Question

【題目】（18分）實驗室處理一批過期的化學藥品，興趣小組同學決定對一癬已經結塊的氫氧化鈉樣品展開探究，請你參與。

[探究活動一]證明變質的樣品仍然有氫氧化鈉存在

資料摘要：碳酸鈉的水溶液呈堿性，氯化鈉、氯化鈣的水溶液呈中性。

（1）氫氧化鈉暴露在空氣中發生變質反應的化學方程式為 。

同學們按照如下所示的步驟進行實驗：

（2）步驟②中加入過量的氯化鈣溶液的目的是 ；固體A必定含有的物質是 （寫化學式）。

（3）“后續實驗”驗證氫氧化鈉的存在，請你簡述實驗步驟和產生的現象： 。

[探究活動二]測定樣品中碳酸鈉的質量分數

取5.3g樣品與足量的稀硫酸反應，測量生成二氧化碳的體積，從而計算出碳酸鈉的質量分數。實驗裝置如圖（不考慮其他因素的影響，裝置的氣密性良好）：

（4）傾斜錐形瓶使樣品與稀硫酸充分接觸。寫出甲裝置中發生反應的一個化學方程式： 。

（5）量氣管中水面上要加一層植物油（二氧化碳不溶于該油層），目的是 。

（6）實驗測得的部分數據如下表所示：

	反應前	反應后
量氣管內液面對應的刻度	42mL	262mL

根據表中的實驗數據計算，反應生成的二氧化碳體積為 mL，已知在實驗條件下，二氧化碳的密度為2g·L－1，則生成二氧化碳的質量為 g。

（7）通過計算，樣品中碳酸鈉的質量分數為 。

Answer 1

【答案】（1）2NaOH + CO2 === Na2CO3 + H2O （2）除盡溶液中的碳酸根離子等 CaCO3

（3）取少量溶液B于試管中，加入無色的酚酞試液，溶液呈紅色等

（4）Na2CO3+H2SO4 === Na2SO4+H2O+CO2↑（或2NaOH+H2SO4 === Na2SO4+2H2O）

（5）防止二氧化碳溶于水造成實驗誤差 （6）220 0.44 （7）20%

【解析】

試題分析：（1）氫氧化鈉暴露在空氣中發生變質，是與空氣中的二氧化碳發生反應，化學方程式為：2NaOH + CO2 === Na2CO3 + H2O

（2）為了不影響后續實驗對氫氧化鈉的存在與否判斷，故步驟②中加入過量的氯化鈣溶液的目的是除盡溶液中的碳酸根離子等；反應的反應為：CaCl2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaCl，故固體A必定含有的物質是CaCO3

（3）“后續實驗”驗證氫氧化鈉的存在，實驗步驟和產生的現象：取少量溶液B于試管中，加入無色的酚酞試液，溶液呈紅色等

（4）由于藥品中有氫氧化鈉和碳酸鈉，故傾斜錐形瓶使樣品與稀硫酸充分接觸，發生反應的一個化學方程式：Na2CO3+H2SO4 === Na2SO4+H2O+CO2↑（或2NaOH+H2SO4 === Na2SO4+2H2O）

（5）由于二氧化碳能溶于水，故量氣管中水面上要加一層植物油（二氧化碳不溶于該油層），目的是：防止二氧化碳溶于水造成實驗誤差

（6）根據表中的實驗數據計算，反應生成的二氧化碳體積=262 mL- 42 mL =220 mL，根據質量=密度×體積的計算式，已知在實驗條件下，二氧化碳的密度為2g·L－1，則生成二氧化碳的質量=220×10-3L×2g·L－1 = 0.44g

（7）根據化學方程式：Na2CO3+H2SO4 === Na2SO4+H2O+CO2↑中CO2與Na2CO3的質量關系，可求出Na2CO3的質量，進一步計算樣品中碳酸鈉的質量分數

解：設Na2CO3的質量為x

Na2CO3+H2SO4 === Na2SO4+H2O+CO2↑

106 44

x 0.44g

106:44=x：0.44g

x=1.06g

樣品中碳酸鈉的質量分數=1.06g/5.3g×100%=20%