Question

5．某化學(xué)課外小組的同學(xué)，為了測定實(shí)驗(yàn)室中一瓶因保存不善而部分變質(zhì)的氫氧化鈉中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置（圖中鐵架臺已經(jīng)略去），實(shí)驗(yàn)在27℃，101kPa下進(jìn)行．
實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①按圖連接好裝置；
②用天平準(zhǔn)確稱取氫氧化鈉樣品m g，放入A中試管內(nèi)，向B中集氣瓶內(nèi)倒入飽和二氧化碳水溶液至瓶頸處；
③向分液漏斗中倒入稀硫酸，打開活塞，讓稀硫酸滴入試管中至過量，關(guān)閉活塞．反應(yīng)結(jié)束后，量筒中收集到飽和二氧化碳水溶液v mL．
④計(jì)算氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
請回答下列問題：
（1）準(zhǔn)確判斷氫氧化鈉發(fā)生變質(zhì)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是A中有氣泡產(chǎn)生；寫出氫氧化鈉發(fā)生變質(zhì)的化學(xué)方程式2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（2）在實(shí)驗(yàn)步驟①和②之間，還缺少一實(shí)驗(yàn)步驟，該實(shí)驗(yàn)步驟是：檢查裝置氣密性．
（3）B中集氣瓶盛裝的飽和二氧化碳水溶液不能用水代替，其原因是：避免二氧化碳溶解在水里而損耗，造成測定結(jié)果偏低．
（4）判斷實(shí)驗(yàn)步驟③中滴入的稀硫酸已過量的標(biāo)志是滴入稀硫酸，A中不再有氣泡產(chǎn)生．
（5）敘述檢驗(yàn)氫氧化鈉部分變質(zhì)的方法：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1取樣，溶于水，滴加過量的氯化鈣溶液	產(chǎn)生白色沉淀	氫氧化鈉部分變質(zhì)
2靜置，向上層清液中滴加酚酞溶液	變紅色

（6）用上述裝置不能準(zhǔn)確測定已部分變質(zhì)的氫氧化鈉樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，理由是氫氧化鈉樣品中除了碳酸鈉，還有水．
（7）取10g變質(zhì)的氫氧化鈉于燒杯中，其中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%，向燒杯中加入100g一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸（足量），則反應(yīng)結(jié)束后燒杯內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量是107.8g．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氫氧化鈉若變質(zhì)，則會生成碳酸鈉，那么當(dāng)?shù)稳胂×蛩釙r(shí)會產(chǎn)生氣體進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)在實(shí)驗(yàn)過程有氣體參與，所以必須保證裝置的氣密性良好進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)二氧化碳會溶于水進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)氫氧化鈉變質(zhì)，則會生成氣體，當(dāng)不再產(chǎn)生氣體時(shí)就說明反應(yīng)完畢進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)氫氧化鈉部分變質(zhì)，故既要鑒定含有碳酸鈉又要鑒定含有氫氧化鈉進(jìn)行分析；
（6）根據(jù)氫氧化鈉容易吸收空氣中的水分而潮解進(jìn)行分析；
（7）根據(jù)質(zhì)量守恒，可知原物質(zhì)中的碳元素的質(zhì)量就是生成二氧化碳中碳元素的質(zhì)量．

解答 解：（1）氫氧化鈉在空氣中易吸收空氣中的水分而潮解，然后會與空氣中的二氧化碳反應(yīng)而變質(zhì)，所以氫氧化鈉若變質(zhì)，則會生成碳酸鈉，化學(xué)方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．那么當(dāng)?shù)稳胂×蛩釙r(shí)會產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，所以A中會冒出氣泡；
（2）該實(shí)驗(yàn)過程中有氣體參與，所以實(shí)驗(yàn)前必須檢查裝置的氣密性；
（3）本題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^測二氧化碳的體積來計(jì)算藥品中碳酸鈉的含量，所以必須保證二氧化碳的準(zhǔn)確性，因?yàn)槎�氧化碳可以溶于水，所以用飽和的二氧化碳水溶液，可以避免二氧化碳的減少；
（4）若氫氧化鈉變質(zhì)，當(dāng)加入稀硫酸時(shí)則會生成氣體，當(dāng)不再產(chǎn)生氣體時(shí)就說明反應(yīng)完畢；
（5）檢驗(yàn)氫氧化鈉部分變質(zhì)，既要鑒定含有碳酸鈉又要鑒定含有氫氧化鈉，鑒定碳酸鈉就是鑒定碳酸根離子，可通過與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣來鑒定，鑒定氫氧化鈉就是鑒定氫氧根離子，可通過其能使無色酚酞試液變紅來進(jìn)行鑒定，
故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1．取樣，溶于水，滴加過量的氯化鈣溶液	產(chǎn)生白色沉淀	氫氧化鈉部分變質(zhì)
2．靜置，向上層清液中滴加酚酞溶液	變紅

（6）氫氧化鈉在空氣中易吸收空氣中的水分而潮解，然后才會與空氣中的二氧化碳反應(yīng)而變質(zhì)，由于沒有測算出水的質(zhì)量，故現(xiàn)有的條件下難以測出氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以本題答案為：氫氧化鈉樣品中除了碳酸鈉，還有水；
（7）根據(jù)質(zhì)量守恒，可知原物質(zhì)中的碳元素的質(zhì)量就是生成二氧化碳中碳元素的質(zhì)量，10g變質(zhì)的氫氧化鈉中碳元素的質(zhì)量為10g×6%=0.6g；所以設(shè)可得二氧化碳的質(zhì)量為x
x×$\frac{12}{12+16×2}$×100%=0.6g，解得x=2.2g
所以反應(yīng)結(jié)束后燒杯內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量為10g+100g-2.2g=107.8g
答：反應(yīng)結(jié)束后燒杯內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量為107.8g．
故答案為：（1）A中有氣泡產(chǎn)生，2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（2）檢查裝置氣密性；
（3）避免二氧化碳溶解在水里而損耗，造成測定結(jié)果偏低；
（4）滴入稀硫酸，A中不再有氣泡產(chǎn)生；
（5）氯化鈣溶液，酚酞溶液，變紅；

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1．取樣，溶于水，滴加過量的氯化鈣溶液	產(chǎn)生白色沉淀	氫氧化鈉部分變質(zhì)
2．靜置，向上層清液中滴加酚酞溶液	變紅

（6）氫氧化鈉樣品中除了碳酸鈉，還有水；
（7）107.8g；

點(diǎn)評 熟練掌握氫氧化鈉、碳酸鈉的性質(zhì)，知道氫氧化鈉露置于空氣中易變質(zhì)，并會檢驗(yàn)，記住化學(xué)方程式：Na₂CO₃ +2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，能熟練的根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算．