Question

14．某工廠用電解飽和食鹽水方法生產(chǎn)氯氣、燒堿、氫氣等化工產(chǎn)品，這種工業(yè)稱(chēng)為“氯堿工業(yè)”． （反應(yīng)的化學(xué)方程式：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑），某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)該廠生產(chǎn)的燒堿樣品進(jìn)行如下探究．
Ⅰ．定性探究
【提出問(wèn)題】燒堿樣品中可能含有哪些雜質(zhì)？
【猜    想】一：可能含有Na₂CO₃，作出此猜想的依據(jù)是CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O （用化學(xué)方程式表示）．
二：可能含有NaCl，作出此猜想的依據(jù)是可能有少量的氯化鈉沒(méi)有反應(yīng)（用簡(jiǎn)潔的文字表述）．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	解釋或結(jié)論
①取適量燒堿樣品置于試管中，加水溶解，并用手觸摸試管外壁	試管外壁發(fā)熱	原因是：氫氧化鈉固體．溶于水放熱
②向①所得的溶液中逐滴加入稀硝酸至過(guò)量	開(kāi)始無(wú)明顯現(xiàn)象，一段時(shí)間后產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體	樣品中含有的雜質(zhì)是Na2CO3．
③向②所得的溶液中滴加幾滴硝酸銀溶液	產(chǎn)生白色沉淀現(xiàn)象	樣品中還含有的雜質(zhì)是NaCl．

【交流與討論 小明同學(xué)提出：“上述實(shí)驗(yàn)中稀硝酸也可以用稀鹽酸代替”．你認(rèn)為他的觀點(diǎn)
不正確（填“正確”或“不正確”）．
Ⅱ．定量探究
【提出問(wèn)題】如何測(cè)定燒堿樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)呢？
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】小婉同學(xué)設(shè)計(jì)探究方案后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并測(cè)得數(shù)據(jù)如下：
【實(shí)驗(yàn)一】取燒堿樣品20g，加足量稀鹽酸，稱(chēng)量反應(yīng)前后D裝置的質(zhì)量增重0.22g；

根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程回答下列問(wèn)題：
（1）裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式NaOH+HCl═NaCl+H₂O，Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝猓�其作用有�?br />①攪拌B、C 中的反應(yīng)物，使其充分反應(yīng)；②使生成的二氧化碳全部進(jìn)入D裝置；
（3）裝置C的作用是除去水蒸氣；若沒(méi)有E裝置，則測(cè)得樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大（填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
【實(shí)驗(yàn)二】取燒堿樣品20g加水充分溶解，加足量AgNO₃溶液和稀HNO₃，過(guò)濾、洗滌、干燥，稱(chēng)量生成2.87g白色濾渣．
請(qǐng)你利用小婉同學(xué)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

Answer 1

分析 二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，因此可能有碳酸鈉；氯化鈉可能沒(méi)有全部反應(yīng)，因此可能有氯化鈉．加水溶解，試管外壁發(fā)熱，原因是氫氧化鈉固體溶于水放熱；向①所得的溶液中逐漸加入稀硝酸至過(guò)量，一開(kāi)始無(wú)明顯現(xiàn)象，一段時(shí)間后產(chǎn)生能使澄清石灰水渾濁的氣體，因此樣品中含有的雜質(zhì)是碳酸鈉；向②所得的溶液中滴加幾滴硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀氯化銀，說(shuō)明樣品中還含有的雜質(zhì)是氯化鈉；上述實(shí)驗(yàn)中稀硝酸不可以用稀鹽酸代替，因?yàn)辂}酸中有氯離子，影響氯化鈉中氯離子的檢驗(yàn)．

解答 解：【猜 想】一：二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，因此可能有碳酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；故答案為：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
二：氯化鈉可能沒(méi)有全部反應(yīng)，因此可能有氯化鈉；故填：可能有少量的氯化鈉沒(méi)有反應(yīng)；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
加水溶解，試管外壁發(fā)熱，原因是氫氧化鈉固體溶于水放熱；向①所得的溶液中逐漸加入稀硝酸至過(guò)量，一開(kāi)始無(wú)明顯現(xiàn)象，一段時(shí)間后產(chǎn)生能使澄清石灰水渾濁的氣體，因此樣品中含有的雜質(zhì)是碳酸鈉；向②所得的溶液中滴加幾滴硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀氯化銀，說(shuō)明樣品中還含有的雜質(zhì)是氯化鈉；上述實(shí)驗(yàn)中稀硝酸不可以用稀鹽酸代替，因?yàn)辂}酸中有氯離子，影響氯化鈉中氯離子的檢驗(yàn)．
故答案為：氫氧化鈉固體溶于水放熱；Na₂CO₃；白色沉淀；不正確；
Ⅱ．定量探究（1）鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和水，碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為NaOH+HCl═NaCl+H₂O、Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；故填：NaOH+HCl═NaCl+H₂O；Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝�，其作用有：①攪拌B、C 中的反應(yīng)物，使其充分反應(yīng)；②使生成的二氧化碳全部進(jìn)入D裝置；故填：使生成的二氧化碳全部進(jìn)入D裝置；
（3）濃硫酸具有吸水性，所以裝置C的作用是除去水蒸氣；若沒(méi)有E裝置，則空氣中的二氧化碳會(huì)進(jìn)入D裝置，使測(cè)得樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大；故填：除去水蒸氣；偏大；
【實(shí)驗(yàn)二】設(shè)20g樣品中含有碳酸鈉的質(zhì)量為x，氯化鈉的質(zhì)量為y
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                   0.22g
$\frac{106}{x}=\frac{44}{0.22g}$
x=0.53g
NaCl+AgNO₃═AgCl↓+NaNO₃
58.5      143.5
y          2.87g
$\frac{58.5}{y}=\frac{143.5}{2.87g}$
y=1.17g
氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{20g-0.53g-1.17g}{20g}$×100%=91.5%
答：氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是91.5%．

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)屬于實(shí)驗(yàn)探究題，既有物質(zhì)性質(zhì)的檢驗(yàn)，又有化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)和有關(guān)的計(jì)算，綜合性比較強(qiáng)．本題根據(jù)題目提供的信息，結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究的一般步驟和堿的性質(zhì)等知識(shí)來(lái)解決，還要注意化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)和配平，有關(guān)的計(jì)算要準(zhǔn)確．本考點(diǎn)主要出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．