题目内容

17.某兴趣小组的同学发现,上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了塞上瓶塞.这瓶溶液有没有变质呢?同学们想一探究竟,请你和他们一起参与.
【查阅资料】氯化钡溶液显中性,且氯化钡和碳酸钠能反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠.
【提出猜想】假设一:该溶液没有变质;
假设二:该溶液部分变质;
假设三:该溶液全部变质.
【实验验证】
实验步骤实验现象实验结论
①取少量该溶液于试管中,向其中滴加过量的氯化钡溶液;生成白色沉淀假设一不成立
②静置,向上层清液中滴加酚酞溶液.溶液变红假设二成立
【讨论交流】
(1)步骤①滴加过量的氯化钡溶液的目的是除尽溶液中的碳酸钠,避免对检验氢氧化钠造成干扰;
(2)有同学提出用氢氧化钡溶液代替氯化钡溶液做同样的实验,也能看到相同的现象,得出相同的结论.你同意他的观点吗?为什么?不同意,因为加入氢氧化钡溶液引入了OH-,对检验氢氧化钠会造成干扰.
【反思】氢氧化钠敞口放置变质的原因是2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O(用化学方程式表示),因此氢氧化钠应密封保存.
【定量研究】相对原子质量:C-12  O-16   Na-23  Ca-40   Cl-35.5
从该瓶已部分变质为碳酸钠的氢氧化钠溶液中取出100.0g溶液,向其中加入100.0g氯化钙溶液,完全反应后过滤,测得滤液的质量为190.0g.
(计算结果精确到小数点后一位;有关化学方程式:Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl)
(1)反应生成的沉淀质量是10g.
(2)所取的溶液中含碳酸钠的质量是多少克?
( 3)反应后滤液中氯化钠溶质的质量分数?

分析 根据已有的知识进行分析,物质露置在空气的情况是不变质、部分变质或是不变质,氢氧化钠变质是因为与二氧化碳发生反应生成了碳酸钠,要证明变质就是证明含有碳酸钠,可以使用与钙离子或钡离子结合产生沉淀的方法,要证明氢氧化钠的存在,需要除去碳酸钠,但是加入的试剂不能反应生成氢氧化钠,否则会对反应造成干扰.根据反应的化学方程式以及提供的数据即可进行有关的计算.

解答 解:[提出猜想]氢氧化钠露置在空气的情况是不变质、部分变质或是不变质,故填:全部;
[实验验证]氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀,加入氯化钡后有白色沉淀生成,说明氢氧化钠已经变质,故假设一不正确;氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠,除去了显碱性的碳酸钠,向上层清液加入酚酞试液变红,说明固体中含有氢氧化钠,故氢氧化钠是部分变质,故猜想二正确,故填:

实验步骤实验现象实验结论
①取少量该溶液于试管中,向其中滴加过量的氯化钡溶液;生成白色沉淀假设一不成立
②静置,向上层清液中滴加酚酞溶液.溶液  变红     假设二成立
[讨论交流]
(1)氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠,除去了显碱性的碳酸钠,避免对氢氧化钠的检验造成干扰,故填:除尽溶液中的碳酸钠,避免对检验氢氧化钠造成干扰;
(2)如果使用氢氧化钡,则氢氧化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀的同时生成氢氧化钠,引入了氢氧根离子,对氢氧化钠的检验造成了干扰,故填:不同意,因为加入氢氧化钡溶液引入了OH-,对检验氢氧化钠会造成干扰;
[反思]氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠而导致变质,所以氢氧化钠需要密封保存,故填:2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O.
[定量计算](1)反应生成的沉淀质量=100.0g+100.0g-190.0g=10g;故填:10;
(2)设生成10g碳酸钙需要碳酸钠的质量为x,生成氯化钠的质量为y.则
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
106          100      117
x            10g       y
$\frac{106}{100}=\frac{x}{10g}$
x=10.6g
$\frac{100}{10g}=\frac{117}{y}$
y=11.7g
答:所取的溶液中含碳酸钠的质量是10.6g;
(3)反应后滤液中氯化钠溶质的质量分数=$\frac{11.7g}{190.0g}$×100%≈6.2%
答:反应后滤液中氯化钠溶质的质量分数约为6.2%.

点评 本题为物质变质情况的实验探究题,完成此题,可以依据已有的物质性质结合反应的实验现象进行.书写反应的化学方程式要注意配平.

练习册系列答案
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7.草酸亚铁晶体(FeC2O4•2H2O)是一种浅黄色固体,难溶于水,受热易分解,是生产锂电池的原材料.某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁晶体热分解的气体产物,并用热重法(TG)确定其分解后所得固体产物的组成,探究过程如下:
【查阅资料】
A.草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O,CO,CO2
B.白色的无水CuSO4遇水蒸气会变成蓝色
C.还原氧化铜的气体需纯净、干燥
【实验设计】(如图1)

(1)从环保角度考虑,该套实验装置的明显缺陷是没有处理尾气.
(2)可选择图2实验装置中的乙(选填“甲”或“乙”)作为虚线中的“热分解装置”.
【问题讨论】
(3)D中浓硫酸的作用是干燥气体,实验过程中观察到B中白色无水CuSO4变成蓝色,C中澄清石灰水变浑浊,E中黑色固体变红色(填实验现象),则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O,CO,CO2.
(4)该兴趣小组进行上述实验时,先点燃热分解装置中的酒精灯,一段时间后再点燃E处的酒精灯,原因是将装置中的空气排尽,防止CO和空气的混合气体受热爆炸.
(5)若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO,则需在C和D装置之间增加盛有NaOH溶液的洗气瓶,该洗气瓶的作用是NaOH.
【数据分析】
(6)称取3.60g草酸亚铁晶体(FeC2O4•2H2O,相对分子质量是180)用热重法对其进行热分解,得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图3所示,请分析该图回答下列问题:
①过程Ⅰ发生反应的化学方程式为FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC2O4+2H2O↑.
②300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物,试通过计算确定该氧化物的化学式或名称Fe2O3.(请写出计算过程)

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