Question

8．在實驗室，小柯看到一瓶長久放置的氫氧化鈉固體樣品，他想：這瓶氫氧化鈉有無變質呢？于是他和小組同學進行了如下探究：
（1）取少量固體溶于水，得到無色澄清的溶液，先向溶液中滴加酚酞試液，振蕩，再向溶液中滴加過量的氯化鋇溶液，如果出現溶液由無色變成紅色，產生白色沉淀現象，則證明氫氧化鈉部分變質
（2）為測定氫氧化鈉固體中碳酸鈉的含量，他們稱取20克樣品，提出了以下四種方案：
①將樣品與足量的稀鹽酸充分反應，用排水法收集完全反應后的二氧化碳氣體，由二氧化碳氣體的質量來求解
②將樣品與足量的稀硫酸充分反應，根據參加反應的稀硫酸質量直接求解
③將樣品與足量的氯化鈣溶液反應，將沉淀過濾、洗滌、干燥、稱量，由得到的沉淀來求解．
④將樣品與足量的濃鹽酸充分反應，將逸出的氣體用NaOH溶液充分吸收，NaOH溶液增加的質量即為二氧化碳氣體的質量，再根據二氧化碳氣體來求解．
經過討論后，大家認為只有第③種方案能較準確地測定碳酸鈉質量分數，請逐一說明其他三種方案不能測量的理由．并計算：如果測得方案③中沉淀的質量為10克，求樣品中所含碳酸鈉的質量分數．
（3）同學們對方案④進行了改正，利用如圖的實驗裝置較為準確地測定碳酸鈉的含量，下列操作會影響到測量結果是AD（填序號）
A．把通入的氮氣改為空氣     B．稀硫酸過量   C．鼓入氮氣的時間較長   D．省略裝置B．

Answer 1

分析 （1）氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，碳酸鈉和氯化鋇反應生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉；
碳酸鈉溶液和氫氧化鈉溶液都是顯堿性溶液，都能使酚酞試液變紅色；
（2）①二氧化碳能夠溶于水，將樣品與足量的稀鹽酸充分反應，用排水法收集完全反應后的二氧化碳氣體設，會導致二氧化碳質量偏小，從而導致由二氧化碳氣體的質量來求解出的結果偏小；
②稀硫酸能和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和水，能和碳酸鈉反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，根據參加反應的稀硫酸質量無法直接求解；
③碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣和氯化鈉，因此可以將樣品與足量的氯化鈣溶液反應，將沉淀過濾、洗滌、干燥、稱量，由得到的沉淀來求解；
④濃鹽酸揮發出的氯化氫能被氫氧化鈉溶液吸收，將樣品與足量的濃鹽酸充分反應，將逸出的氣體用NaOH溶液充分吸收，NaOH溶液增加的質量大于二氧化碳氣體的質量，會導致根據二氧化碳氣體來求解出的結果偏大；
（3）A．把通入的氮氣改為空氣時，二氧化碳能被氫氧化鈉溶液吸收，導致計算結果偏大；    
B．稀硫酸過量不影響計算結果；  
C．鼓入氮氣的時間較長不影響實驗結果；  
D．省略裝置B時，會導致水蒸氣進入氫氧化鈉溶液中，導致計算結果偏大．

解答 解：（1）取少量固體溶于水，得到無色澄清的溶液，先向溶液中滴加酚酞試液，振蕩，再向溶液中滴加過量的氯化鋇溶液，如果溶液由無色變成紅色，產生白色沉淀，則證明氫氧化鈉部分變質．
故填：溶液由無色變成紅色，產生白色沉淀．
（2）其他三種方案不能測量的理由是：
①二氧化碳能夠溶于水，將樣品與足量的稀鹽酸充分反應，用排水法收集完全反應后的二氧化碳氣體設，會導致二氧化碳質量偏小，從而導致由二氧化碳氣體的質量來求解出的結果偏小；
②稀硫酸能和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和水，能和碳酸鈉反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，根據參加反應的稀硫酸質量無法直接求解；
④濃鹽酸揮發出的氯化氫能被氫氧化鈉溶液吸收，將樣品與足量的濃鹽酸充分反應，將逸出的氣體用NaOH溶液充分吸收，NaOH溶液增加的質量大于二氧化碳氣體的質量，會導致根據二氧化碳氣體來求解出的結果偏大；
設碳酸鈉質量為x，
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl，
106                    100
x                        10g
$\frac{106}{x}$=$\frac{100}{10g}$，
x=10.6g，
樣品中所含碳酸鈉的質量分數為：$\frac{10.6g}{20g}$×100%=53%，
故答案為：①二氧化碳能夠溶于水，將樣品與足量的稀鹽酸充分反應，用排水法收集完全反應后的二氧化碳氣體設，會導致二氧化碳質量偏小，從而導致由二氧化碳氣體的質量來求解出的結果偏小；
②稀硫酸能和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和水，能和碳酸鈉反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，根據參加反應的稀硫酸質量無法直接求解；
④濃鹽酸揮發出的氯化氫能被氫氧化鈉溶液吸收，將樣品與足量的濃鹽酸充分反應，將逸出的氣體用NaOH溶液充分吸收，NaOH溶液增加的質量大于二氧化碳氣體的質量，會導致根據二氧化碳氣體來求解出的結果偏大；53%．
（3）A．把通入的氮氣改為空氣時，二氧化碳能被氫氧化鈉溶液吸收，導致計算結果偏大；    
B．稀硫酸過量不影響計算結果；  
C．鼓入氮氣的時間較長不影響實驗結果；  
D．省略裝置B時，會導致水蒸氣進入氫氧化鈉溶液中，導致計算結果偏大．
故填：AD．

點評 本題主要考查物質的性質，解答時要根據各種物質的性質，結合各方面條件進行分析、判斷，從而得出正確的結論．