Question

4．实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体，某实验小组的同学对该产品的成分及含量进行了探究．
【实验探究一】为得到纯净的氢氧化钠固体，并测定NaOH的纯度，小明设计的实验过程如图，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，其变质的原因是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O（用化学方程式作答）．操作B中加入的试剂是Ca（OH）₂（填写化学式）．
（2）操作B的名称为过滤．
（3）若要测定该固体中NaOH的纯度，除上述过程中使用到的仪器外，还需补充的仪器是托盘天平．
【实验探究二】为了测定NaOH的纯度，小红同学设计如图2装置（铁架台略去）．

查询资料得知：
①碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳；
②中和反应均要放热．
（4）装置管口连接顺序为：a→b，c→d．
（5）仪器甲的名称是分液漏斗，使用该仪器有两个优点：一是可以控制稀硫酸的加入，二是节约药品．
（6）取10g样品进行实验，根据实验数据，通过计算可知产生了CO₂0.11g，则原样品中NaOH的纯度为93.75%．
【实验反思】
（7）有同学认为可以使用盐酸代替硫酸，你不同意（填“同意”或“不同意”）他的理由是盐酸具有挥发性．

Answer 1

分析 （1）根据氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，碳酸钠和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠进行分析；
（2）根据过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来进行分析；
（3）根据要测定该固体中NaOH的纯度，需要用托盘天平来称量样品和沉淀的质量进行分析；
（4）根据碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳，二氧化碳密度比液体密度小进行分析；
（5）根据实验室常用仪器的名称，以及长颈漏斗的作用进行分析；
（6）根据二氧化碳的质量和化学方程式进行计算；
（7）根据盐酸具有挥发性进行分析．

解答 解：（1）氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O，碳酸钠和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，所以操作B中加入的试剂是Ca（OH）₂；
（2）过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来，所以操作B的名称为：过滤；
（3）要测定该固体中NaOH的纯度，需要用托盘天平来称量样品和沉淀的质量，所以实验过程中一定还需用到的仪器是：托盘天平；
（4）碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳，二氧化碳密度比液体密度小，所以装置管口连接顺序为：a→b→c→d；
（5）通过分析题中所指仪器的作用可知，甲的名称是分液漏斗，使用该仪器有两个优点：一是可以控制稀硫酸的加入，二是节约药品；
（6）设碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                    44
x                     0.11g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{0.11g}$
x=0.265g
原样品中NaOH的纯度=$\frac{10g-0.265g}{10g}$×100%≈97.35%
答：原样品中NaOH的纯度是97.35%；
（7）盐酸具有挥发性，所以不能用盐酸代替硫酸．
故答案为：（1）2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O，Ca（OH）₂；
（2）过滤；
（3）托盘天平；
（4）b，c；
（5）分液漏斗，是节约药品；
（6）原样品中NaOH的纯度是97.35%；
（7）不同意，盐酸具有挥发性．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．