Question

9．实验室中有一瓶长期使用的氢氧化钠固体样品，某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行探究．
发现问题】该样品中含有哪些物质？
【查阅资料】①NaOH在空气中不会转化成NaHCO₃．
②BaCl₂溶液呈中性，Ba（OH）₂是可溶性碱
③CO₂在饱和的NaHCO₃溶液中几乎不溶解
【提出猜想】
猜想Ⅰ：NaOH
猜想Ⅱ：Na₂CO₃
猜想Ⅲ：NaOH和Na₂CO₃
【设计实验】

实验操作	实验现象
	步骤①：样品全部溶解 步骤②：观察到现象A

【收集证据】（1）若现象A是有气泡产生，则X溶液为稀盐酸，则猜想Ⅰ（填“猜想Ⅰ”、“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”）不成立．
（2）若X溶液为BaCl₂溶液，现象A是有白色沉淀生成，则产生沉淀的化学方程式是BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl，取反应后的上层清液，测定其PH，当PH＞7（填“＞”、“＜”或“=”），则证明猜想Ⅲ成立．
【定量分析】确定部分变质样品中Na₂CO₃的质量分数．
兴趣小组的同学用如图所示装置进行实验．
步骤如下：①按图连接好装置，并检查气密性；②准确称取该样品1.0g，放入烧瓶内；③打开活塞，滴加30.0%的稀硫酸至过量，关闭活塞；④反应结束后，量筒内液体的读数为55.0mL．（已知：室温条件下，CO₂的密度为1.6g•L^-1）
（1）B装置集气瓶内原有的空气对实验结果没有（填“有”或“没有”）影响．饱和NaHCO₃溶液如果用水代替，则所测CO₂体积偏小（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（2）计算该样品中Na₂CO₃的质量分数（写出计算过程，计算结果保留一位小数）
【实验反思】有同学指出，上述三种猜想并不全面，请再提出一种猜想NaOH、Na₂CO₃、H₂O．

Answer 1

分析 【收集证据】（1）根据碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳进行分析；
（2）根据氯化钡和碳酸钠会生成碳酸钡沉淀和氯化钠，以及猜想Ⅲ中含有碳酸钠、氢氧化钠进行分析；
【定量分析】（1）根据二氧化碳在空气中的含量进行分析；
根据二氧化碳会与水反应，易溶于水进行分析；
根据碳酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，结合题中的数据进行解答；
【实验反思】根据题中的猜想进行分析．

解答 解：【收集证据】（1）碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，所以现象A是有气泡产生，则X溶液为稀盐酸，则猜想Ⅰ成立；
（2）氯化钡和碳酸钠会生成碳酸钡沉淀和氯化钠，化学方程式为：BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl，猜想Ⅲ中含有碳酸钠、氢氧化钠，所以取反应后的上层清液，测定其pH＞7；
【定量分析】（1）由于装置内的空气不会导致进入右侧的水增加，所装置内空气中含有的二氧化碳，不会对结果产生大的影响；
二氧化碳会与水反应，易溶于水，所以饱和NaHCO₃溶液如果用水代替，则所测CO₂体积偏小；
设参加反应的碳酸钠是X，
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
 x                    55mL×1.6g/L
     $\frac{106}{x}$=$\frac{44}{55mL÷1000×1.6g/L}$
     x=0.212g
所以该样品中Na₂CO₃的质量分数为：$\frac{0.212g}{1g}$×100%=21.2%；
【实验反思】通过分析题中的猜想可知，再提出的一种猜想是：NaOH、Na₂CO₃、H₂O．
故答案为：【收集证据】（1）稀盐酸，猜想Ⅰ；
（2）BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl，＞；
【定量分析】（1）没有；偏小；21.2%；
【实验反思】NaOH、Na₂CO₃、H₂O．

点评 在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合学过的知识和题中所给的知识进行解答．