Question

【題目】實驗室有一瓶長期放置的氫氧化鈉固體，某興趣小組同學(xué)欲對該固體變質(zhì)情況進行探究。

Ⅰ.固體的成分分析

【提出問題】該瓶氫氧化鈉固體是否變質(zhì)，變質(zhì)情況如何？

【查閱資料】①氫氧化鈉在空氣中容易變質(zhì)但不會轉(zhuǎn)化為NaHCO3；

②CaCl2溶液的pH=7。

③堿石灰是CaO和NaOH的混合物

【提出猜想】猜想Ⅰ：固體未變質(zhì)，只有NaOH

猜想Ⅱ：固體全部變質(zhì)，只有Na2CO3

猜想Ⅲ：固體部分變質(zhì)，是NaOH 和Na2CO3 的混合物

【原因分析】氫氧化鈉在空氣中變質(zhì)的原因是_______________(用化學(xué)方程式表示)。

【進行實驗】小聰同學(xué)取少量樣品于燒杯中，用足量水溶解，再向溶液中滴入幾滴酚酞試液，溶液變紅，由此他得出猜想Ⅰ正確，但其他同學(xué)很快予以否定，否定的理由是________________，為了進一步得出結(jié)論，組內(nèi)其他三位同學(xué)分別取小聰實驗后的溶液于試管中，進行如下表所示實驗。

同學(xué)	小錢	小徐	小陸
實驗操作	加入適量氫氧化鈣溶液	加入過量氯化鈣溶液	逐滴加入稀鹽酸至過量

【實驗結(jié)論】小錢、小徐的實驗中都觀察到有白色沉淀生成且溶液仍是紅色，于是他們都得出猜想Ⅲ正確。

【反思評價】(一)老師指出，僅憑小錢的實驗操作和現(xiàn)象無法確定猜想Ⅲ正確，理由是__________________。

(二)根據(jù)小徐的結(jié)論推測小陸實驗現(xiàn)象是_________________________________。

Ⅱ 固體中各成分含量

【提出問題】如何測定變質(zhì)的氫氧化鈉固體中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？

【進行實驗】化學(xué)小組同學(xué)設(shè)計了如下實驗裝置。

(一)小陸同學(xué)認(rèn)為通過測定裝置 I中反應(yīng)前后B的質(zhì)量差，再通過相應(yīng)計算，就可測定Na2CO3的純度，小組內(nèi)同學(xué)通過討論認(rèn)為不可以，其理由可能是 _______________________；

(二)小錢同學(xué)在大家討論的基礎(chǔ)上，設(shè)計了裝置II。請分析：裝置II中A的作用_____________；若無裝置C，對測定結(jié)果造成的影響是_____________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)；E裝置的作用是_______________________________。

【實驗結(jié)論】稱取10g樣品于圓底燒瓶中，實驗結(jié)束后，測得裝置D增重2.2g，請你計算出樣品中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________。(寫出計算過程)

【反思評價】(一)實驗室中的氫氧化鈉應(yīng)密封保存，除了因為空氣中有二氧化碳，還因為___________。

(二)若將上述5g氫氧化鈉固體全部溶解在45g水中，得到的溶液中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)______10%(填“大于”、“小于”或“等于”)。

Answer 1

【答案】 2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O 碳酸鈉顯堿性 有新的氫氧化鈉生成 先無明顯現(xiàn)象，后有氣體生成，無色酚酞褪色 濃鹽酸揮發(fā)性 除空氣中二氧化碳 偏大 防止空氣中二氧化碳進入或證明二氧化碳除盡 5.3 吸水 小于

【解析】Ⅰ固體的成分分析【原因分析】氫氧化鈉在空氣中變質(zhì)的原因是氫氧化鈉能和空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；【進行實驗】他得出猜想Ⅰ正確，但其他同學(xué)很快予以否定，否定的理由是碳酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液都顯堿性，都能使酚酞試液變紅色，因此無論氫氧化鈉是否變質(zhì)，溶液都能使酚酞試液變紅色；【反思評價】(一)老師指出，僅憑小錢的實驗操作和現(xiàn)象無法確定猜想Ⅲ正確，理由是：碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，產(chǎn)生的氫氧化鈉干擾對樣品中氫氧化鈉的檢驗；(二)小徐的實驗中都觀察到有白色沉淀生成且溶液仍是紅色，說明氫氧化鈉部分變質(zhì)，即樣品中含有氫氧化鈉和碳酸鈉，加入過量稀鹽酸時，稀鹽酸先和氫氧化鈉反應(yīng)，后和碳酸鈉反應(yīng)，因此小陸實驗現(xiàn)象是開始無明顯現(xiàn)象，一會兒后產(chǎn)生氣泡，溶液由紅色逐漸變成無色；Ⅱ、固體中各成分含量

【進行實驗】化學(xué)小組同學(xué)設(shè)計了如下實驗裝置。小組內(nèi)同學(xué)通過討論認(rèn)為不可以，其理由可能是：濃鹽酸易揮發(fā)，揮發(fā)出的氯化氫氣體也被裝置B吸收了；裝置II中A的作用是吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣；若無裝置C，水蒸氣會進入D裝置中，導(dǎo)致測定的二氧化碳質(zhì)量偏大，進一步導(dǎo)致測定結(jié)果偏大；E裝置的作用是防止空氣中二氧化碳進入或證明二氧化碳除盡； 【實驗結(jié)論】設(shè)10g樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x，

Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑，

106 44

x 2.2g

，

x=5.3g

樣品中碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： ，【反思評價】①聯(lián)想到空氣中有CO2，為了防止氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)，實驗室中的氫氧化鈉應(yīng)密封保存；②若將上述5g氫氧化鈉固體全部溶解在45g水中，由于固體中含有碳酸鈉，因此氫氧化鈉的質(zhì)量小于5g，得到的溶液中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于10%。