Question

11．实验室中有一瓶长期放置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是可溶性强碱．
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，则产生该沉淀的化学方程式为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，量筒内液体读数为55.0mL．
（已知：室温条件下，CO₂的密度约为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．饱和碳酸氢钠溶液如果用水代替，则所测CO₂的体积偏小（填“偏大”、“偏小”或“不变”），理由是二氧化碳会与水反应，易溶于水．
（2）计算该固体样品中Na₂CO₃的质量分数21.2%．（计算结果保留一位小数）
[实验反思]证明猜想Ⅲ是否成立，实验操作中的X溶液为BaCl₂溶液，还可以改为滴加氯化钙溶液；取反应后的上层清液，除了测定其pH外，还可以滴加酚酞溶液．

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】根据氯化钙与碳酸钠反应生成沉淀、考虑碱与酚酞的变色规律，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）空气中含有的二氧化碳量很少，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
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{55mL×1.6g/L}$，解得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】证明猜想Ⅲ是否成立，实验操作中的X溶液为BaCl₂溶液，还可以改为滴加氯化钙溶液；取反应后的上层清液，除了测定其pH外，还可以滴加酚酞溶液．
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】氯化钙； 酚酞．

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．解这类题目时，选择试剂很重要，要注意在检验和除杂的不同，在除去杂质的同时，原物质不能减少，但可以增多，且反应后不能生成新的杂质．