Question

实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，观察发现，样品表面有白色粉末。某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。

【提出问题1】该样品中含有哪些物质？

【提出猜想】通过分析，提出如下猜想：

猜想Ⅰ：已完全变质，该样品中只含Na₂CO₃；

猜想Ⅱ：部分变质，该样品中含有NaOH和Na₂CO₃。

则NaOH变质反应的化学方程式为_________________________。

【查阅资料】

①碱性的Na₂CO₃溶液可以与中性的CaCl₂溶液发生复分解反应；

②CO₂在饱和碳酸氢钠溶液中几乎不溶解。

【实验探究1】为确定该样品的成分，小明设计了如下实验方案，请你一起完成下列实验报告。

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量样品溶于水，加入_________	有白色沉淀产生	该反应的化学方程式：________________________
②将上述反应后的混合物过滤，取滤液，加入_______________	_______________ _______________	证明猜想Ⅱ正确

【提出问题2】如何测量该部分变质样品中碳酸钠的质量分数？

【实验探究2】小红同学设计如图所示装置(铁架台略去)，实验在27℃、101 kPa下进行，步骤如下：

①按图连接好装置；

②用托盘天平准确称取该样品2 g，放入A中试管内，向B中集气瓶中倒入饱和碳酸氢钠溶液至瓶颈处；

③向分液漏斗中加入稀硫酸，打开活塞，让稀硫酸滴入试管中至过量，关闭活塞。反应结束后，量筒中收集到饱和碳酸氢钠溶液220 mL。

请回答下列问题：

(1)在实验步骤①和②之间，还缺少一实验步骤，该实验步骤是__________________；

(2)B中集气瓶盛放的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替，其理由是_____________________________；

(3)试管中原有的空气对实验结果是否有明显影响？_________(填“有”或“没有”)；

(4)变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为________。(在27℃、101 kPa时二氧化碳的密度为1.8 g/L)(计算结果精确至1%)

【提出问题3】怎样提纯该样品得到纯净的氢氧化钠固体？

【实验探究3】为得到纯净的氢氧化钠固体，小亮设计了如图所示的实验流程。

请回答下列问题：

(1)操作①、②、③的名称分别为____________，为了使样品充分溶解，操作①中还要用到的玻璃仪器是_______；

(2)该实验中发生反应的化学方程式为_____________________________；

(3)最终所得氢氧化钠固体质量______变质后样品中氢氧化钠的质量(填“小于”“等于”或“大于”)。

【实验反思】

(1)通过本题，你学会了定性检验氢氧化钠的变质、定量测定变质样品中某成分的含量以及除杂提纯物质。为了得到可靠的实验结果，探究过程中你需要思考的问题有______(填数字序号)；

①选择试剂种类  ②确定试剂用量  ③试剂产地  ④实验装置与步骤的设计  ⑤实验安全环保 ⑥测量中减少误差

(2)实验探究1中的检验和实验探究3中的除杂都将碳酸钠进行了转化，但二者目的不同，分别是________________

_____________________。

Answer 1

【提出猜想】CO₂+2NaOHNa₂CO₃+H₂O　【实验探究1】过量CaCl₂溶液(或BaCl₂溶液)　Na₂CO₃+CaCl₂2NaCl+CaCO₃↓（或Na₂CO₃+BaCl₂2NaCl+BaCO₃↓）　无色酚酞试液　溶液变红色　

【实验探究2】(1)检查装置的气密性　(2)避免二氧化碳溶解在水中而损耗，导致测定结果偏低　(3)没有　(4)48%【实验探究3】(1)溶解、过滤、蒸发　玻璃棒 (2)Na₂CO₃+Ca(OH)₂CaCO₃↓+2NaOH　［或Na₂CO₃+Ba(OH)₂BaCO₃↓+2NaOH］ (3)大于 【实验反思】(1)①②④⑤⑥ (2)检验中将Na₂CO₃转化为NaCl，以排除对NaOH检验的干扰；除杂中是将Na₂CO₃转化为产品NaOH