Question

【题目】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NaHCO3；
②CaCl2溶液的pH=7，碳酸钠溶液的pH7
③CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl
Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+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
（1）【原因分析】氢氧化钠在空气中变质的原因是（用化学方程式表示）。
（2）【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 ， 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

（3）【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。
（4）（二）根据小美的结论推测小伍实验现象是。
（5）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Na2CO3的纯度，小组内同学通过讨论认为不可以，其理由可能是；
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；若无装置C，对测定结果造成的影响是 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)；
（6）【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Na2CO3质量分数。（写出计算过程）
（7）【反思评价】①联想到空气中有CO2 ， 所以实验室中的氢氧化钠应保存。
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 10%（填“大于”、“小于”或“等于”）。

Answer 1

【答案】
（1）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
（2）碳酸钠、氢氧化钠溶液都显碱性,都能使酚酞变红色
（3）因加氢氧化钙溶液引入了氢氧根离子,对氢氧化钠的检验会造成干扰
（4） 加入一定量的硫酸后,才会产生气泡,溶液由红色变为无色
（5）浓盐酸易挥发,挥发出的氯化氢气体也被装置B吸收,吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,偏大
（6）53%
（7）密封,小于
【解析】（1）氢氧化钠在空气中变质的原因是和空气中二氧化碳反应生成碳酸钠和水；反应方程式为：CO2 + 2NaOH=Na2CO3 + H2O；
（2）碱性溶液能使酚酞试液变红， 碳酸钠、氢氧化钠溶液都显碱性，都能使酚酞变红色；
（3）一）因加氢氧化钙溶液引入了氢氧根离子，对氢氧化钠的检验会造成干扰；（二）小美的实验中都观察到有白色沉淀生成且溶液仍是红色，说明固体是氢氧化钠和碳酸钠的混合物，加入硫酸时，硫酸先与氢氧化钠反应，氢氧化钠完全反应后，加入的硫酸再与碳酸钠反应，所以采用加硫酸的方法验证时，观察到的现象是：加入一定量的硫酸后，才会产生气泡，溶液由红色变为无色；
（4）浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢气体也被装置B吸收了，会导致测定结果偏大；
（5）为保证装置D只吸收反应生成的二氧化碳，装置II中A的作用吸收空气中的二氧化碳和水蒸气；
（6）若无装置C，生成二氧化碳中的水分会被D吸收，使测定结果造成的影响是偏大；装置D增重2.2g说明生成二氧化碳2.2g；
设样品中Na2CO3质量为x，
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑，
106 44
x 2.2g
=
x=5.3g，
样品中碳酸钠质量分数为：×100%=53%；
（7）①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，因含有杂质，得到的溶液中氢氧化钠质量分数小于10%.
所以答案是：（1）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；（2）碳酸钠、氢氧化钠溶液都显碱性，都能使酚酞变红色；（3）因加氢氧化钙溶液引入了氢氧根离子，对氢氧化钠的检验会造成干扰 ；（4） 加入一定量的硫酸后，才会产生气泡，溶液由红色变为无色；（5）浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢气体也被装置B吸收；吸收空气中的二氧化碳和水蒸气；偏大；（6）53%；（7）密封；小于.
【考点精析】关于本题考查的根据化学反应方程式的计算，需要了解各物质间质量比=系数×相对分子质量之比才能得出正确答案．