Question

8．某興趣小組對部分變質(zhì)的氫氧化鈉固體進行提純，設(shè)計了如圖操作流程：請回答：

（1）步驟②反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；加入過量Ca（OH）₂的目的是將溶液中的碳酸鈉完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鈉
（2）濾液B中的溶質(zhì)是Ca（OH）₂、NaOH（寫化學(xué)式）；步驟③所包含的具體操作是加熱濃縮、降溫結(jié)晶、過濾．
（3）探究變質(zhì)NaOH固體中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．
【設(shè)計實驗】甲組同學(xué)：稱取20.0g樣品，放入足量的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為14.6%的稀鹽酸直到反應(yīng)停止，共收集到4.40g二氧化碳．
乙組同學(xué)：稱取20.0g樣品，加水配成溶液，向溶液中加入過量的澄清石灰水．過濾、洗滌、干燥，共得到白色沉淀10.0g．
【解決問題】
根據(jù)兩組同學(xué)的實驗結(jié)果，請你幫助他們計算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)：64.6%．（請寫出計算過程 
Ca：40 C：12  O：16  H：1  Na：23）
【交流與反思】
在交流時，老師問同學(xué)們“能否用上述實驗所得的數(shù)據(jù)計算出樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)”，甲乙兩組的同學(xué)都一致認為可以．但小明思考后，覺得甲、乙兩種方案都不妥，理由是：因為樣品中有水，無法測出樣品的氫氧化鈉的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）變質(zhì)的氫氧化鈉常會含有碳酸鈉，碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)會生成碳酸鈣與氫氧化鈉，過量的氫氧化鈣會把碳酸鈉清除的更干凈一些．
（2）濾液B中會含有剩余的氫氧化鈣及氫氧化鈉兩種溶質(zhì)，由氫氧化鈉和氫氧化鈣的溶解度與溫度的關(guān)系可確定分離它們的方式；
【解決問題】根據(jù)樣品與石灰水反應(yīng)生成沉淀碳酸鈣的質(zhì)量，先求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．
【交流與反思】根據(jù)因為樣品中有水，無法測出樣品的氫氧化鈉的質(zhì)量解答．

解答 解：
（1）變質(zhì)的氫氧化鈉常會因氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)含有碳酸鈉，碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)會生成碳酸鈣與氫氧化鈉，為把碳酸鈉清除的更干凈一些常會加入過量的氫氧化鈣．
故答案為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；將溶液中的碳酸鈉完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鈉．
（2）由于溶液中加入了過量的氫氧化鈣，所以濾液中會含有氫氧化鈉與氫氧化鈣，因為這兩種物質(zhì)的溶解度隨溫度的變化差異很大，故可采用降溫結(jié)晶的方式進行分離．
故答案為：Ca（OH）₂；NaOH；降溫結(jié)晶；
【解決問題】
設(shè)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x，
Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH
106              100
x                10g
$\frac{106}{x}=\frac{100}{10g}$
解得x=10.6g
所以：$\frac{10.6g}{16.4g}$×100%=64.6%，所以答案為：64.6%．
并把生成的氣體通入澄清的石灰水中，石灰水變渾濁．
【交流與反思】
因為樣品中有水，無法測出樣品的氫氧化鈉的質(zhì)量，所以以上數(shù)據(jù)不能計算出樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)，所以答案為：樣品中有水，無法測出樣品的氫氧化鈉的質(zhì)量．
答案：
（1）Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；將溶液中的碳酸鈉完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鈉；
（2）Ca（OH）₂；NaOH；
【解決問題】64.6%．
【交流與反思】樣品中有水，無法測出樣品的氫氧化鈉的質(zhì)量．

點評 此題是對溶解度知識及混合物分離的有關(guān)知識考查，解題的關(guān)鍵是結(jié)合利用溶解度知識對混合物的分離進行探討，屬常規(guī)性混合物分離的題目．