Question

12．一瓶久置的氢氧化钠固体已经发生了变质．某研究性学习小组为了探究变质程度，作出如下猜想：可能部分变质，固体是NaOH和 Na₂CO₃的混合物；可能全部变质，固体是Na₂CO₃．
（1）首先对固体的成分进行确定．取少量固体于试管中，加水充分溶解，先加入足量的BaCl₂ 溶液，产生白色沉淀，静置后取上层清液，再加入CuSO₄ 溶液，产生蓝色絮状沉淀．根据实验现象，可确定该固体是NaOH和Na₂CO₃的混合物；
（2）称取10.6g 该固体样品于锥形瓶中，加入一定质量分数的稀盐酸，直至过量，得到数据如表：

样品质量	反应前总质量	反应后总质量
10.6克	148.5克	146.3克

计算该样品中Na₂CO₃的质量分数．
（3）再取固体样品溶于水，加入一定质量分数的稀盐酸，直至过量．测出加入稀盐酸的质量与产生CO₂气体的质量关系如图所示．从图中可以判断：在该样品溶液中加入稀盐酸，首先与之反应的物质是NaOH．
（4）请你分析，一定质量的NaOH固体，变质前后与相同质量分数的稀盐酸反应，变质前消耗盐酸的量等于变质后消耗盐酸的量（填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）加入足量的BaCl₂溶液，产生白色沉淀，该白色沉淀是BaCO₃，说明该固体成分中含有CO₃^2-；再加入CuSO₄溶液，产生蓝色絮状沉淀，该蓝色絮状沉淀是Cu（OH）₂，说明该固体成分中含有OH^-；
（2）根据质量守恒定律可以知道反应前后减少的质量为生成的二氧化碳的质量；根据生成的二氧化碳的质量结合反应的化学方程式可以求算出碳酸钠的质量，并求算出碳酸钠的质量分数；
（3）碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，而图中曲线所示，开始加入稀盐酸时并没有气体产生，可判断此时盐酸没有和碳酸钠发生反应；
（4）根据化学变化前后元素的质量不变，氢氧化钠变质生成碳酸钠时物质的质量增加，但其中所含钠元素的质量不变，则充分反应后生成氯化钠的质量相等，可得知消耗稀盐酸的质量也相等．

解答 解：（1）根据题意知，该固体溶液中含有CO₃^2-和OH^-，所以这瓶久置的氢氧化钠固体是NaOH和Na₂CO₃的混合物．
故填：NaOH和Na₂CO₃的混合物；
（2）根据质量守恒定律可以知道反应前后减少的质量为生成的二氧化碳的质量，其质量为：148.5g-146.3g=2.2g；
设样品中碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                     2.2g
$\frac{106}{44}=\frac{x}{2.2g}$
解得：x=5.3g
该样品中Na₂CO₃的质量分数为$\frac{5.3g}{10.6g}$×100%=50%
答：该样品中Na₂CO₃的质量分数为50%；
（3）根据加入稀盐酸的质量与产生CO₂气体的质量关系图可知，在一开始加入稀盐酸时并没有气体产生，说明此时所加稀盐酸与氢氧化钠发生反应；故填：NaOH；
（4）变质前后钠元素质量不变，所以与盐酸充分反应后生成的氯化钠的质量一定相等，而相等的氯化钠中氯离子的质量相同，所以，变质前后所消耗稀盐酸的质量相等．故填：等于．

点评 要想解答类似于（2）题的题目，首先，要理解和熟记根据化学反应方程式的计算步骤和格式，以及与之相关的知识等．然后，根据所给的问题情景，结合所学的相关知识和技能，细致地分析题意并细心地探究、推理后，按照题目要求进行认真地选择或解答即可．