Question

（2013?鹽城二模）請你參與某學(xué)習(xí)小組的探究活動，并回答相關(guān)問題．
某化學(xué)興趣小組的同學(xué)把氫氧化鈉的片狀固體放在表面皿中，離開實驗室，一天后進行觀察．
【發(fā)現(xiàn)問題】原來的片狀固體變成了白色粉末狀固體了．
【提出問題】白色粉末狀固體物質(zhì)是什么？
【建立假設(shè)】

白色粉末可能是碳酸鈉

．
[設(shè)計實驗]請你來完成以下實驗，把相關(guān)內(nèi)容填寫在表格中

實驗方法及操作	可能觀察到的現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取白色粉末少許置于試管中加稀鹽酸	有氣泡產(chǎn)生	有碳酸鈉存在

【反思與思考】
（1）有人分析，該白色粉末也有可能為

氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物

．
（2）氫氧化鈉固體露置在空氣中一段時間后，發(fā)生了潮解，這個現(xiàn)象說明了空氣中含有

水蒸氣

，
（3）有人設(shè)計如圖所示的實驗來驗證質(zhì)量守恒定律：把裝有硫酸銅溶液的小試管放入盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中，將燒杯放到托盤天平上，用砝碼平衡．取下燒杯并將其傾斜，使兩種溶液混合反應(yīng)再把燒杯放到天平上，觀察天平是否平衡．你認(rèn)為上述實設(shè)計是否嚴(yán)密？

不嚴(yán)密

，請說明理由

因為氫氧化鈉能與空氣中的二氧化碳反應(yīng)會使溶液的質(zhì)量增加，使結(jié)果不準(zhǔn)確

．
（4）將部分變質(zhì)的氫氧化鈉全部變?yōu)闅溲趸�鈉的化學(xué)反應(yīng)方程式

Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH

．
（5）將20g不純的氫氧化鈉固體樣品（雜質(zhì)不溶于水也不參加反應(yīng)）與一定量的稀硫酸恰好完全反應(yīng)，最終得到溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的溶液142g．求：
（1）樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量；
（2）加入的稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析：【建立假設(shè)】根據(jù)氫氧化鈉易吸收空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉而變質(zhì)猜想；
【設(shè)計實驗】根據(jù)碳酸鹽能與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w來驗證；
【反思與思考】（1）根據(jù)氫氧化鈉可能是部分變質(zhì)分析；
（2）根據(jù)潮解的定義分析：暴露在空氣中的固體物質(zhì)吸收空氣中的水蒸氣而逐漸溶解的現(xiàn)象；
（3）利用反應(yīng)物中的氫氧化鈉溶液能與二氧化碳反應(yīng)的有關(guān)原理解決該問題，假設(shè)使用該裝置則反應(yīng)時氫氧化鈉會與二氧化碳反應(yīng)使左邊的物質(zhì)質(zhì)量增加，天平不會平衡；
（4）為得到純凈的氫氧化鈉，可利用碳酸鈉能與氫氧化鈣生成氫氧化鈉的變化關(guān)系，向溶液中加入適量的氫氧化鈣溶液；
（5）在本題中首先根據(jù)溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式求硫酸鈉的質(zhì)量，然后根據(jù)化學(xué)方程式中，已知硫酸鈉的質(zhì)量求氫氧化鈉和硫酸的質(zhì)量，再根據(jù)硫酸的溶質(zhì)計算硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：【建立假設(shè)】氫氧化鈉易吸收空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉而變質(zhì)，故該固體可能是碳酸鈉；
【設(shè)計實驗】碳酸鈉能與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w來檢驗含有碳酸根離子；故為：

實驗方法及操作	可能觀察到的現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取白色粉末少許置于試管中加稀鹽酸	有氣泡產(chǎn)生	有碳酸鈉存在

【反思與思考】（1）若氫氧化鈉是完全變質(zhì)，則表示固體只有碳酸鈉，若是部分變質(zhì)則含有碳酸鈉和氫氧化鈉；
（2）暴露在空氣中的固體物質(zhì)吸收空氣中的水蒸氣而逐漸溶解的現(xiàn)象叫潮解，因此這個現(xiàn)象說明了空氣中含有水蒸氣；
（3）在硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)的同時，由于氫氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)，會使溶液的質(zhì)量增加，導(dǎo)致天平不會平衡，因此設(shè)計不嚴(yán)密；
（4）為除去溶液中的碳酸鈉而得到純凈的氫氧化鈉溶液，向溶液中加入適量的氫氧化鈣溶液，使變質(zhì)形成的碳酸鈉再轉(zhuǎn)化為氫氧化鈉，為不引入新的雜質(zhì)所加氫氧化鈣溶液要恰好完全反應(yīng)；此時反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
（5）解：142g硫酸鈉溶液中含有硫酸鈉的質(zhì)量：142g×10%=14.2g　　
設(shè)樣品中含氫氧化鈉的質(zhì)量為x；稀硫酸中硫酸的質(zhì)量為y．
2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O
80    98     142
x　    y　　14.2g

80

x

=

142

14.2g

  x=8g

98

y

=

142

14.2g

  y=9.8g
稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

9.8g

142g-8g

×100%=7.3%
答：樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量是8g；加入的稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是7.3%．
故答案為：【建立假設(shè)】白色粉末可能是碳酸鈉；
【設(shè)計實驗】

實驗方法及操作	可能觀察到的現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取白色粉末少許置于試管中加稀鹽酸	有氣泡產(chǎn)生，生成的氣體能使澄清石灰水變渾濁	有碳酸鈉存在

【反思與思考】（1）氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物；（2）水蒸氣；（3）該設(shè)計不嚴(yán)密，因為氫氧化鈉能與空氣中的二氧化碳反應(yīng)會使溶液的質(zhì)量增加，使結(jié)果不準(zhǔn)確；（4）Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
（5）解：142g硫酸鈉溶液中含有硫酸鈉的質(zhì)量：142g×10%=14.2g　　
設(shè)樣品中含氫氧化鈉的質(zhì)量為x；稀硫酸中硫酸的質(zhì)量為y．
2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O
80    98     142
x　    y　　14.2g

80

x

=

142

14.2g

  x=8g

98

y

=

142

14.2g

  y=9.8g
稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

9.8g

142g-8g

×100%=7.3%
答：樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量是8g；加入的稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是7.3%．

點評：此題重點考查了氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的性質(zhì)，以及碳酸鹽的檢驗方法，并根據(jù)質(zhì)量守恒定律的探究來說明氫氧化鈉易變質(zhì)的性質(zhì)，另外還考查了根據(jù)化學(xué)方程式的計算來研究氫氧化鈉與酸反應(yīng)的性質(zhì)，綜合性較強，要求要對常見的酸、堿、鹽等的性質(zhì)熟練掌握．