17.实验室有一瓶长期放置的氢氧化钠固体,某兴趣小组同学欲对该固体变质情况进行探究.
Ⅰ固体的成分分析
【提出问题】该瓶氢氧化钠固体是否变质,变质情况如何?
【查阅资料】①氢氧化钠在空气中容易变质但不会转化为NaHCO
3;
②CaCl
2溶液的pH=7,碳酸钠溶液的pH?7
③CaCl
2+Na
2CO
3═CaCO
3↓+2NaCl
Ca(OH)
2+Na
2CO
3═CaCO
3↓+2NaOH
④碱石灰是CaO和NaOH的混合物
【提出猜想】猜想Ⅰ:固体未变质
猜想Ⅱ:固体全部变质
猜想Ⅲ:固体部分变质
【原因分析】氢氧化钠在空气中变质的原因是2NaOH+CO
2═Na
2CO
3+H
2O(用化学方程式表示).
【进行实验】小聪同学取少量样品于烧杯中,用足量水溶解,再向溶液中滴入几滴酚酞试液,溶液变红,由此他得出猜想Ⅰ正确,但其他同学很快予以否定,否定的理由是碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液都显碱性,都能使酚酞试液变红色,为了进一步得出结论,组内其他三位同学分别取小聪实验后的溶液于试管中,进行如下表所示实验.
同学 | 小红 | 小美 | 小伍 |
实验操作 | 加入适量氢氧化钙溶液 | 加入过量氯化钙溶液 | 加入过量稀硫酸 |
【实验结论】小红、小美的实验中都观察到有白色沉淀生成且溶液仍是红色,于是他们都得出猜想Ⅲ正确.
【反思评价】(一)老师指出,仅凭小红的实验操作和现象无法确定猜想Ⅲ正确,理由是碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,产生的氢氧化钠干扰对样品中氢氧化钠的检验.
(二)根据小美的结论推测小伍实验现象是开始无明显现象,一会儿后产生气泡,溶液由红色逐渐变成无色.
Ⅱ固体中各成分含量
【提出问题】如何测定变质的氢氧化钠固体中碳酸钠的质量分数?
【进行实验】化学小组同学设计了如下实验装置.
①小明同学认为通过测定装置 I中反应前后B的质量差,再通过相应计算,就可测定Na
2CO
3的纯度,小组内同学通过讨论认为不可以,其理由可能是浓盐酸易挥发,挥发出的氯化氢气体也被装置B吸收了;
②小刚同学在大家讨论的基础上,设计了装置II.请分析:装置II中A的作用吸收空气中的二氧化碳和水蒸气;若无装置C,对测定结果造成的影响是偏大(填“偏大”、“偏小”或“无影响”);
【实验结论】称取10g样品于圆底烧瓶中,实验结束后,测得装置D增重2.2g,请你计算出样品中Na
2CO
3质量分数.(写出计算过程)
【反思评价】①联想到空气中有CO
2,所以实验室中的氢氧化钠应密封保存.
②若将上述5g氢氧化钠固体全部溶解在45g水中,得到的溶液中氢氧化钠质量分数小于10%(填“大于”、“小于”或“等于”).