Question

【題目】某小組同學以純堿和熟石灰為原料制燒堿，其化學方程式為________________。

該小組同學將反應后混合物過濾，將濾液蒸發，即得到燒堿固體。

【問題與發現】該小組同學所得到固體一定是純凈的NaOH嗎？

【猜想與假設】小明：純凈的NaOH 小軍：NaOH和Na2CO3的混合物 小華：__________________

【探究與驗證】三位同學分別設計下列方案，對自己的猜想進行驗證。實驗操作、現象和結論如下表，請參與他們的探究并完成所缺內容。

	實驗操作	現象	結論
小明	取少量樣品，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	取少量樣品，溶于適量水形成溶液后，滴加足量_________	有氣泡產生	猜想成立
小華	取少量樣品，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】請你根據實驗流程對小明同學設計的方案進行合理的評價：__________。

【拓展探究】小軍同學定量分析所制取氫氧化鈉固體樣品中氫氧化鈉的含量。

實驗步驟如下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，通入一段時間的空氣，精確稱量D裝置質量記錄為100g；

③關閉彈簧夾a，打開B裝置中的分液漏斗，滴入稀硫酸，直到瓶內無氣泡產生；

④打開彈簧夾a， 繼續通入一段時間空氣，再精確稱量D裝置質量記錄為101.1g ……

實驗分析：(1)實驗中C裝置作用是______________。

(2)實驗步驟④中，繼續通入一段時間空氣的目的是__________________。

(3)樣品中氫氧化鈉的含量為________。(計算結果精確到小數點后一位)；如果沒有裝置E，則測定結果與實際結果相比會_____(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。

Answer 1

【答案】 Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3↓ NaOH和Ca(OH)2 稀鹽酸或稀硫酸 無明顯現象 小明同學設計的方案不合理，純堿溶液和氫氧化鈣反應生成氫氧化鈉，但二者不一定恰好反應；純堿溶液和氫氧化鈣溶液均顯堿性，無論哪種物質過量，均能使酚酞試液變紅 干燥二氧化碳 使生成的二氧化碳完全被吸收 73.5% 偏小

【解析】本題考查了探究反應后溶液成分并定量分析所制取氫氧化鈉固體樣品中氫氧化鈉的含量。

碳酸鈉俗稱純堿、蘇打，能和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，該反應的化學方程式為：Na2CO3 + Ca(OH)2＝2NaOH + CaCO3↓；

猜想與假設：由于碳酸鈉與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和氫氧化鈉，如果恰好完全反應，反應后溶液中溶質是氫氧化鈉，如果碳酸鈉過量，則反應后溶液中的溶質是氫氧化鈉和碳酸鈉，如果氫氧化鈣過量，則反應后溶液中溶質是氫氧化鈣和氫氧化鈉，所以小華的猜想為：NaOH和Ca(OH)2；

探究與驗證：小軍的猜想是氫氧化鈉和碳酸鈉混合物，碳酸鈉能與酸溶液反應生成二氧化碳。取少量樣品，溶于適量水形成溶液后，滴加足量鹽酸或稀硫酸，若有氣泡產生，則小軍猜想成立；小華的猜想是氫氧化鈣和氫氧化鈉，碳酸鈉溶液能與氫氧化鈣溶液反應生成碳酸鈣沉淀。取少量樣品，溶于適量水形成溶液后，滴加碳酸鈉溶液，若無明顯現象，則小華猜想不成立；

反思與評價：根據實驗流程小明同學設計的方案不合理，純堿溶液和氫氧化鈣反應生成氫氧化鈉，但二者不一定恰好反應；純堿溶液和氫氧化鈣溶液均顯堿性，無論哪種物質過量，均能使酚酞試液變紅；

拓展探究：（1）由濃硫酸的吸水性可知B裝置的作用是：干燥二氧化碳；

(2)反應后裝置充滿了二氧化碳。實驗步驟④中，繼續通入一段時間空氣的目的是使生成的二氧化碳完全被吸收；

(3)根據題意反應產生的二氧化碳質量=100.1-100g=1.1g

設：產生1.1g的二氧化碳需碳酸鈉的質量為x

Na2CO3 +H2SO4 ==Na2SO4+ H2O + CO2↑

106 44

X 1.1g

x=2.65g

樣品中氫氧化鈉的含量= ×100%=73.5%；E裝置能防止空氣中的水和二氧化碳進入D裝置。如果沒有裝置E，測定的碳酸鈉質量偏大，則測定結果與實際結果相比會偏小。