Question

（18分）工业烧碱（NaOH）具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得，但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠。某化学学习小组同学围绕工业烧碱展开系列研究。

探究一：工业烧碱中是否含有碳酸钠

【查阅资料】碳酸钠和氯化钙能发生复分解反应。

小红指出可选用下列实验药品来探究：稀盐酸、酚酞试液、CaCl2溶液。

（1）小组同学经过讨论后，一致认为使用 药品不能达到探究目的，理由是 。

（2）请根据选用的实验药品完成下列实验报告：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量工业烧碱样品配成溶液后，滴加过量		工业烧碱中含有碳酸钠，产生实验现象的化学方程式： 。

探究二：测定工业烧碱样品的纯度

小组同学利用下图所示装置测定工业烧碱样品的纯度（固定装置省略）

【实验步骤】

①按图连接装置，并检查装置的气密性；

②称量一定量的烧碱样品和干燥管C的质量；

③打开弹簧夹K，鼓入N2一段时间；

④接入装置C、D，关闭弹簧夹K，装置A中加入稀硫酸，至不再产生气泡为止；

⑤重复步骤③操作，至干燥管C质量不再增加。

试回答下列相关问题：

（1）装置B中浓硫酸的作用是 ；已知碱石灰的主要成分是CaO和NaOH，则装置D的作用是 。

（2）步骤③操作的目的是 ；如果步骤⑤没有重复步骤③的操作，则测定烧碱样品的纯度将 （选填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

（3）步骤⑤中干燥管C质量不再增加，说明 ，写出NaOH与生成的气体反应的化学方程式： 。

（4）下列操作会影响到测量结果的是 （填序号）。

A．把稀硫酸改为稀盐酸 B．稀硫酸过量

C．鼓入N2时间较长 D．省略装置D

 

Answer 1

探究活动一（1）酚酞试液（1分） NaOH和Na2CO3的水溶液都呈碱性都能使无色酚酞变红色(2分) （2）稀盐酸（或CaCl2溶液） 产生气泡（或沉淀） Na2CO3 +2HCl = 2NaCl + H2O +CO2↑（或CaCl2+ Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaCl）（方程式3分，其余1分）

探究活动二（1）吸收水分 防止空气中的水分和二氧化碳进入装置C中，影响测量结果

（2）把装置A、B中含有二氧化碳的空气排尽，以免影响测量结果 偏高（各1分）

（3）生成的二氧化碳已完全被吸收（1分） 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O （3分）

（4）AD （2分）

【解析】

试题分析：探究一：（1）氢氧化钠和碳酸钠的溶液都呈碱性，都可使酚酞试液变红。所以不能用酚酞试液。

（2）碳酸钠可与盐酸反应生成二氧化碳气体，会观察到有气泡生成。反应的化学方程式为：Na2CO3 +2HCl = 2NaCl + H2O +CO2↑（氢氧化钠与盐酸反应无现象）

氯化钙可与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，会观察到有白色沉淀生成；反应的化学方程式为：CaCl2+ Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaCl（氢氧化钠不与氯化钙反应） 可据此回答。

探究二：测定工业烧碱样品的纯度

（1）样品中的碳酸钠与稀硫酸反应生成的二氧化碳气体，C装置中的药品可与生成的二氧化碳气体反应，进一步测出其质量。再利用二氧化碳的质量计算出样品中碳酸钠的质量。A中生成的二氧化碳气体会从溶液中带出一部分水蒸气，如进入C装置会使测得的二氧化碳的质量变大；因此装置B中浓硫酸的作用是吸收气体中的水蒸气；则装置D的作用是防止空气中的二氧化碳气体和水蒸气进入装置C中，影响测量结果。

（2）步骤③操作的目的是用通入的氮气把装置A、B中含有二氧化碳的空气排尽，以免影响测量结果；如果步骤⑤没有重复步骤③的操作，则可能会使一部分二氧化碳气体没有进入D装置，使计算出的碳酸钠的质量减小，从而使测定烧碱样品的纯度将偏高。

（3）步骤⑤中干燥管C质量不再增加，说明生成的二氧化碳已完全被吸收，写出NaOH与生成的气体二氧化碳反应会生成碳酸和水，化学方程式为：2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O。

（4）A．盐酸有一定的挥发性，如进入C装置会发生反应，从而使测定的碳酸的质量分数变大，即氢氧化钠的质量分数变小。B．稀硫酸过量能让样品中的碳酸全部反应，对结果无影响。C．鼓入N2时间较长可使生成的二氧化碳气体全部进入C装置，能使结果更准确。D．省略装置D会使一部分空气进入装置C，则使测定的碳酸钠的质量分数变大，氢氧化钠的质量分数变小。

考点：碳酸钠的性质、科学探究题