Question

6．小刚、小红对一久置的NaOH白色粉末的成分进行探究．二位同学都作出以下的猜想：
Ⅰ．①可能是NaOH； ②可能是Na₂CO₃； ③可能是NaOH与Na₂CO₃的混合物．做出②③猜想的依据是2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O（用化学方程式表示）．
Ⅱ．为了验证①②③猜想，他们分别做了下面的实验．
（1）小刚取少量白色粉末于试管中，再滴加稀HCl，有气泡产生，由此可推出白色粉末中一定含有Na₂CO₃，可肯定猜想①（填序号）是错误的．
（2）为探究白色粉末是否含有NaOH，小红设计了如图实验方案：
①沉淀B的化学式为CaCO₃．
②在操作1中要用到玻璃棒，其作用是搅拌；在操作2中，除要用到铁架台（带铁圈）、烧杯、滤纸、玻璃棒外，还需补充的玻璃仪器是漏斗．
III．①小刚认为小红的这个方案有问题，理由是滴加澄清石灰水引入OH^-，干扰NaOH的鉴别．
但只要将上述的澄清石灰水换成过量的CaCl₂（填化学式）溶液，就可以证明粉末中还含有NaOH．
②小刚对小红的实验作了正确的改进后进行了实验，实验现象和小红的一致，由此确定猜想③（填序号）是正确的．
③已知小刚取5.0g白色粉末进行试验，生成的沉淀B经过洗涤、干燥、称量，质量为3.0g，则白色固体中NaOH的质量分数为36.4%．（假设白色固体中不含其它杂质）如何判断沉淀B已经洗涤干净？取最后一次的洗涤液，滴入AgNO₃溶液，观察是否有白色沉淀生成，若无则沉淀洗涤干净．

Answer 1

分析 Ⅰ．做出②③猜想的依据是氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水；
Ⅱ．（1）碳酸钠能与酸反应生成二氧化碳气体，根据实验现象可知白色粉末中一定含有碳酸钠；
（2）①碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙；
②操作1加水溶解，玻璃棒的作用是搅拌使其充分溶解，操作2是将沉淀和溶液分开，为过滤，要用到铁架台（带铁圈）、烧杯、滤纸、玻璃棒，漏斗；
Ⅲ．①滴加澄清石灰水引入OH^-，干扰NaOH的鉴别；将氢氧化钙换成氯化钙即可；
②加入过量的氯化钙溶液将碳酸根沉淀完全，得到沉淀B（碳酸钙），向滤液中滴加酚酞显红色，则证明粉末中含碳酸钠和氢氧化钠；
③沉淀B为碳酸钙，质量为3.0g，物质的量为$\frac{3.0g}{100g/mol}$=0.03mol，根据原子守恒可知白色固体中碳酸钠的物质的量为0.03mol，得出碳酸钠的质量，据此计算氢氧化钠的质量分数：$\frac{氢氧化钠的质量}{样品总质量}$×100%；取最后一次的洗涤液，滴入AgNO₃溶液，观察是否有白色沉淀生成，若无则沉淀洗涤干净．

解答 解：Ⅰ．做出②③猜想的依据是氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应方程式为：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，
故答案为：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
Ⅱ．（1）碳酸钠能与酸反应生成二氧化碳气体，根据实验现象可知白色粉末中一定含有碳酸钠，说明猜想①是错误的，
故答案为：Na₂CO₃；①；
（2）①碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙，则沉淀B是碳酸钙，
故答案为：CaCO₃；
②操作1加水溶解，玻璃棒的作用是搅拌使其充分溶解，操作2是将沉淀和溶液分开，为过滤，要用到铁架台（带铁圈）、烧杯、滤纸、玻璃棒，漏斗，
故答案为：搅拌；漏斗；
Ⅲ．①当碳酸钠和氢氧化钠同时存在需要证明时，首先需要加入过量的氯化钙溶液检验并除去碳酸钠，滴加澄清石灰水虽能除碳酸根，但是引入OH^-，干扰NaOH的鉴别，所以此方案不行，将氢氧化钙换成氯化钙即可，
故答案为：滴加澄清石灰水引入OH^-，干扰NaOH的鉴别；CaCl₂；
②加入过量的氯化钙溶液将碳酸根沉淀完全，得到沉淀B（碳酸钙），向滤液中滴加酚酞显红色，则证明粉末中含碳酸钠和氢氧化钠，说明猜想③正确，
故答案为：③；
③沉淀B为碳酸钙，质量为3.0g，物质的量为$\frac{3.0g}{100g/mol}$=0.03mol，根据原子守恒可知白色固体中碳酸钠的物质的量为0.03mol，则碳酸钠的质量为：0.03mol×106g/mol=3.18g，氢氧化钠的质量为：5.0g-3.18g=1.82g，氢氧化钠的质量分数为：$\frac{氢氧化钠的质量}{样品总质量}$×100%=$\frac{1.82g}{5.0g}$×100%=36.4%；取最后一次的洗涤液，滴入AgNO₃溶液，观察是否有白色沉淀生成，若无则沉淀洗涤干净，
故答案为：36.4%；取最后一次的洗涤液，滴入AgNO₃溶液，观察是否有白色沉淀生成，若无则沉淀洗涤干净．

点评 本题是探究物质的组成和测量物质的含量，通过提出问题、猜想与假设、实验设计，最后证实猜想，侧重考查学生对知识的迁移应用，难度中等．