Question

小林同學想在家里制取一些氫氧化鈉溶液，他向盛有澄清石灰水的燒杯中隨意地加入了一些碳酸鈉溶液，生成白色沉淀，過濾后得到無色溶液，他說：“我制得了氫氧化鈉溶液！”并做了以下實驗證明他的觀點
（1）實驗目的：用pH試紙測定該溶液的酸堿性
操作步驟：________．
實驗結果：pH＞7
實驗結論：因為氫氧化鈉溶液是強堿性，當濾液的pH＞7時，說明該溶液一定是氫氧化鈉．
寫出生成氫氧化鈉的化學反應方程式________．
（2）小歡同學卻認為碳酸鈉溶液和澄清石灰水都是強堿性，所以小林制得的無色溶液極可能含有氫氧化鈣或碳酸鈉，因此她設計了如下兩個實驗加以驗證：
實驗（一）：為鑒定小林制得的無色溶液中是否含有氫氧化鈣

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
取少量所得溶液，向其中滴加適量的碳酸鈉溶液	無白色沉淀出現

實驗（二）：小歡另取少量所得溶液，向其中滴加適量鹽酸溶液，觀察到有無色氣體產生，則小歡做該實驗的目的是________．實驗（二）過程中所發生反應的化學方程式________；________．
（3）計算：小歡取小林所制得的溶液樣品100克（假設雜質只有碳酸鈉），為測定碳酸鈉的質量分數，向其中滴加溶質質量分數為7.3%的稀鹽酸，當稀鹽酸滴加到100克時開始有二氧化碳氣體產生，當稀鹽酸滴加到120克時，二氧化碳氣體的質量達到最大值為0.88克．試完成下例各小題（計算保留兩位小數）：
①樣品中碳酸鈉的質量分數？
②試在下邊的座標中畫出加入稀鹽酸的質量與放出二氧化碳氣體質量的關系圖．

Answer 1

解：（1）在測定時要注意：一、不能把試紙潤濕，二、不能把試紙直接浸入待測液中．正確方法：用干燥潔凈的玻璃棒蘸取待測液于干燥的pH試紙上，與標準比色卡對照讀出讀數．
（2）實驗（一）碳酸鈉與氫氧化鈣反應能生成碳酸鈣沉淀，如無沉淀，則說明無氫氧化鈣；實驗（二）根據碳酸鈉能和鹽酸反應生成二氧化碳氣體，加入鹽酸就是為了通過有無氣泡產生，來判斷是否含有碳酸鈉．
（3）①設碳酸鈉的質量為X
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，
106 44
X 0.88克
=X=2.12克×100%=2.12%
②開始時加入的100克鹽酸是和氫氧化鈉反應，不生成二氧化碳，曲線在橫軸是；100克～120克鹽酸才是和碳酸鈉反應，這時生成二氧化碳，根據化學方程式計算可知，加入的鹽酸質量與生成二氧化碳的質量的關系圖象是一直線，起點：（0，0）第二段起點：（100，0），最高點：（120，0.88），以后為水平線．
故答案為：（1）用干燥潔凈的玻璃棒蘸取待測液于干燥的pH試紙上，與標準比色卡對照讀出讀數；Ca（OH）₂+Na₂CO₃═2NaOH+CaCO₃↓；小林制得的無色溶液中不含有氫氧化鈣；
為鑒定小林制得的無色溶液中是否含有碳酸鈉；Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，HCl+NaOH═NaCl+H₂O
（3）①2.12% ②
分析：（1）根據pH的測定方法和步驟回答．
（2）實驗（一）根據碳酸鈉與氫氧化鈣反應能生成碳酸鈣沉淀的性質回答；實驗（二）根據碳酸鈉能和鹽酸反應生成二氧化碳氣體的性質回答．
（3）①利用方程式Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，根據0.88克二氧化碳的質量計算出完全反應的碳酸鈉的質量，再進一步求其質量分數．
②開始時加入的100克鹽酸是和氫氧化鈉反應，不生成二氧化碳；100克～120克鹽酸才是和碳酸鈉反應，這時生成二氧化碳．根據化學方程式計算可知，加入的鹽酸質量與生成二氧化碳的質量是一直線方程，所以圖象有幾個關鍵點：（0，0）（100，0）（120，0.88），據此畫出曲線．
點評：該題目集實驗和計算于一體，是考查的重點題型，要求學生解題過程中要注意知識間的聯系．