Question

小刚、小军、小红对一久置的NaOH白色粉末的成分进行探究并测定其成分的含量．
（一）成分的确定
三位同学都作出以下的猜想：①可能是NaOH；②可能是Na₂CO₃；③可能是NaOH与Na₂CO₃的混合物．做出②③猜想的依据是

CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O

（用化学方程式表示）．
为了验证①②③猜想，他们分别做了下面的实验．
（1）小刚取少量白色粉末于试管中，再滴加足量的稀HCl，有气泡产生，由此可肯定猜想

①

（填序号）是错误的．
（2）小军又取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加酚酞试液，溶液变为红色．由此小军结合小刚的实验，认为猜想③是正确的．小红却认为小军的所得结论不确切，因为

碳酸钠也显碱性

．
（3）为探究白色粉末是否含有NaOH，小红设计了如下实验方案：

①沉淀B的化学式为

CaCO₃

；在操作1中要用到玻璃棒，其作用是

搅拌作用，加速固体的溶解

．
②小刚认为小红的这个方案也有问题，理由是

碳酸钠和氢氧化钙反应生成了氢氧化钠

． 但只要稍加改进，就可以证明粉末中还含有NaOH，则小刚改进的方法是：

把氢氧化钙改为过量的氯化钙

． 小刚对小红的实验作了正确的改进后进行了实验，实验现象和小红的一致，由此确定猜想③是正确的．
（二）各成分含量的测定
三位同学利用电子天平共同作了以下测定实验．实验数据记录如下：

称   量   项   目	称   量  时 间	质量（g）
试样		10.00
装置+稀硫酸质量		241.20
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后15秒	249.20
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后35秒	249.00
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后55秒	249.00

试通过分析表中数据计算出试样中碳酸钠的质量分数．

Answer 1

分析：由于久置的氢氧化钠可能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，根据题设条件，按步分析，逻辑推理，层层推进，“对号入座”，得出结论．解题时注意：（1）思维过程展示注意逻辑性；（2）发散性结论（几种可能组合）按序排列分析，防止遗漏或重复；（3）有关的计算要准确．

解答：解：（一）由于久置的氢氧化钠可能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，配平即可；故答案为：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O
（1）由于碳酸钠与稀盐酸反应时有气泡产生，因此向固体中加入稀盐酸，若观察到有气泡产生，就能说明固体中含有碳酸钠．若固体中含有碳酸钠，就能说明猜想①是错误的．故答案为：①
（2）溶液中存在Na₂CO₃也会使酚酞变红，因此无色酚酞试液变红时，不能说明一定含有氢氧化钠，说明小军的结论不确切，甚至有可能是错误的．故答案为：碳酸钠也显碱性
（3）向白色粉末中加水，粉末会溶解，为加速溶解，可以用玻璃棒搅拌，从而得到溶液A．因此操作1是溶解，在该操作中玻璃棒所起的作用是“搅拌，加速溶解”．碳酸钠和氢氧化钙反应生成了氢氧化钠和白色沉淀碳酸钙，因此沉淀B是碳酸钙；由于Na₂CO₃与Ca（OH）₂反应后也有NaOH生成，因此这个方案不能证明白色粉末中是否含有NaOH；改进方案：将滴加澄清石灰水改为过量的CaCl₂（或Ba（NO₃）₂或Ca（NO₃）₂或BaCl₂）即可．故答案为：①CaCO₃；搅拌作用，加速固体的溶解；②碳酸钠和氢氧化钙反应生成了氢氧化钠；把氢氧化钙改为过量的氯化钙；
（二）设样品中碳酸钠的质量分数为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：试样中碳酸钠的质量分数是53%；
故答案为：53%

点评：本题主要考查利用氢氧化钠和碳酸钠的化学性质确定久置的氢氧化钠的成分、利用稀硫酸的性质计算久置氢氧化钠中各成分的质量分数，难度较大．有关实验方案的设计和对实验方案的评价是中考的热点之一，本考点主要出现在实验题中．