Question

【題目】實驗室中有一瓶瓶蓋長期打開的氫氧化鈉固體樣品，某興趣小組的同學(xué)對該樣品的成分及含量進行探究。

（發(fā)現(xiàn)問題）該樣品中含有哪些物質(zhì)？

（查閱資料）①NaOH在空氣中易于空氣中的二氧化碳反應(yīng)，但不會轉(zhuǎn)化成NaHCO3。

②BaCl2溶液呈中性，Ba(OH)2是可溶性強堿。

③CO2在飽和的NaHCO3溶液中幾乎不溶解。

（提出猜想）猜想Ⅰ：NaOH； 猜想Ⅱ：Na2CO3 猜想Ⅲ：NaOH和Na2CO3

（設(shè)計實驗）

實驗操作	實驗現(xiàn)象
	步驟①：樣品全部溶解 步驟②：觀察到現(xiàn)象A

（收集證據(jù)）

（1）若現(xiàn)象A是有氣泡產(chǎn)生，則X溶液為__________，則________(填“猜想Ⅰ”、“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”)不成立。

（2）若X溶液為BaCl2溶液，現(xiàn)象A是有白色沉淀生成，則產(chǎn)生該沉淀的化學(xué)方程式為_______________。取反應(yīng)后的上層清液，測定其pH，當(dāng)pH________7(填“>”、“<”或“＝”)，則證明猜想Ⅲ成立。

（定量分析）

確定部分變質(zhì)樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)。興趣小組的同學(xué)用如圖所示裝置進行實驗。步驟如下：

①按圖連接好裝置，并檢查氣密性；

②準確稱取該樣品1.0 g，放入燒瓶內(nèi)；

②打開活塞，滴加30.0%的稀硫酸至過量，關(guān)閉活塞；

③反應(yīng)結(jié)束后，量筒內(nèi)液體讀數(shù)為55.0 mL。

(已知：室溫條件下，CO2的密度約為1.6 g/L)

（1）B裝置集氣瓶內(nèi)原有的空氣對實驗結(jié)果________(填“有“或“沒有”)影響。飽和碳酸氫鈉溶液如果用水代替，則所測CO2的體積________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

（2）計算該固體樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為_________。(計算結(jié)果保留一位小數(shù))

Answer 1

【答案】稀鹽酸或稀硫酸 猜想Ⅰ BaCl2 + Na2CO3=BaCO3+2 NaCl > 沒有 偏小 21.2%

【解析】

實驗室中有一瓶瓶蓋長期打開的氫氧化鈉固體樣品，會吸收空氣中的CO2發(fā)生反應(yīng)：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，所以瓶中的物質(zhì)成分，有可能氫氧化鈉沒有變質(zhì)，猜想Ⅰ：只有氫氧化鈉；有可能氫氧化鈉全部變質(zhì)，猜想Ⅱ：只有碳酸鈉；有可能氫氧化鈉部分變質(zhì)，猜想Ⅲ：既有氫氧化鈉又有碳酸鈉。

收集證據(jù)：（1）取少量樣品，加水全部溶解，再滴加足量試劑X，若現(xiàn)象A是有氣泡產(chǎn)生，就是碳酸鈉與稀酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2的過程，X溶液可以是稀鹽酸或稀硫酸；成分中必須有碳酸鈉才可以，所以猜想Ⅰ：NaOH，不成立。

故答案為：稀鹽酸或稀硫酸；猜想Ⅰ。

（2）若X溶液為BaCl2溶液，則發(fā)生反應(yīng)方程式為：BaCl2 + Na2CO3=BaCO3+2 NaCl，碳酸鋇是白色沉淀，所以看到現(xiàn)象A是有白色沉淀生成；因為X溶液加入的量是足量的，所有的碳酸鈉都參加了反應(yīng)轉(zhuǎn)化為沉淀，且過量的氯化鋇和生成的氯化鈉在溶液中都是中性的，要想證明猜想Ⅲ成立，取反應(yīng)后的上層清液，測定其pH>7，證明有氫氧化鈉的存在，可以得出溶液中既有氫氧化鈉又有碳酸鈉。

故答案為：BaCl2 + Na2CO3=BaCO3+2 NaCl；>。

定量（1）根據(jù)排出溶液的體積判斷生成二氧化碳的體積，裝置中空氣對結(jié)果不會產(chǎn)生影響；CO2在飽和的NaHCO3溶液中幾乎不溶解，但它能溶于水，且能與水反應(yīng)，飽和碳酸氫鈉溶液如果用水代替，會有一部分CO2被水吸收，導(dǎo)致測量的CO2體積偏小。

故答案為：沒有；偏小。

（2）設(shè)參加反應(yīng)的Na2CO3的質(zhì)量為X。

X=0.212g.

樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)= 。

故答案為：21.2%。