Question

實驗室中存放的氫氧化鈉固體常常會混有少量的碳酸鈉，小藍就此問題展開了探究．
【資料收集】
（1）氫氧化鈉可以與空氣中的______反應，生成碳酸鈉．碳酸鈉水溶液顯堿性，可使無色酚酞溶液變紅．
（2）在常溫、101kPa下CO₂的密度為1.8g/L．
【實驗方案1】目的：檢驗NaOH樣品中是否混有Na₂CO₃．
小藍設計了三個實驗方案．請你對她的實驗方案和結論作一個恰當的評價（即說明方案可行或不可行，并說明原因）：

	實驗方案	對實驗方案的評價
方案1	將少量樣品溶于蒸餾水后，滴入少許酚酞溶液，根據酚酞溶液是否變紅，判斷是否含有碳酸鈉
方案2	將少量樣品溶于蒸餾水后，滴入少許稀鹽酸溶液，根據是否產生氣泡，判斷是否含有碳酸鈉
方案3	將少量樣品溶于蒸餾水后，滴入少許氯化鋇溶液，根據是否產生白色沉淀，判斷是否含有碳酸鈉

【實驗方案2】目的：測定NaOH樣品中Na₂CO₃的質量分數．
小藍的實驗步驟如下（裝置和藥品如圖所示）：



打開分液漏斗活塞，讓稀硫酸滴入試管中至過量，關閉活塞．反應結束后，量筒中收集到飽和NaHCO₃溶液220mL．請你對小藍的實驗進行總結：
（1）已知B中集氣瓶盛裝的飽和NaHCO₃溶液不能用水代替，試推測其理由是______．
（2）樣品中含有的碳酸鈉的質量為______g．
（3）為達到實驗目的，本實驗還缺少的一步實驗操作是______．
（4）該實驗中出現了以下問題，其中對測定NaOH樣品中Na₂CO₃的質量分數有影響的是（填序號）______．
①稱量前，氫氧化鈉固體在空氣中發生潮解
②裝置A中加入的稀硫酸本身也占有一定的體積
③氫氧化鈉樣品中除了碳酸鈉雜質以外，還含有少量氯化鈉．

Answer 1

（1）氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應，生成碳酸鈉和水．
【實驗方案1】方案1，因為氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液都顯堿性，都能使酚酞試液變紅，因此該方案不可行．
方案2：氫氧化鈉量很大，會與少量的鹽酸先發生反應，因而即使有碳酸鈉存在，由于鹽酸與氫氧化鈉反應完了，也可能看不到氣泡．該方案不可行．
方案3：氫氧化鈉不能與氯化鋇發生反應，而碳酸鈉可以與氯化鋇反應生成沉淀，所以該方案可行．
【實驗方案2】（1）小藍的實驗設計是利用稀硫酸與碳酸鈉反應生成二氧化碳將碳酸氫鈉溶液排到量筒中，量筒中液體的體積等于生成的二氧化碳的體積．由于二氧化碳能溶于水，難溶于碳酸氫鈉溶液，所以不能用水代替碳酸氫鈉溶液．
（2）設碳酸鈉的質量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
 106                            44
  x                             0.22L×1.8g/L
 

106

x

=

44

0.22L×1.8g/L

  x=0.954g
（3）要測定樣品中碳酸鈉的質量分數，需用碳酸鈉的質量除以樣品的總質量，因此還缺少的一步操作是測定所取樣品的質量．
（4）①稱量前，氫氧化鈉固體在空氣中發生潮解，總樣品質量變大，不影響碳酸鈉的質量，而碳酸鈉的質量分數變小，故有影響．
②裝置A中加入的稀硫酸本身也占有一定的體積，使排出的碳酸氫鈉溶液的體積增多，從而使碳酸鈉質量增大，測定結果偏高．
③氫氧化鈉樣品中除了碳酸鈉雜質以外，還含有少量氯化鈉．不影響碳酸鈉的質量，故沒有影響．
故選①②
故答案為：
【資料收集】（1）二氧化碳
【實驗方案1】
方案1  不可行，氫氧化鈉也可使無色酚酞溶液變紅，會干擾檢驗
方案2  不可行，氫氧化鈉量很大，會與鹽酸先發生反應，因而即使有碳酸鈉存在也可能看不到氣泡
方案3  可行，氫氧化鈉不能與氯化鋇發生反應，而碳酸鈉可以與氯化鋇反應生成沉淀
【實驗方案2】
（1）二氧化碳可溶于水，難溶于飽和NaHCO₃溶液（或二氧化碳在飽和NaHCO₃溶液中的溶解度很小），這樣可以避免因二氧化碳溶于水造成的測量誤差  （2）0.954  （3）測定所取樣品的質量  （4）①②