Question

16．氫氧化鈉和氫氧化鈣是兩種常見的堿．小紅同學將兩種堿的溶液分別裝入試管A、B中，并進行如圖1所示的三組實驗．

（1）實驗1中，兩支試管的溶液都變成紅色．
（2）實驗2中，若B盛裝的是NaOH溶液，發(fā)生反應的化學方程式為2NaOH+CuSO₄═Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄，該反應的基本類型是復分解反應．
（3）實驗3中，小紅同學分別向兩支試管吹氣，觀察到A中有白色沉淀生成，發(fā)生反應的化學方程式為Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．B中無現象，為了探究吹氣后B中溶液的成分，小紅進行了如下探究．
【提出猜想】
猜想1：溶質只有氫氧化鈉
猜想2：溶質只有碳酸鈉
猜想3：溶質有氫氧化鈉和碳酸鈉
…
【實驗和結論】
（1）小明設計了如圖所示的C、D兩個實驗．

實驗	實驗現象	結論
取B　中少量溶液，加入澄清石灰水至不再產生沉淀為止，過濾后取上層清液，向其中加幾滴酚酞試液．	產生白色沉淀，溶液呈現紅色．	猜想3成立

【反思與評價】
（4）老師評價小紅得出的結論不正確，是因為猜想2（填數字）也會產生相同的現象．如果要驗證“猜想3成立”，必須要換試劑，將氫氧化鈣溶液換成氯化鈣溶液．
【拓展延伸】
實驗室中有一瓶已部分變質的氫氧化鈉固體樣品，為測定其中Na₂CO₃的質量分數，某興趣小組的同學設計了如下實驗步驟．
①連接好裝置（其中廣口瓶內的水接近裝滿），并檢查氣密性；
②準確稱取該樣品2.0g，放入燒瓶內；
③打開活塞，滴加30.0%的稀硫酸至過量，關閉活塞；
④反應結束后，量筒內水的體積為50.0mL．（已知：該實驗條件下，CO₂的密度為1.76g•L^-1）．
（5）為測定樣品與稀硫酸反應生成二氧化碳的體積，應將圖2甲裝置與丁裝置（選填“乙”、“丙”或“丁”）相連．
（6）請計算該樣品中Na₂CO₃的質量分數（寫出計算過程，計算結果保留一位小數）．
（7）指導老師認為用上述方法測得的Na₂CO₃的質量分數偏小，其理由是有一部分二氧化碳溶于水．

Answer 1

分析 （1）顯堿性的溶液能使酚酞試液變紅色；
（2）氫氧化鈉和硫酸銅反應生成藍色沉淀氫氧化銅和硫酸鈉；
（3）氫氧化鈣能和二氧化碳反應生成白色沉淀碳酸鈣和水，氫氧化鈉能和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水；
（4）氫氧化鈣能和碳酸鈉反應生成白色沉淀碳酸鈣和氫氧化鈉；氯化鈣能和碳酸鈉反應生成白色沉淀碳酸鈣和氯化鈉．
（5）根據二氧化碳的密度比水的小解答；
（6）根據二氧化碳的密度和體積，求出二氧化碳的質量，然后結合化學方程式計算出碳酸鈉的質量；
（7）根據有一部分二氧化碳溶于水解答．

解答 解：（1）實驗1中，兩支試管的溶液都顯堿性，都能夠使酚酞試液變紅色．
故填：紅．
（2）生反應的化學方程式為：2NaOH+CuSO₄═Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄，該反應的基本類型是復分解反應．
（3）實驗3中，向兩支試管吹氣，A中有白色沉淀生成，說明A中是澄清石灰水，澄清石灰水中的氫氧化鈣和二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀和水，發(fā)生反應的化學方程式為：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
（4）小紅得出的結論不正確，是因為猜想2中也會產生相同的現象，這是因為如果溶質只有碳酸鈉，則碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，氫氧化鈉溶液能使酚酞試液變紅色，如果要驗證“猜想3成立”，必需更換試劑，將氫氧化鈣溶液換成氯化鈣溶液，這是因為氯化鈣和碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，氯化鈉溶液顯中性，不能使酚酞試液變色．
（5）二氧化碳的密度比水的小，為測定樣品與稀硫酸反應生成二氧化碳的體積，應將圖2甲裝置與丁相連；
（6）生成二氧化碳的質量為$\frac{50mL}{1000}×1.76g/L$=0.088g
設參加反應的碳酸鈉的質量為x，
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
 x                      0.088g
$\frac{106}{x}=\frac{44}{0.088g}$
x=0.212g
該樣品中Na₂CO₃的質量分數=$\frac{0.212g}{2g}×$100%=10.6%
（7）用上述方法測得的Na₂CO₃的質量分數偏小，其理由是有一部分二氧化碳溶于水．
答案：
（1）紅；
（2）2NaOH+CuSO₄═Cu（OH）₂↓+Na₂SO_4； 復分解；
（3）Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
（4）2；氫氧化鈣；氯化鈣；
（5）丁；
（6）該樣品中Na₂CO₃的質量分數為10.6%；
（7）有一部分二氧化碳溶于水．

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．