Question

5．在一堂化学实验课上，老师为每组同学分别提供了一瓶固体氢氧化钠，让大家进行实验探究，请你参与．
探究活动一：探究酸碱中和反应
甲组同学按图1所示进行实验

（1）往氢氧化钠溶液中滴入无色酚酞溶液，观察到的现象是溶液变红色，说明溶液呈碱性．
（2）边滴加稀硫酸，边要用玻璃棒不断搅拌的目的是使稀硫酸与氢氧化钠成分混合，发生反应．
（3）当溶液颜色又恰好变为无色时，说明酸能与碱发生反应，测得此时溶液的pH=7．
乙组同学也按上述步骤进行实验，但在滴加稀硫酸时，发现溶液有气泡产生．同学们经讨论一致认为是氢氧化钠发生变质生成了碳酸钠，于是进行如下探究：
探究活动二：测定乙组的氢氧化钠样品（以下简称样品）中碳酸钠的质量分数
资料摘要：Ⅰ．二氧化碳在饱和碳酸氢钠溶液中几乎不溶解
II．碳酸钠溶液与氢氧化钡溶液反应，产生白色沉淀．化学方程式如下：Na₂CO₃+Ba（OH）₂=BaCO₃↓+2NaOH
【方案一】气体测定法
 取一定量的样品与足量稀硫酸在如图2装置中反应，测定产生的二氧化碳的体积．根据该实验条件下二氧化碳的密度计算二氧化碳的质量，再根据相关计算得出样品中碳酸钠的质量分数．
（4）写出稀硫酸与样品中成分反应产生气体的化学方程式Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
（5）某同学用水代替图2装置中的饱和碳酸氢钠溶液进行收集和测量二氧化碳，发现所测气体的体积偏小，原因是二氧化碳可以溶于水，与水反应．
【方案二】沉淀测定法
小明设计如图所示实验，测定碳酸钠的质量分数．

（6）“操作1”的名称是过滤；Ba（OH）₂溶液过量的目的是充分除尽溶液中的碳酸钠．
（7）1.97g的白色沉淀是碳酸钡（填物质名称），根据上述提供的实验数据，计算出碳酸钠的质量分数为26.5%．
（8）如果沉淀不洗涤就直接烘干、称量，将导致结果偏高（选填“偏高”、“偏低”或“没影响”）．

Answer 1

分析 （1）根据指示剂的变色规律分析，酚酞遇酸性和中性溶液都不变色，遇碱性溶液变红；
（2）根据玻璃棒搅拌的作用分析；
（3）当溶液颜色又恰好变为无色时，说明酸能与碱恰好发生反应；
（4）碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，
（5）根据二氧化碳可以溶于水，与水反应分析；
（6）过滤可将固体与液体分开，加入Ba（OH）₂溶液除去剩余的碳酸钠，
（7）氢氧化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡和氢氧化钠，根据碳酸钡的质量和方程式分析；
（8）如果沉淀不洗涤就直接烘干、称量，碳酸钡粘附有氢氧化钠等

解答 解：（1）氢氧化钠溶液显碱性，使酚酞变红色；
（2）边滴加稀硫酸，边要用玻璃棒不断搅拌的目的是使稀硫酸与氢氧化钠成分混合，发生反应；
（3）当溶液颜色又恰好变为无色时，说明酸能与碱恰好发生反应，此时溶液的pH=7；
（4）碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，化学方程式为：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（5）二氧化碳可以溶于水，与水反应，造成所测气体的体积偏小；
（6）经过操作1后得到了沉淀和滤液，所以操作1的名称是：过滤，足量的氢氧化钡可以将碳酸钠充分的沉淀，所以在加入过量氢氧化钡的目的是：充分除尽溶液中的碳酸钠．
（7）氢氧化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡和氢氧化钠，所以1.97g的白色沉淀是碳酸钡；
设碳酸钠的质量分数为x
Na₂CO₃+Ba（OH）₂=BaCO₃↓+2NaOH
106              197
x×4g           1.97g
$\frac{106}{197}=\frac{x×4g}{1.97g}$
x=26.5%
（8）如果沉淀不洗涤就直接烘干、称量，碳酸钡粘附有氢氧化钠等，造成沉淀质量变大，计算出碳酸钠的质量分数偏高．
故答案为（1）溶液变红色；碱；
（2）使稀硫酸与氢氧化钠成分混合，发生反应；
（3）=7；
（4）Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（5）二氧化碳可以溶于水，与水反应；
（6）过滤；充分除尽溶液中的碳酸钠；
（7）碳酸钡；26.5%
（8）偏高．

点评 本考点属于物质的分离和提纯，利用流程图中的现象和实验方案的设计，考查同学们的判断能力，同学们只要认真分析，根据条件综合把握，问题就会迎刃而解．