题目内容

17.下面是兴趣小组同学对暴露在空气的氢氧化钠固体的探究.请回答下列问题:
[提出问题 1]:
该氢氧化钠固体有没有变质呢?
[进行实验 1]:甲同学取少量固体于试管中用足量的水溶解,后加入过量的 BaCl2 溶液,观察到产生白色沉淀,证明氢氧化钠固体已经含有 Na2CO3
[提出问题 2]:
如何除去氢氧化钠固体中的杂质,得到纯净的氢氧化钠呢?
[进行实验 2]:乙同学对该氢氧化钠固体进行提纯,按如下操作流程进行实验.

[实验分析]:
(1)步骤②反应的化学方程式是Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH,步骤②的操作有搅拌 和过滤,搅拌的作用是使碳酸钠完全反应.
(2)证明步骤②中已达到 Ca(OH)2溶液过量的目的,下列方案中可行的是ac.
a.取少量滤液 B,向其中通二氧化碳气体,溶液变浑浊
b.取少量溶液 B,向其中再加少量石灰水,无白色浑浊 
c.取少量溶液 B,向其中再加少量浓碳酸钠溶液,有白色浑浊
(3)为获得纯净的氢氧化钠步骤③所包含的具体操作是蒸发浓缩、B、过滤. A.蒸发结晶B.降温结晶
(4)丙同学认为乙同学流程中的 Ca(OH)2 溶液可以用稍过量的 Ba(OH)2 溶液代替,代替后的主要优点是A.
A.氢氧化钙微溶于水,氢氧化钡易溶于水,用氢氧化钡溶液可以减少溶液中水的量,以提高蒸发浓缩的效率,并节约能源.
B.只有氢氧化钡才能除去杂质[实验拓展]:如何测定久置的烧碱样品中氢氧化钠的质量分数呢?
从一瓶久置的烧碱中称取了 20g,干燥后剩余固体固体质量为 19g,完全溶于蒸馏水 中配成 100g 样品溶液,现取一定溶质的质量分数的氯化钡溶液与样品溶液混合,充分反 应后得到如表所示的数据.
项目和次数第 1 次第 2 次第 3 次第 4 次
样品溶液质量(g)10203040
氯化钡溶液质量(g)10151530
产生沉淀的质量(g)1.973.943.94X
(5)表中第2、4次恰好完全反应.
(6)请计算样品中氢氧化钠的质量分数?(请保留具体解题过程)

分析 [进行实验 1]:
氢氧化钠能和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,碳酸钠能和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠;
[实验分析]:
(1)步骤②中,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠;
步骤②的操作有搅拌和过滤,搅拌能使碳酸钠完全反应;
(2)二氧化碳能和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和水;
(3)为获得纯净的氢氧化钠步骤③所包含的具体操作是蒸发浓缩、降温结晶、过滤;
(4)丙同学认为乙同学流程中的 Ca(OH)2 溶液可以用稍过量的 Ba(OH)2 溶液代替,代替后的主要优点是氢氧化钙微溶于水,氢氧化钡易溶于水,用氢氧化钡溶液可以减少溶液中水的量,以提高蒸发浓缩的效率,并节约能源;
(5)根据表中提供的信息可以判断那组恰好完全反应;
(6)根据反应的化学方程式及其提供的数据可以进行相关方面的计算.

解答 解:[进行实验 1]:甲同学取少量固体于试管中用足量的水溶解,后加入过量的 BaCl2 溶液,观察到产生白色沉淀,证明氢氧化钠固体已经含有 Na2CO3
故填:产生白色沉淀.
[实验分析]:
(1)步骤②中,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式是:Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH;
步骤②的操作有搅拌 和过滤,搅拌的作用是使碳酸钠完全反应.
故填:Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH;使碳酸钠完全反应.
(2)a.取少量滤液 B,向其中通二氧化碳气体,溶液变浑浊,说明氢氧化钙溶液过量;
b.取少量溶液 B,向其中再加少量石灰水,无白色浑浊,不能说明氢氧化钙溶液过量,也可能是恰好完全反应;
c.取少量溶液 B,向其中再加少量浓碳酸钠溶液,有白色浑浊,说明氢氧化钙溶液过量.
故选:ac.
(3)为获得纯净的氢氧化钠步骤③所包含的具体操作是蒸发浓缩、降温结晶、过滤. 
故填:降温结晶.
(4)丙同学认为乙同学流程中的 Ca(OH)2 溶液可以用稍过量的 Ba(OH)2 溶液代替,代替后的主要优点是氢氧化钙微溶于水,氢氧化钡易溶于水,用氢氧化钡溶液可以减少溶液中水的量,以提高蒸发浓缩的效率,并节约能源.
故选:A.
(5)由第2次和第3次可知,第3次中样品溶液过量,由第1次和第2次数据可知,第1次氯化钡溶液过量,因此表中第2次恰好完全反应,又因为第4次和第2次两种溶液质量比相等,因此第4次也恰好完全反应.
故填:2、4.
(6)因为第2次恰好完全反应,因此以第2次数据进行计算:
设20g样品溶液中碳酸钠质量为x,
BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl,
            106        197
             x        3.94g
$\frac{106}{x}$=$\frac{197}{3.94g}$,
x=2.12g,
20g样品溶液中样品质量为:20g×$\frac{19g}{100g}$×100%=3.8g,
样品中氢氧化钠的质量分数为:$\frac{3.8g-2.12g}{3.8g}$×100%=44.2%,
答:样品中氢氧化钠的质量分数为44.2%.

点评 本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论.

练习册系列答案
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2.用“化学视角”认识身边的物质.
(1)空气
①空气属于混合物(填“混合物”或“纯净物”).
空气中氧气的体积分数约为21%
②实验室用高锰酸钾制取氧气时,发生反应的化学方程式为2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑,发生装置可选用以下如图1那个装置C(填装置标号).因为氧气不易溶于水,所以可以利用装置E(填装置标号)收集.如果要做铁丝在氧气中燃烧的实验,用这种装置收集氧气时应注意瓶内应留少量的水.

(2)二氧化碳
①降温将二氧化碳制成干冰,这一过程发生物理变化(填“物理变化”或“化学变化”).
实验I实验 II
②实验I中可观察到甲试管中的紫色溶液变红色,发生反应的化学方程式为CO2+H2O═H2CO3.乙试管的作用是对比.
③实验II采用“数字化实验”,由传感器采集信息描绘出曲线,其中纵坐标Y可表示为烧杯中的A(填标号).
A.溶液的pH     B.溶液的质量   C.二氧化碳体积
(3)水与溶液
①长期饮用硬水对人体健康不利,生活中常用肥皂水来区别硬水和软水.热水壶的内胆常附有水垢(主要成分为碳酸钙和氢氧化镁),下列厨房用品可用于清洗水垢的是
C(填标号).
A.食盐水          B.苏打水         C.食醋
②某固态物质的溶解度曲线如图2所示.
(i)若将C点状态溶液变化为A点,简单的实验操作为降低温度.
(ii)取用任意体积该固态物质饱和溶液时,下列物理量不随所取体积的多少而变化的是CD.
A.溶液中溶质的质量       B.溶液的质量
C.溶液的溶质质量分数     D.溶液的密度.

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