Question

小剛、小軍、小紅對一久置的NaOH白色粉末的成分進行探究并測定其成分的含量．
（一）成分的確定
三位同學都作出以下的猜想：①可能是NaOH；②可能是Na₂CO₃；③可能是NaOH與Na₂CO₃的混合物．做出②③猜想的依據是

CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O

（用化學方程式表示）．
為了驗證①②③猜想，他們分別做了下面的實驗．
（1）小剛取少量白色粉末于試管中，再滴加足量的稀HCl，有氣泡產生，由此可肯定猜想

①

（填序號）是錯誤的．
（2）小軍又取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加酚酞試液，溶液變為紅色．由此小軍結合小剛的實驗，認為猜想③是正確的．小紅卻認為小軍的所得結論不確切，因為

碳酸鈉也顯堿性

．
（3）為探究白色粉末是否含有NaOH，小紅設計了如下實驗方案：

①沉淀B的化學式為

CaCO₃

；在操作1中要用到玻璃棒，其作用是

攪拌作用，加速固體的溶解

．
②小剛認為小紅的這個方案也有問題，理由是

碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成了氫氧化鈉

． 但只要稍加改進，就可以證明粉末中還含有NaOH，則小剛改進的方法是：

把氫氧化鈣改為過量的氯化鈣

． 小剛對小紅的實驗作了正確的改進后進行了實驗，實驗現象和小紅的一致，由此確定猜想③是正確的．
（二）各成分含量的測定
三位同學利用電子天平共同作了以下測定實驗．實驗數據記錄如下：

稱   量   項   目	稱   量  時 間	質量（g）
試樣		10.00
裝置+稀硫酸質量		241.20
裝置+稀硫酸質量+試樣	反應開始后15秒	249.20
裝置+稀硫酸質量+試樣	反應開始后35秒	249.00
裝置+稀硫酸質量+試樣	反應開始后55秒	249.00

試通過分析表中數據計算出試樣中碳酸鈉的質量分數．

Answer 1

分析：由于久置的氫氧化鈉可能與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，根據題設條件，按步分析，邏輯推理，層層推進，“對號入座”，得出結論．解題時注意：（1）思維過程展示注意邏輯性；（2）發散性結論（幾種可能組合）按序排列分析，防止遺漏或重復；（3）有關的計算要準確．

解答：解：（一）由于久置的氫氧化鈉可能與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，配平即可；故答案為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O
（1）由于碳酸鈉與稀鹽酸反應時有氣泡產生，因此向固體中加入稀鹽酸，若觀察到有氣泡產生，就能說明固體中含有碳酸鈉．若固體中含有碳酸鈉，就能說明猜想①是錯誤的．故答案為：①
（2）溶液中存在Na₂CO₃也會使酚酞變紅，因此無色酚酞試液變紅時，不能說明一定含有氫氧化鈉，說明小軍的結論不確切，甚至有可能是錯誤的．故答案為：碳酸鈉也顯堿性
（3）向白色粉末中加水，粉末會溶解，為加速溶解，可以用玻璃棒攪拌，從而得到溶液A．因此操作1是溶解，在該操作中玻璃棒所起的作用是“攪拌，加速溶解”．碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成了氫氧化鈉和白色沉淀碳酸鈣，因此沉淀B是碳酸鈣；由于Na₂CO₃與Ca（OH）₂反應后也有NaOH生成，因此這個方案不能證明白色粉末中是否含有NaOH；改進方案：將滴加澄清石灰水改為過量的CaCl₂（或Ba（NO₃）₂或Ca（NO₃）₂或BaCl₂）即可．故答案為：①CaCO₃；攪拌作用，加速固體的溶解；②碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成了氫氧化鈉；把氫氧化鈣改為過量的氯化鈣；
（二）設樣品中碳酸鈉的質量分數為x．
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                    44
10g?x           241.20g+10.00g-249.00g=2.20g 
 

106

10g?x

=

44

2.20g

      
          x=53% 
答：試樣中碳酸鈉的質量分數是53%；
故答案為：53%

點評：本題主要考查利用氫氧化鈉和碳酸鈉的化學性質確定久置的氫氧化鈉的成分、利用稀硫酸的性質計算久置氫氧化鈉中各成分的質量分數，難度較大．有關實驗方案的設計和對實驗方案的評價是中考的熱點之一，本考點主要出現在實驗題中．