Question

2．某工厂用电解饱和食盐水的方法生产氯气、烧碱、氢气等化工产品（反应的化学方 程式：2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑），这种工业称为“氯碱工业”．某研究性学习小组对该厂生产的烧碱样品进行如下探究．
Ⅰ．定性探究
【提出问题】烧碱样品中可能含有哪些杂质？
【猜想】猜想一：可能含有Na₂C0₃，作出此猜想的依据是CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O（用化学方程式表示）．
猜想二：可能含有NaCl，作出此猜想的依据是可能有少量的氯化钠没有反应（用简洁的文字表述）．
【设计实验】

实验步骤	实验现象	解释或结论
①取适量烧碱样品置于试管中，加水溶解，并用手触摸试管外壁．	试管外壁发热	原因是氢氧化钠固体溶于水放热
②向①所得的溶液中逐滴加入稀硝酸至过量	一开始无明显现象，一段时间后产生能使澄清石灰水变浑浊的气体．	样品中含有的杂质是碳酸钠
③向②所得的溶液中滴加几滴硝酸银溶液	产生白色沉淀	样品中还含有的杂质是氯化钠

【交流与讨论】小明同学提出：“上述实验中稀硝酸也可以用稀盐酸代替”．你认为他的观点不正确（填“正确”或“不正确”）．
Ⅱ．定量探究
【提出问题】烧碱样品中氢氧化钠的质量分数是多少呢？
【设计实验】小婉同学设计探究方案后进行实验并测得数据如下：

请你利用小婉同学测得的数据计算烧碱样品中氢氧化钠的质量分数（请列出计算过程）．

Answer 1

分析 二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，因此可能有碳酸钠；氯化钠可能没有全部反应，因此可能有氯化钠．加水溶解，试管外壁发热，原因是氢氧化钠固体溶于水放热；向①所得的溶液中逐渐加入稀硝酸至过量，一开始无明显现象，一段时间后产生能使澄清石灰水浑浊的气体，因此样品中含有的杂质是碳酸钠；向②所得的溶液中滴加几滴硝酸银溶液，产生白色沉淀氯化银，说明样品中还含有的杂质是氯化钠；

解答 解：（1）二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，因此可能有碳酸钠；氯化钠可能没有全部反应，因此可能有氯化钠；故答案为：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；可能有少量的氯化钠没有反应；
（2）加水溶解，试管外壁发热，原因是氢氧化钠固体溶于水放热；向①所得的溶液中逐渐加入稀硝酸至过量，一开始无明显现象，一段时间后产生能使澄清石灰水浑浊的气体，因此样品中含有的杂质是碳酸钠；向②所得的溶液中滴加几滴硝酸银溶液，产生白色沉淀氯化银，说明样品中还含有的杂质是氯化钠；上述实验中稀硝酸不可以用稀盐酸代替，因为盐酸中有氯离子，影响氯化钠中氯离子的检验．故答案为：氢氧化钠固体溶于水放热；碳酸钠；氯化钠；不正确；
（3）设20g样品中含有碳酸钠的质量为x，氯化钠的质量为y
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑    
106                   44
x                     0.22g
$\frac{106}{x}=\frac{44}{0.22g}$
  x=0.53g
NaCl+AgNO₃=AgCl↓+NaNO₃
58.5       143.5
y          2.87g
$\frac{58.5}{y}=\frac{143.5}{2.87g}$，
y=1.17g
氢氧化钠的质量分数=$\frac{20g-（0.53g+1.17g）}{20g}$×100%=91.5%，
答：氢氧化钠的质量分数是91.5%
故答案为：91.5%．

点评 本考点属于实验探究题，既有物质性质的检验，又有化学方程式的书写和有关的计算，综合性比较强．本题根据题目提供的信息，结合实验探究的一般步骤和碱的性质等知识来解决，还要注意化学方程式的书写和配平，有关的计算要准确．本考点主要出现在实验题中．