Question

某學(xué)生為了測(cè)定實(shí)驗(yàn)室中一瓶因保存不善而部分變質(zhì)的氫氧化鈉中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置（圖中鐵架臺(tái)已略去），實(shí)驗(yàn)在27℃，101kPa下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①按圖連接好裝置；
②用天平準(zhǔn)確稱取氫氧化鈉樣品2g，放入A中試管內(nèi)，向B中集氣瓶?jī)?nèi)倒入飽和二氧化碳水溶液至瓶頸處；
③向分液漏斗中倒入稀硫酸，打開活塞，讓稀硫酸滴入試管中至過量，關(guān)閉活塞，反應(yīng)結(jié)束后，量筒中收集到飽和二氧化碳水溶液220mL．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）判斷氫氧化鈉發(fā)生變質(zhì)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

；氫氧化鈉變質(zhì)的原因是

 

．
（2）在實(shí)驗(yàn)步驟①和②之間，還缺少一實(shí)驗(yàn)步驟，該實(shí)驗(yàn)步驟是

 

．
（3）B中集氣瓶盛裝的飽和二氧化碳水溶液不能用水代替，其理由是

 

．
（4）判斷實(shí)驗(yàn)步驟③中滴入的稀硫酸已過量的標(biāo)志是

 

．
（5）氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

（在27℃，101kPa時(shí)二氧化碳的密度為1.8g/L；二氧化碳的體積等于排出的飽和二氧化碳水溶液的體積．）
（6）用上述裝置不能測(cè)定已部分變質(zhì)的氫氧化鈉樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，理由是

 

．

Answer 1

分析：（1）氫氧化鈉如果變質(zhì)會(huì)生成碳酸鈉，加稀硫酸能產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w．
（2）做實(shí)驗(yàn)時(shí)連接好儀器一定要檢查裝置的氣密性．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹巴ㄟ^測(cè)二氧化碳的體積來(lái)計(jì)算藥品中碳酸鈉的含量”進(jìn)行分析，
（4）證明過量，實(shí)際就是證明碳酸鈉反應(yīng)完．
（5）量筒中收集到飽和二氧化碳水溶液220mL即為反應(yīng)生成的二氧化碳的體積，由此，生成二氧化碳的質(zhì)量為：220 mL/1000×1.8 g/L=0.396 g．根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量及反應(yīng)的化學(xué)方程式便可求出碳酸鈉的質(zhì)量，就能得出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）氫氧化鈉是堿，可以和空氣中的二氧化碳反應(yīng)，生成碳酸鈉而變質(zhì)，若變質(zhì)生成的碳酸鈉與稀硫酸會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w．
（2）做有氣體參與的連續(xù)性實(shí)驗(yàn)的一般步驟是，連接裝置→檢驗(yàn)裝置氣密性→裝藥品→做實(shí)驗(yàn)．
（3）本題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^測(cè)二氧化碳的體積來(lái)計(jì)算藥品中碳酸鈉的含量，所以必須保證二氧化碳的準(zhǔn)確性，因?yàn)槎�氧化碳可以溶于水，所以用飽和的二氧化碳水溶液，可以避免二氧化碳的減少．
（4）證明硫酸過量，即證明碳酸鈉反應(yīng)完，所以可以繼續(xù)滴一滴硫酸，沒有氣泡產(chǎn)生．
（5）解：生成二氧化碳的質(zhì)量為：

220

1000

L×1.8 g/L=0.396 g
設(shè)樣品中含碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O
106                 44
 x                 0.396g

106

x

=

44

0.396g

，解之得：x=0.954g
∴樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

0.954g

2g

×100%=47.7%
（6）變質(zhì)的氫氧化鈉中除了有碳酸鈉外，含有氫氧化鈉吸收空氣中的水分，因?yàn)轭}中沒法測(cè)出水的質(zhì)量，也就不能計(jì)算氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
故答案為：（1）稀硫酸滴在氫氧化鈉樣品上有氣泡產(chǎn)生； 氫氧化鈉吸收了空氣中的二氧化碳，生成碳酸鈉 
（2）檢查裝置的氣密性 
（3）避免二氧化碳溶解在水里而損耗，造成測(cè)定結(jié)果偏低
（4）繼續(xù)滴入稀硫酸，不再產(chǎn)生氣泡 
（5）47.7% 
（6）不能測(cè)出部分變質(zhì)的氫氧化鈉中所含的水分．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道相當(dāng)綜合的試題，試題以氫氧化鈉在空氣中變質(zhì)為切入點(diǎn)，將初中兩種重要的物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了考查，同時(shí)涉及了裝置的連接、根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)過程的探究等．本題學(xué)生值得研究．