Question

12．实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体，某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究．
【查阅资料】CO₂在饱和碳酸氢钠溶液中几乎不溶解．
【实验探究一】为得到纯净的氢氧化钠固体，并测定NaOH的纯度，设计的实验过程如下图．请回答下列问题：

①长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，所含杂质是Na₂CO₃（填写化学式）．操作B的名称为过滤，该反应的化学方程式是Na₂CO₃+Ca（OH）₂=2NaOH+CaCO₃↓．
②最终所得氢氧化钠固体质量大于变质后样品中氢氧化钠的质量（选填“小于”、“等于”或“大于”）
③若要测定该固体中NaOH的纯度，实验过程中一定还需用到的仪器是托盘天平．
【实验探究二】为了测定NaOH的纯度，小红同学设计如右图装置（铁架台略去）．
④B中集气瓶盛放的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替，其理由是CO₂能溶于水，造成误差增大．
⑤利用该实验装置，若操作正确，装置气密性良好，因为装置内最终有残留的二氧化碳无法排尽，测定的NaOH纯度将偏大（选填“偏大”或“偏小”）．
⑥实验中取用样品质量要控制在一定范围内，如果样品用量过多，会造成测定的NaOH纯度将偏小（选填“偏大”或“偏小”），原因是中和反应发热过多致使气体膨胀，计算碳酸钠的质量偏大．

Answer 1

分析 ①根据氢氧化钠变质是与二氧化碳反应生成碳酸钠和水解答；根据碳酸钠溶液与氢氧化钙溶液反应生成了碳酸钙和氢氧化钠，其中碳酸钙为固体解答；
②根据氢氧化钠变质是与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，最终所得氢氧化钠固体质量大于变质后样品中氢氧化钠的质量解答；
③根据要测定该固体中NaOH的纯度，需要称量解答；
④根据实验目的“通过测二氧化碳的体积来计算药品中碳酸钠的含量”进行分析，
⑤根据装置内最终有残留的二氧化碳无法排尽，二氧化碳体积变小，所求碳酸钠质量变小，氢氧化钠固体质量变大解答；
⑥根据中和反应发热过多致使气体膨胀，计算碳酸钠的质量偏大解答．

解答 解：
①氢氧化钠变质是与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，所含杂质是Na₂CO₃；操作B的名称为过滤，
碳酸钠溶液与氢氧化钙溶液反应生成了碳酸钙和氢氧化钠，该反应的化学方程式是Na₂CO₃+Ca（OH）₂=2NaOH+CaCO₃↓；
②根据反应看出，变质生成的碳酸钠通过反应生成氢氧化钠，最终所得氢氧化钠固体质量比变质后样品中氢氧化钠的质量多．
③若要测定该固体中NaOH的纯度，实验过程中一定还需用到的仪器是托盘天平；
④本题的实验目的是通过测二氧化碳的体积来计算药品中碳酸钠的含量，所以必须保证二氧化碳的准确性，因为二氧化碳可以溶于水，所以用饱和的碳酸氢钠水溶液，可以避免二氧化碳的减少．
⑤装置内最终有残留的二氧化碳无法排尽，二氧化碳体积变小，所求碳酸钠质量变小，氢氧化钠固体质量变大，测定的NaOH纯度将偏大；
⑥中和反应发热过多致使气体膨胀，计算碳酸钠的质量偏大，会造成测定的NaOH纯度将偏小．
答案：
①Na₂CO₃；过滤；  Na₂CO₃+Ca（OH）₂=2NaOH+CaCO₃↓； 
②大于；
③托盘天平；       
④CO₂能溶于水，造成误差增大；     
⑤偏大；
⑥偏小；   中和反应发热过多致使气体膨胀，计算碳酸钠的质量偏大．

点评 熟练掌握碳酸钠、碳酸钙等碳酸盐和氢氧化钠、氧化钙的化学性质，能根据所给的实验或者自己设计实验来验证它们是否变质，并熟练的写出相应的化学方程式．