Question

5．某化学课外小组的同学，为了测定实验室中一瓶因保存不善而部分变质的氢氧化钠中碳酸钠的质量分数，设计了如图所示的装置（图中铁架台已经略去），实验在27℃，101kPa下进行．
实验步骤如下：
①按图连接好装置；
②用天平准确称取氢氧化钠样品m g，放入A中试管内，向B中集气瓶内倒入饱和二氧化碳水溶液至瓶颈处；
③向分液漏斗中倒入稀硫酸，打开活塞，让稀硫酸滴入试管中至过量，关闭活塞．反应结束后，量筒中收集到饱和二氧化碳水溶液v mL．
④计算氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数．
请回答下列问题：
（1）准确判断氢氧化钠发生变质的实验现象是A中有气泡产生；写出氢氧化钠发生变质的化学方程式2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（2）在实验步骤①和②之间，还缺少一实验步骤，该实验步骤是：检查装置气密性．
（3）B中集气瓶盛装的饱和二氧化碳水溶液不能用水代替，其原因是：避免二氧化碳溶解在水里而损耗，造成测定结果偏低．
（4）判断实验步骤③中滴入的稀硫酸已过量的标志是滴入稀硫酸，A中不再有气泡产生．
（5）叙述检验氢氧化钠部分变质的方法：

实验步骤	实验现象	实验结论
1取样，溶于水，滴加过量的氯化钙溶液	产生白色沉淀	氢氧化钠部分变质
2静置，向上层清液中滴加酚酞溶液	变红色

（6）用上述装置不能准确测定已部分变质的氢氧化钠样品中氢氧化钠的质量分数，理由是氢氧化钠样品中除了碳酸钠，还有水．
（7）取10g变质的氢氧化钠于烧杯中，其中碳元素的质量分数为6%，向烧杯中加入100g一定质量分数的稀盐酸（足量），则反应结束后烧杯内物质的总质量是107.8g．

Answer 1

分析 （1）根据氢氧化钠若变质，则会生成碳酸钠，那么当滴入稀硫酸时会产生气体进行分析；
（2）根据在实验过程有气体参与，所以必须保证装置的气密性良好进行分析；
（3）根据二氧化碳会溶于水进行分析；
（4）根据氢氧化钠变质，则会生成气体，当不再产生气体时就说明反应完毕进行分析；
（5）根据氢氧化钠部分变质，故既要鉴定含有碳酸钠又要鉴定含有氢氧化钠进行分析；
（6）根据氢氧化钠容易吸收空气中的水分而潮解进行分析；
（7）根据质量守恒，可知原物质中的碳元素的质量就是生成二氧化碳中碳元素的质量．

解答 解：（1）氢氧化钠在空气中易吸收空气中的水分而潮解，然后会与空气中的二氧化碳反应而变质，所以氢氧化钠若变质，则会生成碳酸钠，化学方程式为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．那么当滴入稀硫酸时会产生二氧化碳气体，所以A中会冒出气泡；
（2）该实验过程中有气体参与，所以实验前必须检查装置的气密性；
（3）本题的实验目的是通过测二氧化碳的体积来计算药品中碳酸钠的含量，所以必须保证二氧化碳的准确性，因为二氧化碳可以溶于水，所以用饱和的二氧化碳水溶液，可以避免二氧化碳的减少；
（4）若氢氧化钠变质，当加入稀硫酸时则会生成气体，当不再产生气体时就说明反应完毕；
（5）检验氢氧化钠部分变质，既要鉴定含有碳酸钠又要鉴定含有氢氧化钠，鉴定碳酸钠就是鉴定碳酸根离子，可通过与氯化钙反应生成碳酸钙来鉴定，鉴定氢氧化钠就是鉴定氢氧根离子，可通过其能使无色酚酞试液变红来进行鉴定，
故答案为：

实验步骤	实验现象	实验结论
1．取样，溶于水，滴加过量的氯化钙溶液	产生白色沉淀	氢氧化钠部分变质
2．静置，向上层清液中滴加酚酞溶液	变红

（6）氢氧化钠在空气中易吸收空气中的水分而潮解，然后才会与空气中的二氧化碳反应而变质，由于没有测算出水的质量，故现有的条件下难以测出氢氧化钠的质量分数，所以本题答案为：氢氧化钠样品中除了碳酸钠，还有水；
（7）根据质量守恒，可知原物质中的碳元素的质量就是生成二氧化碳中碳元素的质量，10g变质的氢氧化钠中碳元素的质量为10g×6%=0.6g；所以设可得二氧化碳的质量为x
x×$\frac{12}{12+16×2}$×100%=0.6g，解得x=2.2g
所以反应结束后烧杯内物质的总质量为10g+100g-2.2g=107.8g
答：反应结束后烧杯内物质的总质量为107.8g．
故答案为：（1）A中有气泡产生，2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（2）检查装置气密性；
（3）避免二氧化碳溶解在水里而损耗，造成测定结果偏低；
（4）滴入稀硫酸，A中不再有气泡产生；
（5）氯化钙溶液，酚酞溶液，变红；

实验步骤	实验现象	实验结论
1．取样，溶于水，滴加过量的氯化钙溶液	产生白色沉淀	氢氧化钠部分变质
2．静置，向上层清液中滴加酚酞溶液	变红

（6）氢氧化钠样品中除了碳酸钠，还有水；
（7）107.8g；

点评 熟练掌握氢氧化钠、碳酸钠的性质，知道氢氧化钠露置于空气中易变质，并会检验，记住化学方程式：Na₂CO₃ +2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，能熟练的根据化学方程式进行计算．