Question

18．氫氧化鈉是一種重要的化工原料，也是實驗室中常見的一種試劑，氫氧化鈉必須密封保存，因為易與空氣中二氧化碳發(fā)生化學反應而變質(zhì)，用化學方程式表示變質(zhì)原因2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O
下面是幾位同學對一瓶氫氧化鈉固體成分進行的探究
探究一：確定一瓶氫氧化鈉固體是否變質(zhì)
小強方案：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
取少量樣品于試管中，加入一定量水，樣品全溶解后，滴加足量的稀鹽酸 （填一種溶液）	有氣泡產(chǎn)生	氫氧化鈉已變質(zhì)

探究二：確定氫氧化鈉固體變質(zhì)的程度
小剛方案：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
①取少量樣品于試管中，加入一定量水后，樣品全溶解后，滴加過量的CaCl2溶液	產(chǎn)生白色沉淀	氫氧化鈉固體部分變質(zhì)
②靜置后取上層清液于試管中，滴入2滴酚酞試液	溶液變?yōu)榧t色

小剛實驗方案中滴入過量的CaCl₂溶液目的是除去氫氧化鈉變質(zhì)生成的碳酸鈉．
探究三：定量分析部分變質(zhì)的氫氧化鈉固體中氫氧化鈉的含量
下面是小明和小軍兩位同學不同的設計實驗方案
小明實驗流程

（1）通過小明實驗方案計算出樣品中氫氧化鈉的含量（寫出計算過程）
小軍實驗流程：

（2）小軍實驗步驟如下
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，再稱量D裝置質(zhì)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(nèi)無氣泡產(chǎn)生．
④打開彈簧夾a，繼續(xù)通入一段時間空氣，再稱量D裝置質(zhì)量記錄為102.2g
…
實驗分析：（1）在小軍實驗中A裝置作用是吸收生成的CO₂．
（2）實驗步驟④中，繼續(xù)通入一段時間空氣的目的是為了把所有的二氧化碳都與堿石灰反應．
（3）如果缺少裝C，最終所測得氫氧化鈉的含量將會偏高（填“偏高”、“不變”、或者“偏低”）

Answer 1

分析 根據(jù)氫氧化鈉能與空氣中的二氧化碳反應，進行分析解答；
探究一：根據(jù)碳酸鹽遇酸會生成二氧化碳的性質(zhì)，檢驗碳酸鈉的存在；
探究二：除去碳酸鈉，就是把雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀或氣體或水而除去；證明氫氧化鈉變質(zhì)時，要考慮碳酸鈉的水溶液也顯堿性；
方案中滴入過量的CaCl₂溶液目的是除去氫氧化鈉變質(zhì)生成的碳酸鈉．
探究三：（1）根據(jù)白色沉淀碳酸鈣的質(zhì)量求得碳酸鈉的質(zhì)量；
實驗分析：
（1）根據(jù)A裝置作用回答；
（2）把裝置內(nèi)的二氧化碳全部趕出；
（3）由于反應前整個裝置中充滿空氣，空氣中有水分和二氧化碳氣體，會對實驗結(jié)果造成影響，去分析解答；依據(jù)濃硫酸的吸水性分析判斷．

解答 解：氫氧化鈉在空氣中能與空氣中的二氧化碳發(fā)生反應生成碳酸鈉而變質(zhì)，反應的化學方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
探究一：碳酸鹽可以與酸反應放出能使澄清石灰水變渾濁的二氧化碳氣體；所以無色溶液可能是鹽酸；
探究二：氯化鋇溶液與碳酸鈉溶液反應生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉，所以根據(jù)題中的實驗結(jié)論可以知道能觀察到的現(xiàn)象為：有白色沉淀生成，有關反應的化學方程式為：Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl，而氯化鈉、氯化鋇溶液都呈中性；故在反應后的溶液中滴入酚酞，溶液變紅色，則一定是氫氧化鈉溶液使酚酞變紅，所以氫氧化鈉沒有完全變質(zhì)；小剛實驗方案中滴入過量的CaCl₂溶液目的除去氫氧化鈉變質(zhì)生成的碳酸鈉．
（1）碳酸鈣的質(zhì)量為5g，設碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106           100
x              5g
$\frac{106}{x}=\frac{100}{5g}$
x=5.3g
所以樣品中氫氧化鈉的含量$\frac{5.3g}{10g}$×100%=53%；
（1）由濃硫酸的吸水性可知B裝置的作用是：干燥CO₂氣體吸收生成的CO₂；因為氫氧化鈉溶液可與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，所以該裝置的作用是吸收生成的CO₂；
（2）由于反應前整個裝置中充滿空氣，空氣中有水分和二氧化碳氣體，會對實驗結(jié)果造成影響，把以要在步驟②中在A處通入一段時間空氣的以便除去整個裝置的二氧化碳氣體；
（3）前面沒有C裝置吸收水分，因為堿石灰的物質(zhì)組成是氫氧化鈉和生石灰，兩者可吸收水與二氧化碳，從而吸收空氣中的H₂O和CO₂防止C裝置測量的數(shù)據(jù)不準確，計算得到的氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)比實際值偏高，說明該裝置吸收的二氧化碳量較小，計算式會導致計算的碳酸鈉質(zhì)量變小，氫氧化鈉質(zhì)量偏大，因此可能的原因是：生成的CO₂沒有被C裝置完全吸收；
故答案為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
探究一：稀鹽酸  氫氧化鈉鈉已變質(zhì)  
探究二：溶液變紅；除去氫氧化鈉變質(zhì)生成的碳酸鈉
探究三：
（1）碳酸鈣的質(zhì)量為5g，設碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106           100
x              5g
$\frac{106}{x}=\frac{100}{5g}$
x=5.3g
所以樣品中氫氧化鈉的含量$\frac{5.3g}{10g}$×100%=53%；
實驗分析：（1）吸收生成的CO₂；（2）除去裝置中的二氧化碳氣體；（3）偏高

點評 本題綜合考查了氫氧化鈉的性質(zhì)以及碳酸根的檢驗方法及除雜方法，注意把握加入試劑的量，除雜過程中不能加入新的雜質(zhì)離子，正確選擇試劑．