摘要:2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH② 取少量溶液于试管中.加入少量Na2CO3溶液(或通入CO2),产生白色沉淀 CO2(或Na2CO3)

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(2013?建邺区一模)氢氧化钠俗名苛性钠,是一种重要的化工原料.下列研究从其结构、制备方法、性质以及变化规律等角度进行,请根据要求回答相应问题.
Ⅰ.结构:
NaOH含有钠元素,钠在元素周期表中处于第三周期的
开头
开头
(填“开头”、“中间”或“结尾”).
NaOH属于碱,碱在溶液中都可以电离出相同的离子,该离子是
OH-
OH-
(填离子符号).
Ⅱ.制备:
实验室用纯碱制备烧碱的化学反应方程式为
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH

Ⅲ.性质及变化:
(1)氢氧化钠固体曝露在空气中容易
吸水潮解
吸水潮解
,因此它与生石灰一起用作某些气体的干燥剂
(2)如右图所示,NaOH溶液可与稀酸反应的方程式为
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O

该反应没有明显的现象,为了说明该反应确实能够发生,下列哪种物质肯定无法帮助你达到目的
d
d

a.镁条    b.酚酞   c.CuSO4     d.Ba(NO32
Ⅳ.保存:
张老师整理药品时,意外发现实验桌上有瓶敞口放置的NaOH固体,他让同学们对这瓶NaOH固体进行探究.
【提出猜想】
猜想I:没有变质
猜想Ⅱ:部分变质为Na2CO3,依据是
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
(用方程式表示);
猜想Ⅲ:全部变质
【实验设计、现象和推断】
实验步骤 实验现象
①取少量白色固体于试管中,加水振荡后,至全部溶解 无色溶液
②向试管的溶液中滴加适量物质X的溶液 现象A
③再向试管中滴加几滴酚酞试液. 现象B
(1)若现象A为有气泡产生,则加入的X溶液是
稀盐酸
稀盐酸
,说明猜想
I
I
可排除.
(2)若X是Ca(OH)2溶液,现象A有白色沉淀,现象B为无色变红色,该实验
不能
不能
 (填“能”或“不能”)说明猜想Ⅱ成立.
(3)若X是CaCl2溶液,则猜想Ⅱ成立的实验现象是
现象A有白色沉淀产生,现象B溶液变成红色
现象A有白色沉淀产生,现象B溶液变成红色

(4)定量研究:根据上述实验,可通过测定
产生气体的质量或产生白色沉淀的质量
产生气体的质量或产生白色沉淀的质量
,再通过计算得到氢氧化钠的变质情况.
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(2012?溧水县二模)碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的固体混合物,是实验室常用的干燥剂.相关信息如下表所示.同学们为确认一瓶久置的“碱石灰”(可能已部分变质或全部变质)样品的成分,进行如下探究.
[小资料]
①碱石灰是氧化钙、氢氧化钙的固体混合物.易吸收空气中的水蒸气和二氧化碳.
②氯化钙溶液显中性.[提出问题]实验室中久置的碱石灰样品的成分是什么?
[进行猜想]久置的碱石灰样品中可能含有CaO、NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2、CaCO3等成分.用化学方程式表示样品中含有Ca(OH)2或Na2CO3可能含有的原因
CaO+H2O═Ca(OH)2(或2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O等,答案合理即可)
CaO+H2O═Ca(OH)2(或2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O等,答案合理即可)
(写一个).
[探究过程]

试回答下列问题:
(1)操作①的名称是
过滤
过滤
,溶液C中一定含
OH-
OH-
离子.
(2)溶液A中加入CaCl2溶液后产生固体,说明样品中一定含有
碳酸钠
碳酸钠
,反应的方程式为
Na2CO3+CaCl2═2NaCl+CaCO3
Na2CO3+CaCl2═2NaCl+CaCO3

(3)向溶液A中加入CaCl2溶液后,证明CaCl2溶液过量的方法是
取溶液C于试管中滴加碳酸钠溶液,有白色沉淀生成,说明CaCl2溶液已过量
取溶液C于试管中滴加碳酸钠溶液,有白色沉淀生成,说明CaCl2溶液已过量

[实验结论]
依据上述实验操作过程及现象,综合对滤液和固体成分的探究,下列对样品成分的分析正确的是
②③
②③
(填序号).
①样品中一定含NaOH               
②样品中一定含Na2CO3
③样品中含NaOH、CaO中的一种或两种
[拓展延伸]
为测定实验室中一瓶变质的烧碱中NaOH的含量,某同学取适量的烧碱样品,溶于一定量的水得到200g溶液;再加入200g稀硫酸(足量)充分搅拌到不再放出气泡为止,称量溶液为395.6g.请分析计算:
(1)反应产生的CO2的质量为
4.4
4.4
 g.
(2)若所取烧碱样品为50.0g,则样品中NaOH的质量分数是多少?(写出计算过程)
78.8%.
78.8%.

(3)用同浓度的硫酸,分别与未变质、部分变质、或全部变质(杂质都是Na2CO3)的烧碱样品反应,需要硫酸的质量都相等.从钠元素质量守恒的角度解释其原因是:
氢氧化钠和碳酸钠都是每46g钠元素生成142g硫酸钠,消耗98g硫酸
氢氧化钠和碳酸钠都是每46g钠元素生成142g硫酸钠,消耗98g硫酸
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(2013?广东模拟)实验室有一瓶敞放着的氢氧化钠固体,同学们想探究这瓶固体的成分,请你一同参与探究并回答有关问题.
请你写出氢氧化钠在空气中变质的化学方程式:
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
,可加入试剂
稀盐酸
稀盐酸
,如有气泡产生则氢氧化钠变质.
提出猜想:
猜想1:这瓶固体的成分是NaOH;
猜想2:这瓶固体的成分是Na2CO3
猜想3:这瓶固体的成分是
NaOH和Na2CO3混合物
NaOH和Na2CO3混合物

实验与结论:
(1)取少量样品于试管中,加入适量蒸馏水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞溶液,溶液由无色变成红色.甲同学认为这瓶固体含有NaOH,猜想1正确.乙同学认为甲同学的结论不正确,其理由是
Na2CO3的水溶液也呈碱性
Na2CO3的水溶液也呈碱性

(2)向(1)溶液中加入过量的CaCl2溶液,生成白色沉淀,沉淀后静置,溶液由红色变成无色.同学们认为猜想
2
2
是正确的.
问题讨论:
(1)丙同学认为实验时也可以先加入过量的CaCl2溶液,振荡、静置,然后在上层清液中加入无色酚酞溶液,你认为丙同学的说法
正确
正确
(选填“正确”或“不正确”),此时反应的化学方程式为
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
;若猜想3正确,则现象为
有白色沉淀生成,上层清液变红
有白色沉淀生成,上层清液变红
,其中无色酚酞溶液还可用一种盐溶液,如
CuCl2
CuCl2
(写化学式)来代替验证猜想.
(2)丁同学认为CaCl2溶液也可以改为Ca(OH)2溶液,你认为丁同学的说法
不正确
不正确
(选填“正确”或“不正确”),理由是
会生成新的NaOH,无法检验原来样品中的NaOH
会生成新的NaOH,无法检验原来样品中的NaOH
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(2012?攀枝花)某合作学习小组欲用生石灰制取氢氧化钠固体,他们将少量生石灰放入烧杯中,再向其中加入一定量碳酸钠溶液,充分反应冷却后过滤、洗涤得到固体A和溶液B.请你写出发生反应的化学方程式
CaO+H2O=Ca(OH)2、Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH;
CaO+H2O=Ca(OH)2、Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH;

请你与小组同学共同完成以下探究:
【查阅资料】NaOH、Ca(OH)2的溶解度
温度(℃) 0 20 40 60 80 100
NaOH溶解度(g) 31 91 111 129 313 336
Ca(OH)2溶解度(g) 0.19 0.17 0.14 0.12 0.09 0.08
【提出问题1】固体A中的成分是什么?
【猜想与假设1】
甲同学:只有CaCO3
乙同学:CaCO3,Ca(OH)2
乙同学猜想可能含有的Ca(OH)2理由是
常温下Ca(OH)2微溶于水,可能会有Ca(OH)2不能溶解
常温下Ca(OH)2微溶于水,可能会有Ca(OH)2不能溶解

【实验与探究】甲、乙同学为了验证各自的猜想,分别进行了实验:
实验内容 实验现象 实验结论
甲同学:取少量固体于试管中,再加入稀盐酸. 有气泡产生 自己的猜想正确
乙同学:取少量固体于试管中,加水充分振荡,过滤,向滤液中滴加
酚酞溶液
酚酞溶液
溶液由无色变为红色 自己的猜想正确
【反思与评价】小组同学讨论后认为,甲同学的实验不能证明他的猜想,理由是
加入稀盐酸有气泡只能证明有CaCO3,不能证明有无Ca(OH)2
加入稀盐酸有气泡只能证明有CaCO3,不能证明有无Ca(OH)2

结合甲、乙两同学的实验能证明乙同学的猜想正确,因此小组同学确定了固体A的成分.
【提出问题2】溶液B中溶质的成分是什么?
【猜想与假设2】
丙同学:NaOH,Na2CO3
丁同学:NaOH,Ca(OH)2
戊同学:NaOH
【表达与交流】结合对固体成分的探究,同学们经过讨论确定了丁同学猜想正确,
理由是
溶于水的生成物NaOH一定有,而固体中有Ca(OH)2,说明溶液为Ca(OH)2的饱和溶液[或Ca(OH)2微溶于水],所以一定有Ca(OH)2或固体中有Ca(OH)2即Ca(OH)2过量,所以不会有Na2CO3
溶于水的生成物NaOH一定有,而固体中有Ca(OH)2,说明溶液为Ca(OH)2的饱和溶液[或Ca(OH)2微溶于水],所以一定有Ca(OH)2或固体中有Ca(OH)2即Ca(OH)2过量,所以不会有Na2CO3

该小组同学欲将溶液B加热浓缩,加热不久,溶液出现浑浊,只好停止加热,请解释加热时溶液出现浑浊的原因
B溶液为Ca(OH)2的饱和溶液,加热,Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低,故析出Ca(OH)2
B溶液为Ca(OH)2的饱和溶液,加热,Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低,故析出Ca(OH)2

该小组同学立即变换方案,向溶液B中继续滴加碳酸钠溶液至不再产生沉淀为止,过滤,再将滤液加热蒸发,冷却结晶,过滤得纯净的氢氧化钠固体.
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