Question

【題目】實驗室有一瓶長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體樣品，觀察發現，樣品表面有白色的粉末。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：已完全變質，該樣品中只含；

猜想Ⅱ：部分變質，該樣品中含有NaOH和Na2CO3。

則變質反應的化學方程式為_____。

（查閱資料）①堿性的Na2CO3溶液可以與中型的CaCl2溶液發生復分解反應；

②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。

實驗操作	實驗現象	實驗結論
（1）取少量樣品溶于水，加入 ____	白色沉淀產生	該反應的化學方程式：___
（2）將上述反應后的混合液過濾，取濾液加入____	______	證明猜想Ⅱ成立

（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，量筒中收集到飽和碳酸氫氧化鈉溶液220mL。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%）

（提出問題3）怎樣提純該樣品得到純凈的氫氧化鈉固體？

（實驗探究3）為得到純凈的氫氧化鈉固體，小亮設計了如圖的實驗流程。

請回答下列問題：

（1）為了使樣品充分溶解，操作①中還要用到的玻璃儀器是_________ ；操作③中加熱到____________時停止加熱。

（2）該實驗中發生反應的化學方程式為 ____________ ；

（3）最終所得氫氧化鈉固體質量 ________ 變質后樣品中氫氧化鈉的質量（填“小于”、“等于”或“大于”）。

Answer 1

【答案】CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 過量的氯化鈣溶液 Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl 酚酞試液 溶液變紅色 檢查裝置的氣密性 避免二氧化碳溶解在水里而損耗，造成測定結果偏低 沒有 48% 玻璃棒 蒸發皿中出現較多量固體 Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH 大于

【解析】

[提出猜想]氫氧化鈉變質是與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，反應的化學方程式為：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；

[實驗探究1]過量的氯化鈣溶液和碳酸鈉反應生成白色沉淀碳酸鈣和氯化鈉，所以若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：Na2CO3+CaCl2═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，則猜想Ⅱ成立；

[實驗探究2]（1）做有氣體參與的連續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；

（2）本題的實驗目的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，所以用飽和的碳酸氫鈉水溶液，可以避免二氧化碳溶解在水里而損耗，造成測定結果偏低；

（3）空氣中含有的二氧化碳量很少，對結果沒有影響；

（4）220mL=0.22L，則生成二氧化碳的質量為：0.22L×1.8 g/L=0.396g
設樣品中含碳酸鈉的質量為x。

[實驗探究3]（1）操作①的名稱為溶解，為了使樣品充分溶解，可用玻璃棒攪拌；操作③是蒸發結晶，此過程中加熱到蒸發皿中出現較多量固體時停止加熱；

（2）碳酸鈉能與石灰水反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，能除去雜質且沒有引入新的雜質，化學方程式為Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH；

（3）根據反應看出，變質生成的碳酸鈉通過反應生成氫氧化鈉，最終所得氫氧化鈉固體質量比變質后樣品中氫氧化鈉的質量多，故填：大于。