Question

19．一瓶久置的氫氧化鈉固體已經發生了變質．某研究性學習小組為了探究變質程度，作出如下猜想：可能部分變質，固體是NaOH和 Na₂CO₃的混合物；可能全部變質，固體是Na₂CO₃．
（1）首先對固體的成分進行確定．取少量固體于試管中，加水充分溶解，先加入足量的BaCl₂ 溶液，產生白色沉淀，靜置后取上層清液，再加入CuSO₄ 溶液，產生藍色絮狀沉淀．根據實驗現象，可確定該固體是NaOH和Na₂CO₃的混合物；
（2）稱取10.6g 該固體樣品于錐形瓶中，加入一定質量分數的稀鹽酸，直至過量，得到數據如下表：

樣品質量	反應前總質量	反應后總質量
10.6克	148.5克	146.3克

計算該樣品中Na₂CO₃的質量分數．
（3）再取固體樣品溶于水，加入一定質量分數的稀鹽酸，直至過量．測出加入稀鹽酸的質量與產生CO₂氣體的質量關系如圖所示．從圖中可以判斷：在該樣品溶液中加入稀鹽酸，首先與之反應的物質是NaOH．
（4）請你分析，一定質量的NaOH固體，變質前后與相同質量分數的稀鹽酸反應，變質前消耗鹽酸的量等于變質后消耗鹽酸的量（填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）加入足量的BaCl₂溶液，產生白色沉淀，該白色沉淀是BaCO₃，說明該固體成分中含有CO₃^2-；再加入CuSO₄溶液，產生藍色絮狀沉淀，該藍色絮狀沉淀是Cu（OH）₂，說明該固體成分中含有OH^-；
（2）根據質量守恒定律可以知道反應前后減少的質量為生成的二氧化碳的質量；根據生成的二氧化碳的質量結合反應的化學方程式可以求算出碳酸鈉的質量，并求算出碳酸鈉的質量分數；
（3）碳酸鈉與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，而圖中曲線所示，開始加入稀鹽酸時并沒有氣體產生，可判斷此時鹽酸沒有和碳酸鈉發生反應；
（4）根據化學變化前后元素的質量不變，氫氧化鈉變質生成碳酸鈉時物質的質量增加，但其中所含鈉元素的質量不變，則充分反應后生成氯化鈉的質量相等，可得知消耗稀鹽酸的質量也相等

解答 解：（1）根據題意知，該固體溶液中含有CO₃^2-和OH^-，所以這瓶久置的氫氧化鈉固體是NaOH和Na₂CO₃的混合物．
故填：NaOH和Na₂CO₃的混合物；
（2）根據質量守恒定律可以知道反應前后減少的質量為生成的二氧化碳的質量，其質量為：148.5g-146.3g=2.2g；
設樣品中碳酸鈉的質量為x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
 106                  44
  x                  2.2g
$\frac{106}{x}=\frac{44}{2.2g}$
解得：x=5.3g
該樣品中Na₂CO₃的質量分數為$\frac{5.3g}{10.6g}×100%$=50%
答：該樣品中Na₂CO₃的質量分數為50%；
（3）根據加入稀鹽酸的質量與產生CO₂氣體的質量關系圖可知，在一開始加入稀鹽酸時并沒有氣體產生，說明此時所加稀鹽酸與氫氧化鈉發生反應；故填：NaOH；
（4）變質前后鈉元素質量不變，所以與鹽酸充分反應后生成的氯化鈉的質量一定相等，而相等的氯化鈉中氯離子的質量相同，所以，變質前后所消耗稀鹽酸的質量相等．故填：等于．

點評 要想解答類似于（2）題的題目，首先，要理解和熟記根據化學反應方程式的計算步驟和格式，以及與之相關的知識等．然后，根據所給的問題情景，結合所學的相關知識和技能，細致地分析題意并細心地探究、推理后，按照題目要求進行認真地選擇或解答即可．