Question

某化学兴趣小组设计了下列三组实验装置，试图1通过观察实验现象说明CO₂与NaOH溶液发生了反应．

（1）请写出CO₂与过量的NaOH发生反应的化学方程式

 

．
（2）选择任意一组装置，简述预计出现的实验现象，解释产生该现象的原因

 

．
（3）研究性小组对实验室的一瓶久置的NaOH产生了兴趣
【提出问题】变质程度怎样？
【设计方案】先称取21.2g的NaOH样品（杂质为Na₂CO₃），配成溶液，然后向溶液中逐滴加入一定质量分数的稀硫酸直至过量，根据生成CO₂的质量计算出Na₂CO₃的质量，从而进一步确定样品中NaOH的质量分数．
【进行实验】实验测得加入稀硫酸的质量与产生CO₂气体的质量关系如图2所示．
【数据处理】写出以下计算过程：
（1）该样品中Na₂CO₃的质量为多少？
（2）该样品中NaOH的质量分数为多少？
【反思与交流】①从图中0～A点说明：在NaOH与Na₂CO₃的混合溶液中，加入强酸，首先反应的物质是

 

；②根据化学方程式分析，NaOH部分变质或全部变质，与没有变质的NaOH相比，反应时消耗强酸的量

 

  （填“相同”或“不相同”）．

Answer 1

考点：碱的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算

专题：常见的碱 碱的通性

分析：（1）根据反应物、生成物及质量守恒定律写出方程式；
（2）可以任选一组实验，如实验装置是②CO₂与NaOH溶液发生反应，气体减少，使容器内气压变小，产生气压差；
（3）本题结合图象进行有关问题的探究，题目选择易与二氧化碳反应的碱性物质氢氧化钠的变质程度，并能计算样品的物质质量分数，解决此类问题关键是看明白图象的含义，注意图象中特殊的点的意义，然后结合题目条件，解答此类问题．

解答：解：（1）CO₂与NaOH反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O
（2）选择的实验装置是②；实验现象为：试管内液面明显上升；产生该实验现象的原因是：NaOH与CO₂发生反应，气体减少，使容器内气压变小，产生气压差；
（3）由图象可知，在检验样品中的杂质时加入稀硫酸，并无二氧化碳气体产生，原因是在碱性溶液中，硫酸与碱发生中和反应，不产生气体，当加入的硫酸的质量为50g时，开始与样品中的碳酸钠发生反应，生成二氧化碳气体，并随着反应的进行，当继续滴加硫酸时，产生的气体为2.2g，并且不再变化，说明样品中的碳酸钠完全反应完毕，由此可根据二氧化碳的质量计算出样品的碳酸钠的质量，同些也可计算出原样品中氢氧化钠的质量，从而得出样品中氢氧化钠的质量分数．过程如下：
从图中得知：产生CO₂的最大量为2.2g．
①解：设该样品中Na₂CO₃的质量为x，则：
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                   2.2g

106

x

=

44

2.2g

x=5.3g
②则样品中NaOH质量分数为：

21.2g-5.3g

21.2g

×100%=75.0%
答：样品中Na₂CO₃的质量为5.3g；NaOH的质量分数为75.0%．
[反思与交流]假设碳酸钠先与酸反应，反应时生成二氧化碳，但是生成的二氧化碳接着被氢氧化钠吸收变为碳酸钠，所以推出酸先与氢氧化钠反应；由于变质过程中钠元素不损失也不增加，并且钠元素最终都变为硫酸钠，所以可以推出消耗酸的质量相同．
故答案为：（1）CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O
（2）实验装置是②；实验现象为：试管内液面明显上升；产生该实验现象的原因是：NaOH与CO₂发生反应，气体减少，使容器内气压变小，产生气压差；
（3）5.3g
75.0%
NaOH；相同．

点评：本题综合考查了学生对图象问题的识别能力，近几年中考题中对此类问题的考查越来越多，解题关键还是要看明确图象所表示的意义，综合性较强，易出错．