Question

6．某同學對一瓶長期暴漏在空氣中的氫氧化鈉固體樣品的成分及含量進行探究．
【提出問題】該樣品中含有哪些物質(zhì)？
【提出猜想】通過分析，提出如下猜想：
猜想Ⅰ：已完全變質(zhì)，該樣品中只含Na₂CO₃；
猜想Ⅱ：部分變質(zhì)，該樣品中含有NaOH和Na₂CO₃．
則NaOH變質(zhì)反應的化學方程式為CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
【查閱資料】
①堿性的Na₂CO₃溶液可以與中性的CaCl₂溶液發(fā)生復分解反應；
②CO₂在飽和碳酸氫鈉溶液匯總幾乎不溶解．
【實驗探究】為確定該樣品的成分，小明設計了如下實驗方案，請你一起完成下列實驗報告．

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
（1）取少量樣品溶于水，加入 過量CaCl2溶液；	白色沉淀產(chǎn)生	該反應的化學方程式：Na2CO3+CaCl2═2NaCl+CaCO3↓
（2）將上述反應后的混合液過濾，取濾液加入酚酞試液；	溶液變紅色	證明猜想Ⅱ正確

【提出問題2】怎樣提純該樣品得到純凈的氫氧化鈉固體？
【實驗探究2】為得到純凈的氫氧化鈉固體，小亮明設計了如圖1所示的實驗流程．請回答下列問題：
（1）該實驗中發(fā)生反應的化學方程式為Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH；
（2）最終所得氫氧化鈉固體質(zhì)量大于（填“大于”、“等于”或“小于”）變質(zhì)后樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量．
【實驗反思】
（1）通過本題，你學會了定性檢驗氫氧化鈉的變質(zhì)和除雜提純物質(zhì)．為了得到可靠的實驗結果，探究過程中你需要思考的問題有①②④⑤⑥（填數(shù)字序號）；
①選擇試劑種類　　�、诖_定試劑用量　　�、墼噭┊a(chǎn)地    ④實驗裝置與步驟的設計　　　�、輰嶒灠踩�環(huán)�！　　、逌y量中減少誤差．
（2）向50g Na₂co₃溶液總逐滴加入一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的CaCl₂溶液，實驗過程中，生成沉淀的質(zhì)量與加入CaCl2溶液的質(zhì)量關系如圖所示，試計算：恰好完全反應時，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析 【提出猜想】氫氧化鈉變質(zhì)是與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水；
【實驗探究】根據(jù)碳酸鈉溶液與氯化鈣溶液反應生成了碳酸鈣和氯化鈉，其中碳酸鈣為固體，而氯化鈉為中性溶液，所以為了確認氫氧化鈉是否存在，應該加入過量的氯化鋇溶液，然后再取上層清液，加入酚酞溶液進行判斷即可．
【實驗探究2】碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成白色沉淀碳酸鈣和氫氧化鈉；
【實驗反思】根據(jù)實驗步驟分析．根據(jù)化學方程式進行計算．

解答 解：【提出猜想】氫氧化鈉變質(zhì)是與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水；反應方程式為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
【實驗探究】氯化鈣溶液和碳酸鈉反應生成白色沉淀碳酸鈣和氯化鈉，所以若觀察到產(chǎn)生了白色沉淀，則說明在該固體中含有碳酸鈉，該反應的化學方程式為：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl；
碳酸鈉被完全反應后，若溶液能夠使酚酞溶液變紅，則說明溶液呈堿性，從而可以判斷該溶液中含有氫氧化鈉，則猜想Ⅲ成立；若酚酞試液沒有變紅，說明不含有氫氧化鈉，則猜想Ⅱ成立．
故答案為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；過量CaCl₂溶液（其他合理答案均可）；酚酞試液；
【實驗探究2】（1）該實驗中，加入的試劑是澄清石灰水，碳酸鈉能和澄清石灰水中的氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，發(fā)生反應的化學方程式為：
Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．故填：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
（2）最終所得氫氧化鈉固體中，包括原樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量和反應生成的氫氧化鈉的質(zhì)量，因此最終所得氫氧化鈉固體質(zhì)量大于變質(zhì)后樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量．
故填：大于．
【實驗反思】
（1）定性檢驗氫氧化鈉的變質(zhì)要選擇試劑種類、注意實驗裝置與步驟的計劃；定量測定變質(zhì)樣品中某成分的含量時要確定試劑用量，實驗中還要考慮實驗安全環(huán)保問題、測量中減少誤差問題．故填：①②④⑤⑥；
（2）設生成氯化鈉的質(zhì)量為x，則
CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl
              100    117
               5g     x
$\frac{100}{117}=\frac{5g}{x}$
x=5.85g
恰好完全反應時，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{5.85g}{50g+72g-5g}×100%$=5%
答：恰好完全反應時，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為5%．

點評 熟練掌握碳酸鈉、碳酸鈣等碳酸鹽和氫氧化鈉、氧化鈣的化學性質(zhì)，能根據(jù)所給的實驗或者自己設計實驗來驗證它們是否變質(zhì)，并熟練的寫出相應的化學方程式．