Question

【題目】小剛、小軍、小紅對一久置的NaOH白色粉末的成分進(jìn)行探究并測定其成分的含量。

一、成分的確定

三位同學(xué)都作出以下的猜想：

① 可能是NaOH； ② 可能是Na2CO3； ③ 可能是NaOH與Na2CO3的混合物。

（1）做出②③猜想的依據(jù)是______________________ ___（用化學(xué)方程式表示）

（2）為了驗(yàn)證①②③猜想，他們分別做了下面的實(shí)驗(yàn)。

小剛?cè)∩倭堪咨�粉末于試管中，再滴加稀HCl，有氣泡產(chǎn)生，由此可推出白色粉末中一定含有 ，肯定猜想_____ _（填序號）是錯誤的。

小軍又取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加酚酞試液，溶液變?yōu)榧t色。由此小軍結(jié)合小剛的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為猜想③是正確的。小紅卻認(rèn)為小軍的所得結(jié)論不確切，因?yàn)開___________________________________________________。

（3）為探究白色粉末是否含有NaOH，小紅設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)方案：

①沉淀B的化學(xué)式為__________。

②在操作1中要用到玻璃棒，其作用是____________；在操作2中，除要用到鐵架臺（帶鐵圈）、燒杯、濾紙、玻璃棒外，還需補(bǔ)充的玻璃儀器是 ____________。

③小剛認(rèn)為小紅的這個方案也有問題，理由是_____________________ _____但只要稍加改進(jìn)，就可以證明粉末中還含有NaOH，則小剛改進(jìn)的方法是 ___________________________ _________。小剛對小紅的實(shí)驗(yàn)作了正確的改進(jìn)后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和小紅的一致，由此確定猜想③是正確的。

二、各成分含量的測定

三位同學(xué)利用電子天平共同作了以下測定實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

（4）寫出錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)化學(xué)方程式： ； 。

（5）試通過分析表中數(shù)據(jù)計算出混合物中試樣中各成份的質(zhì)量分?jǐn)?shù),

NaOH g ，Na2CO3 g 。

三、實(shí)驗(yàn)反思：

（1）有同學(xué)提出按上述實(shí)驗(yàn)所測得試樣中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)會偏小，該同學(xué)的理由是

（實(shí)驗(yàn)操作均正確）。

（2）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式分析，NaOH部分變質(zhì)或全部變質(zhì)，與沒有變質(zhì)的NaOH相比，中和反應(yīng)時消耗硫酸的量 （填“相等”、“大于”或“小于”）

Answer 1

【答案】（1）CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O（2）Na2CO3；① ； Na2CO3顯堿性也會使酚酞試液變紅

（3）①CaCO3； ②攪拌；漏斗；③Na2CO3與Ca(OH)2反應(yīng)后也有NaOH生成，因此這個方案不能證明白色粉末中是否含有NaOH ；改進(jìn)方案：將滴加澄清石灰水改為過量的CaCl2（或Ba(NO3)2 或Ca(NO3)2或BaCl2）（4）方程式為：2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O；Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+CO2↑；

（5）樣品中Na2CO3占53%，NaOH占47%

【實(shí)驗(yàn)反思】（1）CO2密度比空氣大，會有CO2殘留在裝置中，造成最終測得的質(zhì)量偏大，測得生成的CO2質(zhì)量偏小。（或濃硫酸會吸收空氣中的水份，造成最終測得的質(zhì)量偏大，測得生成的CO2質(zhì)量偏小。）（意思相近均可）（2）相等

【解析】

試題分析：（一）由于久置的氫氧化鈉可能與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，配平即可；故答案為：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

（1）由于碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)時有氣泡產(chǎn)生，因此向固體中加入稀鹽酸，若觀察到有氣泡產(chǎn)生，就能說明固體中含有碳酸鈉．若固體中含有碳酸鈉，就能說明猜想①是錯誤的．故答案為：①

（2）溶液中存在Na2CO3也會使酚酞變紅，因此無色酚酞試液變紅時，不能說明一定含有氫氧化鈉，說明小軍的結(jié)論不確切，甚至有可能是錯誤的．故答案為：碳酸鈉也顯堿性

（3）向白色粉末中加水，粉末會溶解，為加速溶解，可以用玻璃棒攪拌，從而得到溶液A．因此操作1是溶解，在該操作中玻璃棒所起的作用是“攪拌，加速溶解”．碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成了氫氧化鈉和白色沉淀碳酸鈣，因此沉淀B是碳酸鈣；由于Na2CO3與Ca（OH）2反應(yīng)后也有NaOH生成，因此這個方案不能證明白色粉末中是否含有NaOH；改進(jìn)方案：將滴加澄清石灰水改為過量的CaCl2（或Ba（NO3）2或Ca（NO3）2或BaCl2）即可．故答案為：①CaCO3；攪拌作用，加速固體的溶解；②碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成了氫氧化鈉；把氫氧化鈣改為過量的氯化鈣；

（二）設(shè)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x．

Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑

106 44

10gx 241.20g+10.00g-249.00g=2.20g

106/10gx＝44/2.20g , x=53%

試樣中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是53%；那么氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)就為47%

（二）由方程式CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O ，Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑可得氫氧化鈉變質(zhì)與否消耗的硫酸的量是一樣的。