Question

在化學實驗室，某研究性學習小組發現了一個不和諧的音符，一瓶久置的氫氧化鈉固體敞口露置在空氣中，他們認為氫氧化鈉固體可能變質了，為此他們展開了探究，請你參與．
【查閱資料】Ba（NO₃）₂溶液呈中性，碳酸鈉溶液呈堿性
【實驗猜想】可能部分變質，固體是NaOH和 Na₂CO₃的混合物；可能全部變質，固體是Na₂CO₃．
【實驗探究】（1）首先對固體的成分進行確定．取少量固體于試管中，加水充分溶解，先加入足量的Ba（NO₃）₂溶液，產生白色沉淀，靜置后取上層清液，再滴入無色酚酞溶液，溶液變紅色．根據實驗現象，可確定該固體是

 

；
（2）再取固體樣品溶于水，加入一定質量分數的稀硫酸，直至過量．測出加入稀硫酸的質量與產生CO₂氣體的質量關系如圖所示．從圖中可以判斷：在該樣品溶液中加入稀硫酸，首先與之反應的物質是

 

．

【實驗分析】請你分析，一定質量的NaOH固體，變質前后與相同質量分數的稀硫酸反應，變質前消耗硫酸的質量

 

變質后消耗硫酸的質量（填“大于”、“小于”或“等于”）．
【綜合計算】（1）稱取26.5g 該固體樣品于錐形瓶中，加入一定質量分數的稀硫酸，直至過量，得到數據如下表：

樣品質量	反應前總質量	反應后總質量
26.5克	148.5克	146.3克

根據二氧化碳的質量列出求解碳酸鈉質量（x）的比例式為

 

（2）該固體樣品中碳酸鈉的質量分數是

 

．

Answer 1

分析：【實驗探究】（1）若含有碳酸鈉，加入硝酸鋇溶液后會生成碳酸鋇沉淀；當碳酸鈉完全反應后，滴入酚酞試液仍變紅，可說明溶液呈堿性，溶液中含有氫氧化鈉；
（2）碳酸鈉與硫酸反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，而圖中曲線所示，開始加入稀硫酸時并沒有氣體產生，可判斷此時硫酸沒有和碳酸鈉發生反應；
【實驗分析】根據化學變化前后元素的質量不變，氫氧化鈉變質生成碳酸鈉時物質的質量增加，但其中所含鈉元素的質量不變，則充分反應后生成硫酸鈉的質量相等，可得知消耗稀硫酸的質量也相等；
【綜合計算】（1）根據質量守恒定律，由反應前后質量差求出放出二氧化碳的質量；再根據反應的化學方程式，由生成二氧化碳的質量計算樣品中碳酸鈉的質量；
（2）利用該固體樣品中碳酸鈉的質量分數=

樣品碳酸鈉的質量

樣品的質量26.5g

×100%，完成樣品中碳酸鈉的質量分數的計算．

解答：解：【實驗探究】（1）樣品的溶液能與Ba（NO₃）₂溶液，產生白色沉淀，說明溶液中含有碳酸鈉，可判斷氫氧化鈉已經變質；與足量的Ba（NO₃）₂溶液反應后的溶液能使酚酞變紅，說明反應后的溶液中含有氫氧化鈉，可判斷氫氧化鈉部分變質；因此固體為NaOH和Na₂CO₃的混合物；
（2）根據加入稀硫酸的質量與產生CO₂氣體的質量關系圖可知，在一開始加入稀硫酸時并沒有氣體產生，說明此時所加稀硫酸與氫氧化鈉發生反應；
【實驗分析】變質前后鈉元素質量不變，所以與硫酸充分反應后生成的硫酸鈉的質量一定相等，而相等的硫酸鈉中硫酸根的質量相同，所以，變質前后所消耗稀硫酸的質量相等；
【綜合計算】（1）根據質量質量守恒定律，反應放出二氧化碳的質量=148.5g-146.3g，則
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                   148.5g-146.3g

106

44

=

x

148.5g-146.3g

（2）樣品中碳酸鈉的質量x=

106×(148.5g-146.3g)

44

=5.3g
該固體樣品中碳酸鈉的質量分數=

5.3g

26.5g

×100%=20%
故答案為：
【實驗探究】（1）NaOH和Na₂CO₃的混合物；（2）NaOH；
【實驗分析】等于；
【綜合計算】（1）

106

44

=

x

148.5g-146.3g

；（2）20%．

點評：在對表示反應過程的曲線進行分析時，要注意對曲線起點、折點這些特殊點所表示的意義進行正確分析與判斷．