Question

【題目】實驗室有一瓶長期放置的氫氧化鈉固體，某興趣小組同學欲對該固體變質情況進行探究。
Ⅰ 固體的成分分析
【提出問題】該瓶氫氧化鈉固體是否變質，變質情況如何？
【查閱資料】
①氫氧化鈉在空氣中容易變質但不會轉化為NaHCO3；
②CaCl2溶液的pH=7，碳酸鈉溶液的pH7
③CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl
Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH
④堿石灰是CaO和NaOH的混合物
【提出猜想】
猜想Ⅰ：固體未變質
猜想Ⅱ：固體全部變質
猜想Ⅲ：固體部分變質
（1）【原因分析】氫氧化鈉在空氣中變質的原因是（用化學方程式表示）。
（2）【進行實驗】小聰同學取少量樣品于燒杯中，用足量水溶解，再向溶液中滴入幾滴酚酞試液，溶液變紅，由此他得出猜想Ⅰ正確，但其他同學很快予以否定，否定的理由是 ， 為了進一步得出結論，組內其他三位同學分別取小聰實驗后的溶液于試管中，進行如下表所示實驗。

同學	小紅	小美	小伍
實驗操作	加入適量氫氧化鈣溶液	加入過量氯化鈣溶液	加入過量稀硫酸

（3）【實驗結論】小紅、小美的實驗中都觀察到有白色沉淀生成且溶液仍是紅色，于是他們都得出猜想Ⅲ正確。
【反思評價】（一）老師指出，僅憑小紅的實驗操作和現象無法確定猜想Ⅲ正確，理由是。
（4）（二）根據小美的結論推測小伍實驗現象是。
（5）Ⅱ 固體中各成分含量
【提出問題】如何測定變質的氫氧化鈉固體中碳酸鈉的質量分數？
【進行實驗】化學小組同學設計了如下實驗裝置。

①小明同學認為通過測定裝置 I中反應前后B的質量差，再通過相應計算，就可測定Na2CO3的純度，小組內同學通過討論認為不可以，其理由可能是；
②小剛同學在大家討論的基礎上，設計了裝置II。請分析：裝置II中A的作用；若無裝置C，對測定結果造成的影響是 (填“偏大”、“偏小”或“無影響”)；
（6）【實驗結論】稱取10g樣品于圓底燒瓶中，實驗結束后，測得裝置D增重2.2g，請你計算出樣品中Na2CO3質量分數。（寫出計算過程）
（7）【反思評價】①聯想到空氣中有CO2 ， 所以實驗室中的氫氧化鈉應保存。
②若將上述5g氫氧化鈉固體全部溶解在45g水中，得到的溶液中氫氧化鈉質量分數 10%（填“大于”、“小于”或“等于”）。

Answer 1

【答案】
（1）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
（2）碳酸鈉、氫氧化鈉溶液都顯堿性,都能使酚酞變紅色
（3）因加氫氧化鈣溶液引入了氫氧根離子,對氫氧化鈉的檢驗會造成干擾
（4） 加入一定量的硫酸后,才會產生氣泡,溶液由紅色變為無色
（5）濃鹽酸易揮發,揮發出的氯化氫氣體也被裝置B吸收,吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣,偏大
（6）53%
（7）密封,小于
【解析】（1）氫氧化鈉在空氣中變質的原因是和空氣中二氧化碳反應生成碳酸鈉和水；反應方程式為：CO2 + 2NaOH=Na2CO3 + H2O；
（2）堿性溶液能使酚酞試液變紅， 碳酸鈉、氫氧化鈉溶液都顯堿性，都能使酚酞變紅色；
（3）一）因加氫氧化鈣溶液引入了氫氧根離子，對氫氧化鈉的檢驗會造成干擾；（二）小美的實驗中都觀察到有白色沉淀生成且溶液仍是紅色，說明固體是氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物，加入硫酸時，硫酸先與氫氧化鈉反應，氫氧化鈉完全反應后，加入的硫酸再與碳酸鈉反應，所以采用加硫酸的方法驗證時，觀察到的現象是：加入一定量的硫酸后，才會產生氣泡，溶液由紅色變為無色；
（4）濃鹽酸易揮發，揮發出的氯化氫氣體也被裝置B吸收了，會導致測定結果偏大；
（5）為保證裝置D只吸收反應生成的二氧化碳，裝置II中A的作用吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣；
（6）若無裝置C，生成二氧化碳中的水分會被D吸收，使測定結果造成的影響是偏大；裝置D增重2.2g說明生成二氧化碳2.2g；
設樣品中Na2CO3質量為x，
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑，
106 44
x 2.2g
=
x=5.3g，
樣品中碳酸鈉質量分數為：×100%=53%；
（7）①實驗室中的氫氧化鈉應密封保存②.若將上述5g氫氧化鈉固體全部溶解在45g水中，因含有雜質，得到的溶液中氫氧化鈉質量分數小于10%.
所以答案是：（1）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；（2）碳酸鈉、氫氧化鈉溶液都顯堿性，都能使酚酞變紅色；（3）因加氫氧化鈣溶液引入了氫氧根離子，對氫氧化鈉的檢驗會造成干擾 ；（4） 加入一定量的硫酸后，才會產生氣泡，溶液由紅色變為無色；（5）濃鹽酸易揮發，揮發出的氯化氫氣體也被裝置B吸收；吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣；偏大；（6）53%；（7）密封；小于.
【考點精析】關于本題考查的根據化學反應方程式的計算，需要了解各物質間質量比=系數×相對分子質量之比才能得出正確答案．