Question

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，某研究性學(xué)習(xí)小組發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不和諧的音符，一瓶久置的氫氧化鈉固體敞口露置在空氣中，他們認(rèn)為氫氧化鈉固體可能變質(zhì)了，為此他們展開(kāi)了探究，請(qǐng)你參與．
【查閱資料】Ba（NO₃）₂溶液呈中性，碳酸鈉溶液呈堿性
【實(shí)驗(yàn)猜想】可能部分變質(zhì)，固體是NaOH和 Na₂CO₃的混合物；可能全部變質(zhì)，固體是Na₂CO₃．
【實(shí)驗(yàn)探究】（1）首先對(duì)固體的成分進(jìn)行確定．取少量固體于試管中，加水充分溶解，先加入足量的Ba（NO₃）₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，靜置后取上層清液，再滴入無(wú)色酚酞溶液，溶液變紅色．根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可確定該固體是

 

；
（2）再取固體樣品溶于水，加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸，直至過(guò)量．測(cè)出加入稀硫酸的質(zhì)量與產(chǎn)生CO₂氣體的質(zhì)量關(guān)系如圖所示．從圖中可以判斷：在該樣品溶液中加入稀硫酸，首先與之反應(yīng)的物質(zhì)是

 

．

【實(shí)驗(yàn)分析】請(qǐng)你分析，一定質(zhì)量的NaOH固體，變質(zhì)前后與相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸反應(yīng)，變質(zhì)前消耗硫酸的質(zhì)量

 

變質(zhì)后消耗硫酸的質(zhì)量（填“大于”、“小于”或“等于”）．
【綜合計(jì)算】（1）稱取26.5g 該固體樣品于錐形瓶中，加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸，直至過(guò)量，得到數(shù)據(jù)如下表：

樣品質(zhì)量	反應(yīng)前總質(zhì)量	反應(yīng)后總質(zhì)量
26.5克	148.5克	146.3克

根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量列出求解碳酸鈉質(zhì)量（x）的比例式為

 

（2）該固體樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

．

Answer 1

分析：【實(shí)驗(yàn)探究】（1）若含有碳酸鈉，加入硝酸鋇溶液后會(huì)生成碳酸鋇沉淀；當(dāng)碳酸鈉完全反應(yīng)后，滴入酚酞試液仍變紅，可說(shuō)明溶液呈堿性，溶液中含有氫氧化鈉；
（2）碳酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，而圖中曲線所示，開(kāi)始加入稀硫酸時(shí)并沒(méi)有氣體產(chǎn)生，可判斷此時(shí)硫酸沒(méi)有和碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)；
【實(shí)驗(yàn)分析】根據(jù)化學(xué)變化前后元素的質(zhì)量不變，氫氧化鈉變質(zhì)生成碳酸鈉時(shí)物質(zhì)的質(zhì)量增加，但其中所含鈉元素的質(zhì)量不變，則充分反應(yīng)后生成硫酸鈉的質(zhì)量相等，可得知消耗稀硫酸的質(zhì)量也相等；
【綜合計(jì)算】（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，由反應(yīng)前后質(zhì)量差求出放出二氧化碳的質(zhì)量；再根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由生成二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量；
（2）利用該固體樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

樣品碳酸鈉的質(zhì)量

樣品的質(zhì)量26.5g

×100%，完成樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算．

解答：解：【實(shí)驗(yàn)探究】（1）樣品的溶液能與Ba（NO₃）₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明溶液中含有碳酸鈉，可判斷氫氧化鈉已經(jīng)變質(zhì)；與足量的Ba（NO₃）₂溶液反應(yīng)后的溶液能使酚酞變紅，說(shuō)明反應(yīng)后的溶液中含有氫氧化鈉，可判斷氫氧化鈉部分變質(zhì)；因此固體為NaOH和Na₂CO₃的混合物；
（2）根據(jù)加入稀硫酸的質(zhì)量與產(chǎn)生CO₂氣體的質(zhì)量關(guān)系圖可知，在一開(kāi)始加入稀硫酸時(shí)并沒(méi)有氣體產(chǎn)生，說(shuō)明此時(shí)所加稀硫酸與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)；
【實(shí)驗(yàn)分析】變質(zhì)前后鈉元素質(zhì)量不變，所以與硫酸充分反應(yīng)后生成的硫酸鈉的質(zhì)量一定相等，而相等的硫酸鈉中硫酸根的質(zhì)量相同，所以，變質(zhì)前后所消耗稀硫酸的質(zhì)量相等；
【綜合計(jì)算】（1）根據(jù)質(zhì)量質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)放出二氧化碳的質(zhì)量=148.5g-146.3g，則
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                   148.5g-146.3g

106

44

=

x

148.5g-146.3g

（2）樣品中碳酸鈉的質(zhì)量x=

106×(148.5g-146.3g)

44

=5.3g
該固體樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

5.3g

26.5g

×100%=20%
故答案為：
【實(shí)驗(yàn)探究】（1）NaOH和Na₂CO₃的混合物；（2）NaOH；
【實(shí)驗(yàn)分析】等于；
【綜合計(jì)算】（1）

106

44

=

x

148.5g-146.3g

；（2）20%．

點(diǎn)評(píng)：在對(duì)表示反應(yīng)過(guò)程的曲線進(jìn)行分析時(shí)，要注意對(duì)曲線起點(diǎn)、折點(diǎn)這些特殊點(diǎn)所表示的意義進(jìn)行正確分析與判斷．