Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室有一瓶長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體，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。

【實(shí)驗(yàn)探究一】為得到純凈的氫氧化鈉固體，并測定NaOH的純度，設(shè)計的實(shí)驗(yàn)過程如下圖。請回答下列問題：

①長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體樣品，所含雜質(zhì)是（1） ，操作B中加入的試劑是（2） ；（以上填寫化學(xué)式或物質(zhì)名稱均可）

②操作A、B 的名稱分別為（3） 、（4） ；

③若要測定該固體中NaOH的純度，實(shí)驗(yàn)過程中一定還需用到的儀器是（5） 。

【實(shí)驗(yàn)探究二】為了測定NaOH的純度，小紅同學(xué)設(shè)計如圖裝置（鐵架臺略去）。己知，碳酸氫鈉溶液不吸收二氧化碳。

④寫出指定儀器的名稱：

甲（6） 、乙（7） ；

⑤實(shí)驗(yàn)中取用樣品質(zhì)量要控制在一定范圍內(nèi)，如果樣品用量過多，造成的后果是（8） ；

⑥取l0g樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過計算可知產(chǎn)生了CO2 0.11g ，求原樣品中NaOH的純度，寫出計算過程。

（9）【實(shí)驗(yàn)反思】

⑦利用該實(shí)驗(yàn)裝置，若操作正確，裝置氣密性良好，測定的NaOH純度也將（10） （填“偏大”或“偏小”），理由是（11） 。

Answer 1

【答案】（1）Na2CO3；

（2）Ca（OH）2

（3）溶解

（4）過濾

（5）托盤天平

（6）分液漏斗

（7）量筒

（8）樣品過多，中和反應(yīng)放熱太多導(dǎo)致氣體膨脹，測定誤差偏大

（9）97.35%

（10）偏大

（11）裝置內(nèi)最終殘留的二氧化碳無法排盡

【解析】

試題分析：①②暴露在空氣中的氫氧化鈉易與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉而變質(zhì)；通過操作B后得到了固體和液體，說明操作B是過濾，加入的試劑把碳酸鈉轉(zhuǎn)化為了沉淀，由于最后得到的是氫氧化鈉，那么加入的試劑是氫氧化鈣，氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉；固體加水會發(fā)生溶解，故操作A是溶解；

③若要測定該固體中NaOH的純度，那么要知道樣品的質(zhì)量和生成的沉淀的質(zhì)量，故需要托盤天平；

⑤由圖可知，該實(shí)驗(yàn)中加入的藥品是硫酸，硫酸既會與碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳也會與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)，而中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，若樣品過多，那么中和反應(yīng)放熱太多導(dǎo)致氣體膨脹，測定誤差偏大；

⑥碳酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，利用化學(xué)方程式根據(jù)二氧化碳與碳酸鈉反應(yīng)的質(zhì)量比即可計算出碳酸鈉的質(zhì)量，樣品的質(zhì)量減去碳酸鈉的質(zhì)量即為樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量。

設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x，

Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+CO2↑

106 44

X 0.11g

106／44 =x／0.11g

X=0.265g

那么樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量=10g-0.265g=9.735g

氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=9.735g／10g ×100% =97.35%

⑦由于裝置內(nèi)最終殘留的二氧化碳無法排盡，故計算出的碳酸鈉的質(zhì)量偏小，那么氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會偏大。