飽和碳酸氫鈉溶液中幾乎不溶解。

⑷B中集氣瓶盛放的飽和碳酸氫鈉溶液不能用水代替，其理由是________。

⑸取10g樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算可知產(chǎn)生了CO20.44g，求原樣品中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，寫出計(jì)算過程_____________。

Answer 1

【答案】 氯化鋇溶液 BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2 NaCl 酚酞 紅 2NaOH+ CO2= Na2CO3+H2O 過濾 漏斗 Ba（OH）2+Na2CO3=BaCO3↓+2 NaOH > 二氧化碳能夠溶于水 89.4%

【解析】本題在氫氧化鈉的變質(zhì)后的成分及含量的探究的情境下，考查了堿、鹽的化學(xué)性質(zhì)和根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算。

實(shí)驗(yàn)探究1：若猜想Ⅲ成立，則溶液存在碳酸鈉和氫氧化鈉。氯化鋇溶液和碳酸鈉反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鈣和氯化鈉，可用足量的氯化鋇溶液檢驗(yàn)碳酸鈉并完全除去碳酸鈉。氫氧化鈉呈堿性，能使酚酞變紅色，再用酚酞檢驗(yàn)氫氧化鈉的存在。因此：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取少量樣品溶于水，加入足量的氯化鋇溶液；	白色沉淀產(chǎn)生	該反應(yīng)的化學(xué)方程式為BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl
②將上述反應(yīng)后的混合液過濾，取濾液加入酚酞；	溶液變紅	證明猜想Ⅲ成立

實(shí)驗(yàn)探究2：

⑴氫氧化鈉變質(zhì)是與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水；反應(yīng)方程式為：2NaOH+ CO2= Na2CO3+H2O；操作B得到固體和溶液，所以操作B是過濾；所需的玻璃儀器有漏斗、燒杯和玻璃棒；

⑵碳酸鈉能與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氫氧化鈉，能除去雜質(zhì)且沒有引入新的雜質(zhì)，方程式為Ba(OH)2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH；

⑶根據(jù)反應(yīng)看出，變質(zhì)生成的碳酸鈉通過反應(yīng)生成氫氧化鈉，最終所得氫氧化鈉固體質(zhì)量比變質(zhì)后樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量多，故填“>”；

⑷本題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^測量二氧化碳的體積來計(jì)算藥品中碳酸鈉的含量，所以必須保證二氧化碳的準(zhǔn)確性，因?yàn)槎�氧化碳能夠溶于水，所以用飽和的碳酸氫鈉水溶液，可以避免二氧化碳溶于水；

⑸設(shè)：樣品中含碳酸鈉的質(zhì)量為x。

Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O

106 　　44

x 0.44g

解之得：x=1.06g。

樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%≈89.4%。