Question

4．實驗室有一瓶長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體，某實驗小組的同學對該產品的成分及含量進行了探究．
【實驗探究一】為得到純凈的氫氧化鈉固體，并測定NaOH的純度，小明設計的實驗過程如圖，請回答下列問題：

（1）長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體樣品，其變質的原因是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O（用化學方程式作答）．操作B中加入的試劑是Ca（OH）₂（填寫化學式）．
（2）操作B的名稱為過濾．
（3）若要測定該固體中NaOH的純度，除上述過程中使用到的儀器外，還需補充的儀器是托盤天平．
【實驗探究二】為了測定NaOH的純度，小紅同學設計如圖2裝置（鐵架臺略去）．

查詢資料得知：
①碳酸氫鈉溶液不吸收二氧化碳；
②中和反應均要放熱．
（4）裝置管口連接順序為：a→b，c→d．
（5）儀器甲的名稱是分液漏斗，使用該儀器有兩個優(yōu)點：一是可以控制稀硫酸的加入，二是節(jié)約藥品．
（6）取10g樣品進行實驗，根據實驗數據，通過計算可知產生了CO₂0.11g，則原樣品中NaOH的純度為93.75%．
【實驗反思】
（7）有同學認為可以使用鹽酸代替硫酸，你不同意（填“同意”或“不同意”）他的理由是鹽酸具有揮發(fā)性．

Answer 1

分析 （1）根據氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，碳酸鈉和氫氧化鈣反應會生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉進行分析；
（2）根據過濾可以將不溶性固體從溶液中分離出來進行分析；
（3）根據要測定該固體中NaOH的純度，需要用托盤天平來稱量樣品和沉淀的質量進行分析；
（4）根據碳酸氫鈉溶液不吸收二氧化碳，二氧化碳密度比液體密度小進行分析；
（5）根據實驗室常用儀器的名稱，以及長頸漏斗的作用進行分析；
（6）根據二氧化碳的質量和化學方程式進行計算；
（7）根據鹽酸具有揮發(fā)性進行分析．

解答 解：（1）氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，化學方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O，碳酸鈉和氫氧化鈣反應會生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，所以操作B中加入的試劑是Ca（OH）₂；
（2）過濾可以將不溶性固體從溶液中分離出來，所以操作B的名稱為：過濾；
（3）要測定該固體中NaOH的純度，需要用托盤天平來稱量樣品和沉淀的質量，所以實驗過程中一定還需用到的儀器是：托盤天平；
（4）碳酸氫鈉溶液不吸收二氧化碳，二氧化碳密度比液體密度小，所以裝置管口連接順序為：a→b→c→d；
（5）通過分析題中所指儀器的作用可知，甲的名稱是分液漏斗，使用該儀器有兩個優(yōu)點：一是可以控制稀硫酸的加入，二是節(jié)約藥品；
（6）設碳酸鈉的質量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                    44
x                     0.11g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{0.11g}$
x=0.265g
原樣品中NaOH的純度=$\frac{10g-0.265g}{10g}$×100%≈97.35%
答：原樣品中NaOH的純度是97.35%；
（7）鹽酸具有揮發(fā)性，所以不能用鹽酸代替硫酸．
故答案為：（1）2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O，Ca（OH）₂；
（2）過濾；
（3）托盤天平；
（4）b，c；
（5）分液漏斗，是節(jié)約藥品；
（6）原樣品中NaOH的純度是97.35%；
（7）不同意，鹽酸具有揮發(fā)性．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．