Question

【題目】下面是興趣小組同學(xué)對暴露在空氣的氫氧化鈉固體的探究。請回答下列問題：

（提出問題）

該氫氧化鈉固體有沒有變質(zhì)？

（進行實驗）

甲同學(xué)取少量固體于試管中用足量的水溶解，后加入少量的氯化鈣溶液，觀察到__________，證明氫氧化鈉固體已經(jīng)含有碳酸鈉。

（提出問題）

如何除去氫氧化鈉固體中的雜質(zhì)，得到純凈的氫氧化鈉呢？

（進行實驗）

乙同學(xué)對該氫氧化鈉固體進行提純，按如下操作流程進行實驗：

（實驗分析）

（1）步驟②的主要操作名稱是__________，步驟②中的反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________。

（2）步驟②中加入稍過量的氫氧化鈣目的是__________。

（3）為獲得純凈的氫氧化鈉，步驟③所包含的具體操作是蒸發(fā)濃縮、__________（選填“蒸發(fā)結(jié)晶”或“降溫結(jié)晶”）、過濾。

（4）丙同學(xué)認為乙同學(xué)流程中的氫氧化鈣微溶于水，需要使用較大量的水，提高蒸發(fā)難度，可以用_______試劑代替。

（實驗拓展）

如何測定久置的燒堿樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)？

從一瓶久置的燒堿中稱取20g，干燥后剩余固體固體質(zhì)量為19g，完全溶于水中配成100g樣品溶液，現(xiàn)取一定溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的氯化鋇溶液與樣品溶液混合，充分反應(yīng)后得到如表所示的數(shù)據(jù)。

項目和次數(shù)	第1次	第2次	第3次	第4次
樣品溶液質(zhì)量（g）	10	20	30	40
氯化鋇溶液質(zhì)量（g）	10	15	15	30
產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量（g）	1.97	3.94	3.94	X

表中第__________次反應(yīng)恰好完全進行

（5）請計算樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)？__________（請寫具體解題過程）

Answer 1

【答案】進行實驗：有白色沉淀產(chǎn)生

實驗

（1）過濾，Na2CO3 +Ca(OH)2 =CaCO3↓ +2NaOH

（2）將樣品中的Na2CO3 全部消耗完

（3）降溫結(jié)晶

（4）氫氧化鋇

實驗拓展：2 、4， 42％（詳見解析）

【解析】

[進行實驗]氫氧化鈉變質(zhì)生成碳酸鈉，碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，有白色沉淀說明氫氧化鈉變質(zhì)，故填：有白色沉淀產(chǎn)生。

[實驗分析]

（1）固液分離操作是過濾，步驟②加入氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，化學(xué)方程式為Na2CO3 +Ca(OH)2 =CaCO3↓ +2NaOH，故填：過濾；Na2CO3 +Ca(OH)2 =CaCO3↓ +2NaOH。

（2）步驟②中加入稍過量的氫氧化鈣目的是將樣品中的Na2CO3 全部消耗完，故填：將樣品中的Na2CO3 全部消耗完。

（3）氫氧化鈉溶解度隨溫度升高變化較大，氫氧化鈣的溶解度隨溫度降低而增大，可用降溫結(jié)晶提純氫氧化鈉，故填：降溫結(jié)晶。

（4）氫氧化鈣微溶于水，需要使用較大量的水，配制氫氧化鈣溶液，提高蒸發(fā)難度，可以用氫氧化鋇試劑代替，因為氫氧化鋇易溶于水，和碳酸鈉生成碳酸鋇沉淀和氫氧化鈉，也能去除碳酸鈉，故填：氫氧化鋇。

（5）由第2次和第3次可知, 第3次中樣品溶液過量，由第1次和第2次數(shù)據(jù)可知，第1次氯化鋇溶液過量，因此表中第2次恰好完全反應(yīng)，又因為第4次和第2次兩種溶液質(zhì)量比相等，因此第4次也恰好完全反應(yīng)，故填：2、4。

（6）因為第二次恰好完全反應(yīng)，故通過第二次實驗的數(shù)據(jù)計算氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)。

設(shè)20g樣品溶液中碳酸鈉質(zhì)量為x。

故100g樣品溶液中碳酸鈉總質(zhì)量：2.12g×5=10.6g，氫氧化鈉質(zhì)量19g-10.6g=8.4g；

氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)＝ 。故填：42%。