Question

某化學興趣小組設計了下列三組實驗裝置，試圖1通過觀察實驗現(xiàn)象說明CO₂與NaOH溶液發(fā)生了反應．

（1）請寫出CO₂與過量的NaOH發(fā)生反應的化學方程式

 

．
（2）選擇任意一組裝置，簡述預計出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象，解釋產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因

 

．
（3）研究性小組對實驗室的一瓶久置的NaOH產(chǎn)生了興趣
【提出問題】變質(zhì)程度怎樣？
【設計方案】先稱取21.2g的NaOH樣品（雜質(zhì)為Na₂CO₃），配成溶液，然后向溶液中逐滴加入一定質(zhì)量分數(shù)的稀硫酸直至過量，根據(jù)生成CO₂的質(zhì)量計算出Na₂CO₃的質(zhì)量，從而進一步確定樣品中NaOH的質(zhì)量分數(shù)．
【進行實驗】實驗測得加入稀硫酸的質(zhì)量與產(chǎn)生CO₂氣體的質(zhì)量關系如圖2所示．
【數(shù)據(jù)處理】寫出以下計算過程：
（1）該樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量為多少？
（2）該樣品中NaOH的質(zhì)量分數(shù)為多少？
【反思與交流】①從圖中0～A點說明：在NaOH與Na₂CO₃的混合溶液中，加入強酸，首先反應的物質(zhì)是

 

；②根據(jù)化學方程式分析，NaOH部分變質(zhì)或全部變質(zhì)，與沒有變質(zhì)的NaOH相比，反應時消耗強酸的量

 

  （填“相同”或“不相同”）．

Answer 1

考點：堿的化學性質(zhì),書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：常見的堿 堿的通性

分析：（1）根據(jù)反應物、生成物及質(zhì)量守恒定律寫出方程式；
（2）可以任選一組實驗，如實驗裝置是②CO₂與NaOH溶液發(fā)生反應，氣體減少，使容器內(nèi)氣壓變小，產(chǎn)生氣壓差；
（3）本題結合圖象進行有關問題的探究，題目選擇易與二氧化碳反應的堿性物質(zhì)氫氧化鈉的變質(zhì)程度，并能計算樣品的物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)，解決此類問題關鍵是看明白圖象的含義，注意圖象中特殊的點的意義，然后結合題目條件，解答此類問題．

解答：解：（1）CO₂與NaOH反應生成碳酸鈉和水，反應的化學方程式為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O
（2）選擇的實驗裝置是②；實驗現(xiàn)象為：試管內(nèi)液面明顯上升；產(chǎn)生該實驗現(xiàn)象的原因是：NaOH與CO₂發(fā)生反應，氣體減少，使容器內(nèi)氣壓變小，產(chǎn)生氣壓差；
（3）由圖象可知，在檢驗樣品中的雜質(zhì)時加入稀硫酸，并無二氧化碳氣體產(chǎn)生，原因是在堿性溶液中，硫酸與堿發(fā)生中和反應，不產(chǎn)生氣體，當加入的硫酸的質(zhì)量為50g時，開始與樣品中的碳酸鈉發(fā)生反應，生成二氧化碳氣體，并隨著反應的進行，當繼續(xù)滴加硫酸時，產(chǎn)生的氣體為2.2g，并且不再變化，說明樣品中的碳酸鈉完全反應完畢，由此可根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計算出樣品的碳酸鈉的質(zhì)量，同些也可計算出原樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量，從而得出樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)．過程如下：
從圖中得知：產(chǎn)生CO₂的最大量為2.2g．
①解：設該樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量為x，則：
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                   2.2g

106

x

=

44

2.2g

x=5.3g
②則樣品中NaOH質(zhì)量分數(shù)為：

21.2g-5.3g

21.2g

×100%=75.0%
答：樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量為5.3g；NaOH的質(zhì)量分數(shù)為75.0%．
[反思與交流]假設碳酸鈉先與酸反應，反應時生成二氧化碳，但是生成的二氧化碳接著被氫氧化鈉吸收變?yōu)樘妓徕c，所以推出酸先與氫氧化鈉反應；由于變質(zhì)過程中鈉元素不損失也不增加，并且鈉元素最終都變?yōu)榱蛩徕c，所以可以推出消耗酸的質(zhì)量相同．
故答案為：（1）CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O
（2）實驗裝置是②；實驗現(xiàn)象為：試管內(nèi)液面明顯上升；產(chǎn)生該實驗現(xiàn)象的原因是：NaOH與CO₂發(fā)生反應，氣體減少，使容器內(nèi)氣壓變小，產(chǎn)生氣壓差；
（3）5.3g
75.0%
NaOH；相同．

點評：本題綜合考查了學生對圖象問題的識別能力，近幾年中考題中對此類問題的考查越來越多，解題關鍵還是要看明確圖象所表示的意義，綜合性較強，易出錯．