Question

【題目】（19分）實驗室有一瓶長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體樣品，觀察發現，樣品表面有白色粉末。某興趣小組的同學對該樣品的成分及含量進行了探究。

【提出問題1】該樣品中含有那些物質？

【提出猜想】通過分析，提出如下猜想：

猜想Ⅰ：全部是NaOH 猜想Ⅱ：已完全變質，該樣品中只含Na2CO3；

猜想Ⅲ：部分變質，該樣品中含有 ① 。

【查閱資料】 CO2在飽和碳酸氫鈉溶液中幾乎不溶解。

【實驗探究1】為確定該樣品的成分，小明設計了如下實驗方案，請你一起完成下列實驗報告。

實驗操作	實驗現象	實驗結論
1）取少量樣品溶于水，加入 ②	白色沉淀產生	該反應的化學方程式：③ 氫氧化鈉已經變質
2）將上述反應后的混合物過濾，取濾液加入 ④	⑤	證明猜想Ⅲ正確

回答下列問題

（1）實驗室中，氫氧化鈉固體應怎樣保存? ⑥

（2）用酚酞試液 ⑦ (填“能”或“不能”)檢驗氫氧化鈉變質。

（3）若取少量的固體溶于水， 滴加幾滴稀鹽酸，沒有氣泡產生。__⑧ ___(填“能”或“不能”)證明氫氧化鈉固體沒有變質。

【提出問題2】如何測量該部分變質樣品中碳酸鈉的質量分數？

【實驗探究2】小紅同學設計如圖所示裝置（鐵架臺略去），實驗在20℃，101kPa下進行，步驟如下：

①按圖連接好裝置；

②檢查裝置氣密性

③用托盤天平準確稱取該樣品2g，放入A中試管內，向B中集氣瓶中倒入飽和碳酸氫鈉溶液至瓶頸處；

④向分液漏斗中加入稀硫酸，打開活塞，讓稀硫酸滴入試管中至過量，關閉活塞。反應結束后，量筒中收集到飽和碳酸氫鈉溶液224mL。

請回答下列問題：

（1）B中集氣瓶盛放的飽和碳酸氫鈉溶液不能用水代替，其理由 ⑨

（2）試管中原有的空氣對實驗結果沒有明顯影響理由是 ⑩

（3）變質氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質量分數為 （20℃，101kPa下，22.4L二氧化碳的質量為44g）

【拓展提高】已知Na2CO3溶液與稀硫酸反應先生成NaHCO3，當Na2CO3全部轉化為NaHCO3后，生成的NaHCO3能繼續與稀硫酸反應生成CO2。現向樣品中加一定量的稀硫酸，反應后產生無色氣體并得到X溶液。請分析推斷反應后所得X溶液的溶質，其所有的可能組成Na2SO4和NaHCO3、 、 。

Answer 1

【答案】①NaOH和Na2CO3②過量的CaCl2溶液 ③ CaCl2 +Na2CO3= 2NaCl + CaCO3 ↓④ 酚酞溶液

⑤ 變紅 ⑥ 密封保存 ⑦ 不能 ⑧ 不能 ⑨ 避免CO2溶解在水中有損耗，導致測定結果偏低；

⑩ 因為試管中原有空氣的體積與反應后試管中沒有排盡的二氧化碳的體積幾乎等同

53% Na2SO4 ，Na2SO4 H2SO4

【解析】

試題分析：氫氧化鈉固體樣品如果是部分變質，該樣品中含有NaOH和Na2CO3，現象中出現沉淀說明加入的物質是過量的CaCl2溶液，將上述反應后的混合物過濾，取濾液加入酚酞溶液，如果變紅證明猜想Ⅲ正確，碳酸鈉的溶液ＰＨ值大于７，所以不能用來檢驗是否變質，用鹽酸不能檢驗碳酸鈉的存在，因為加入的鹽酸首先會和氫氧化鈉反應，B中集氣瓶盛放的飽和碳酸氫鈉溶液不能用水代替，其理由避免CO2溶解在水中有損耗，導致測定結果偏低，試管中原有的空氣對實驗結果沒有明顯影響理由是因為試管中原有空氣的體積與反應后試管中沒有排盡的二氧化碳的體積幾乎相等，224mL二氧化碳的質量是0.44克，根據化學方程式可以計算得到必須要1.06克的碳酸鈉，所以變質氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質量分數為=1.06／2×100%=53%，硫酸的量如果不足是組成會是Na2SO4和NaHCO3，如果二者恰好反應組成會是Na2SO4，如果過量會是Na2SO4 H2SO4。