Question

2．實(shí)驗(yàn)室有一瓶長期暴露在空氣中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(jìn)行了探究．

【實(shí)驗(yàn)探究1】
（1）為確定該樣品的成分，小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，請你一起完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告．

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
（a）取少量樣品于試管中，加水溶解后，加入過量的氯化鈣溶液；	有白色沉淀產(chǎn)生	樣品中含有碳酸鈉
（b）靜置，取上層清液于試管中，滴加酚酞試液．	溶液變紅色	樣品中含有氫氧化鈉

【實(shí)驗(yàn)探究2】為了測定樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，亮亮同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置（鐵架臺(tái)略去）按下列步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

①按圖連接好裝置并檢查裝置氣密性；
②用托盤天平準(zhǔn)確稱取6g該樣品，放入A中試管內(nèi)，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(guān)閉活塞；反應(yīng)結(jié)束后，量筒中收集到溶液110mL．
（2）寫出A中發(fā)生反應(yīng)的一個(gè)化學(xué)方程式為2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O．
（3）實(shí)驗(yàn)中取用樣品的質(zhì)量不宜過多，如果樣品用量過多，造成的后果是樣品過多，中和反應(yīng)放熱太多使得氣體膨脹，測量誤差偏大；
（4）已知在實(shí)驗(yàn)條件下，二氧化碳的密度為2g•L^-1，則生成CO₂的質(zhì)量為0.22g，樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.3%．
（5）實(shí)驗(yàn)過程中，操作正確，裝置氣密性良好，Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍將偏大（填“偏大”或“偏小”），理由是加入硫酸溶液的體積也將計(jì)入二氧化碳的體積，造成碳酸鈉偏多，所以碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大．
【實(shí)驗(yàn)探究3】為了得到較純凈的氫氧化鈉固體，楊明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)流程．

（6）加入適量X溶液是Ca（OH）₂溶液．
（7）最終所得氫氧化鈉固體的質(zhì)量大于變質(zhì)樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量（選填“大于”、“等于”或“小于”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)碳酸鈉、氫氧化鈉在溶液中都顯堿性，檢驗(yàn)氫氧化鈉用酚酞，需要先將碳酸鈉檢驗(yàn)并除去，不能引入氫氧根離子進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)硫酸會(huì)與碳酸鈉、氫氧化鈉反應(yīng)進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)氫氧化鈉和硫酸發(fā)生的中和反應(yīng)會(huì)放出熱量，使氣體體積膨脹進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)二氧化碳的密度和體積，求出二氧化碳的質(zhì)量，然后結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算出碳酸鈉的質(zhì)量；
（5）根據(jù)加入的稀硫酸會(huì)排出一定的氣體體積，而使測出的二氧化碳體積偏大，碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也會(huì)偏大進(jìn)行分析；
（6）根據(jù)氫氧化鈉變質(zhì)生成碳酸鈉，除去碳酸鈉可以加入適量的氫氧化鈣溶液；
（7）根據(jù)碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)會(huì)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉進(jìn)行分析．

解答 解：（1）碳酸鈉、氫氧化鈉在溶液中都顯堿性，檢驗(yàn)氫氧化鈉用酚酞，需要先將碳酸鈉檢驗(yàn)并除去，不能引入氫氧根離子，所以

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
（a）取少量樣品于試管中，加水溶解后，加入過量的氯化鈣溶液；	有白色沉淀產(chǎn)生	樣品中含有碳酸鈉
（b）靜置，取上層清液于試管中，滴加酚酞試液．	溶液變成紅色	樣品中含有氫氧化鈉

（2）氫氧化鈉和硫酸會(huì)生成硫酸鈉和水，化學(xué)方程式為：2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
（3）氫氧化鈉和硫酸發(fā)生的中和反應(yīng)會(huì)放出熱量，使氣體體積膨脹，所以樣品用量過多，造成的后果是：樣品過多，中和反應(yīng)放熱太多使得氣體膨脹，測量誤差偏大；
（4）生成二氧化碳的質(zhì)量為：$\frac{110mL}{1000}$×2g•L^-1=0.22g，
設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量為x，
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                                          44
 x                                         0.22g
    $\frac{106}{x}$=$\frac{44}{0.22g}$
      x=0.53g
所以樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.53g}{6g}$×100%≈8.83%；
（5）加入的稀硫酸會(huì)排出一定的氣體體積，而使測出的二氧化碳體積偏大，碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也會(huì)偏大；
（6）氫氧化鈉變質(zhì)生成碳酸鈉，除去碳酸鈉可以加入適量的氫氧化鈣溶液，所以X是氫氧化鈣溶液；
（7）碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)會(huì)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，所以最終所得氫氧化鈉固體的質(zhì)量大于變質(zhì)樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量．
故答案為：（1）

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
過量的氯化鈣溶液
酚酞試液．	溶液變成紅色

（2）2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
（3）樣品過多，中和反應(yīng)放熱太多使得氣體膨脹，測量誤差偏大；
（4）0.22g，8.83%；
（5）偏大，加入硫酸溶液的體積也將計(jì)入二氧化碳的體積，造成碳酸鈉偏多，所以碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大；
（6）氫氧化鈣溶液；
（7）大于．

點(diǎn)評(píng) 在解此類題時(shí)，首先分析題中考查的問題，然后結(jié)合學(xué)過的知識(shí)和題中所給的提示進(jìn)行解答．