Question

【題目】（19分）實(shí)驗(yàn)室有一瓶長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體樣品，觀察發(fā)現(xiàn)，樣品表面有白色粉末。某興趣小組的同學(xué)對該樣品的成分及含量進(jìn)行了探究。

【提出問題1】該樣品中含有那些物質(zhì)？

【提出猜想】通過分析，提出如下猜想：

猜想Ⅰ：全部是NaOH 猜想Ⅱ：已完全變質(zhì)，該樣品中只含Na2CO3；

猜想Ⅲ：部分變質(zhì)，該樣品中含有 ① 。

【查閱資料】 CO2在飽和碳酸氫鈉溶液中幾乎不溶解。

【實(shí)驗(yàn)探究1】為確定該樣品的成分，小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，請你一起完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1）取少量樣品溶于水，加入 ②	白色沉淀產(chǎn)生	該反應(yīng)的化學(xué)方程式：③ 氫氧化鈉已經(jīng)變質(zhì)
2）將上述反應(yīng)后的混合物過濾，取濾液加入 ④	⑤	證明猜想Ⅲ正確

回答下列問題

（1）實(shí)驗(yàn)室中，氫氧化鈉固體應(yīng)怎樣保存? ⑥

（2）用酚酞試液 ⑦ (填“能”或“不能”)檢驗(yàn)氫氧化鈉變質(zhì)。

（3）若取少量的固體溶于水， 滴加幾滴稀鹽酸，沒有氣泡產(chǎn)生。__⑧ ___(填“能”或“不能”)證明氫氧化鈉固體沒有變質(zhì)。

【提出問題2】如何測量該部分變質(zhì)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？

【實(shí)驗(yàn)探究2】小紅同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置（鐵架臺略去），實(shí)驗(yàn)在20℃，101kPa下進(jìn)行，步驟如下：

①按圖連接好裝置；

②檢查裝置氣密性

③用托盤天平準(zhǔn)確稱取該樣品2g，放入A中試管內(nèi)，向B中集氣瓶中倒入飽和碳酸氫鈉溶液至瓶頸處；

④向分液漏斗中加入稀硫酸，打開活塞，讓稀硫酸滴入試管中至過量，關(guān)閉活塞。反應(yīng)結(jié)束后，量筒中收集到飽和碳酸氫鈉溶液224mL。

請回答下列問題：

（1）B中集氣瓶盛放的飽和碳酸氫鈉溶液不能用水代替，其理由 ⑨

（2）試管中原有的空氣對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有明顯影響理由是 ⑩

（3）變質(zhì)氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 （20℃，101kPa下，22.4L二氧化碳的質(zhì)量為44g）

【拓展提高】已知Na2CO3溶液與稀硫酸反應(yīng)先生成NaHCO3，當(dāng)Na2CO3全部轉(zhuǎn)化為NaHCO3后，生成的NaHCO3能繼續(xù)與稀硫酸反應(yīng)生成CO2�，F(xiàn)向樣品中加一定量的稀硫酸，反應(yīng)后產(chǎn)生無色氣體并得到X溶液。請分析推斷反應(yīng)后所得X溶液的溶質(zhì)，其所有的可能組成Na2SO4和NaHCO3、 、 。

Answer 1

【答案】①NaOH和Na2CO3②過量的CaCl2溶液 ③ CaCl2 +Na2CO3= 2NaCl + CaCO3 ↓④ 酚酞溶液

⑤ 變紅 ⑥ 密封保存 ⑦ 不能 ⑧ 不能 ⑨ 避免CO2溶解在水中有損耗，導(dǎo)致測定結(jié)果偏低；

⑩ 因?yàn)樵嚬苤性�有空氣的體積與反應(yīng)后試管中沒有排盡的二氧化碳的體積幾乎等同

53% Na2SO4 ，Na2SO4 H2SO4

【解析】

試題分析：氫氧化鈉固體樣品如果是部分變質(zhì)，該樣品中含有NaOH和Na2CO3，現(xiàn)象中出現(xiàn)沉淀說明加入的物質(zhì)是過量的CaCl2溶液，將上述反應(yīng)后的混合物過濾，取濾液加入酚酞溶液，如果變紅證明猜想Ⅲ正確，碳酸鈉的溶液ＰＨ值大于７，所以不能用來檢驗(yàn)是否變質(zhì)，用鹽酸不能檢驗(yàn)碳酸鈉的存在，因?yàn)榧尤氲柠}酸首先會和氫氧化鈉反應(yīng)，B中集氣瓶盛放的飽和碳酸氫鈉溶液不能用水代替，其理由避免CO2溶解在水中有損耗，導(dǎo)致測定結(jié)果偏低，試管中原有的空氣對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有明顯影響理由是因?yàn)樵嚬苤性�有空氣的體積與反應(yīng)后試管中沒有排盡的二氧化碳的體積幾乎相等，224mL二氧化碳的質(zhì)量是0.44克，根據(jù)化學(xué)方程式可以計(jì)算得到必須要1.06克的碳酸鈉，所以變質(zhì)氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=1.06／2×100%=53%，硫酸的量如果不足是組成會是Na2SO4和NaHCO3，如果二者恰好反應(yīng)組成會是Na2SO4，如果過量會是Na2SO4 H2SO4。