Question

3．某同學為了測定實驗室中一瓶因保存不善而部分變質的氫氧化鈉中碳酸鈉的質量分數，設計了如圖所示的裝置（圖中的鐵架臺已略去），實驗步驟如下：
①按圖連接好裝置；
②稱取氫氧化鈉樣品2克，放入A中試管內，向B中集氣瓶內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，關閉活塞．反應結束后，量筒中收集到飽和二氧化碳水溶液220mL．
請回答下列問題：
（1）判斷氫氧化鈉變質的實驗現象是A中有氣泡產生，氫氧化鈉變質的原因是與空氣中的CO₂反應．因此，實驗中氫氧化鈉必須密封保存．
（2）在實驗步驟①和②之間，還缺少一個實驗步驟，該實驗步驟是檢查裝置氣密性．
（3）B中集氣瓶盛裝的飽和二氧化碳水溶液不能用水代替，其原因是：二氧化碳能溶于水；
（4）判斷實驗步驟③中滴入的稀硫酸已過量的標志是：滴入稀硫酸，A中不再有氣泡產生
（5）氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質量分數為：53%（CO₂的密度約為2.0g/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）用上述裝置不能測定已部分變質的氫氧化鈉樣品中氫氧化鈉的質量分數，理由是氫氧化鈉樣品中除了碳酸鈉，還有水．

Answer 1

分析 （1）氫氧化鈉若變質，則會生成碳酸鈉，那么當滴入稀硫酸時會產生氣體；
（2）在實驗過程有氣體參與，所以必須保證裝置的氣密性良好；
（3）二氧化碳會溶于水；
（4）若氫氧化鈉變質，則會生成氣體，當不再產生氣體時就說明反應完畢；
（5）根據二氧化碳的質量可以求出碳酸鈉的質量，進而求出質量分數；
（6）氫氧化鈉容易吸收空氣中的水分而潮解；

解答 解：（1）氫氧化鈉在空氣中易吸收空氣中的水分而潮解，然后會與空氣中的二氧化碳反應而變質，所以氫氧化鈉若變質，則會生成碳酸鈉，那么當滴入稀硫酸時會產生二氧化碳氣體，所以A中會冒出氣泡，
故本題答案為：A中有氣泡產生（B中收集到氣體/C中收集到液體）； 與空氣中的CO₂反應；密封；
（2）該實驗過程中有氣體參與，所以實驗前必須檢查裝置的氣密性，
故本題答案為：檢查裝置氣密性；
（3）反應過程中要生成二氧化碳，而二氧化碳會和水反應或是溶于水，所以如果用水會導致實驗結果的偏差，
故本題答案為：二氧化碳能溶于水；
（4）若氫氧化鈉變質，當加入稀硫酸時則會生成氣體，當不再產生氣體時就說明反應完畢，
故本題答案為：滴入稀硫酸，A中不再有氣泡產生；
（5）解：CO₂的質量：m（CO_2）=220mL÷1000×2.0g/L=0.44g
設樣品中碳酸鈉質量為X
Na₂CO₃ +H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                                              44
X                                                0.44g
$\frac{106}{X}=\frac{44}{0.44g}$，
X=1.06g
樣品中碳酸鈉的質量分數為：$\frac{1.06g}{2g}$×100%=53%
（6）氫氧化鈉在空氣中易吸收空氣中的水分而潮解，然后才會與空氣中的二氧化碳反應而變質，由于沒有測算出水的質量，故現有的條件下難以測出氫氧化鈉的質量分數，
故本題答案為：氫氧化鈉樣品中除了碳酸鈉，還有水．

點評 熟練掌握氫氧化鈉、碳酸鈉的性質，知道氫氧化鈉露置于空氣中易變質，并會檢驗，記住化學方程式：Na₂CO₃ +2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，能熟練的根據化學方程式進行計算．