Question

小剛、小軍、小紅對一久置的NaOH白色粉末的成分進行探究并測定其成分的含量。
【成分的確定】
三位同學都作出以下的猜想：
① 可能是NaOH；② 可能是Na₂CO₃；③ 可能是NaOH與Na₂CO₃的混合物。
做出②③猜想的依據是                   （用化學方程式表示）。
為了驗證①②③猜想，他們分別做了下面的實驗。
（1）小剛取少量白色粉末于試管中，再滴加稀HCl，有氣泡產生，由此可推出白色粉末中一定含有             ，肯定猜想       （填序號）是錯誤的。
（2）小軍又取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加酚酞試液，溶液變為紅色。由此小軍結合小剛的實驗，認為猜想③是正確的。小紅卻認為小軍的所得結論不確切，因為                                      。
（3）為探究白色粉末是否含有NaOH，小紅設計了如下實驗方案：

①沉淀B的化學式為              。
②在操作1中要用到玻璃棒，其作用是                       。
③小剛認為小紅的這個方案也有問題，理由是_                ，但只要稍加改進，就可以證明粉末中還含有NaOH，則小剛改進的方法是         。
小剛對小紅的實驗作了正確的改進后進行了實驗，實驗現象和小紅的一致，由此確定猜想③是正確的。
【各成分含量的測定】
三位同學利用電子天平共同作了以下測定實驗，并記錄如下實驗數據。

稱量項目	稱量時間	質量（g）
試樣	————	10.00
裝置+稀硫酸質量	————	241.20
裝置+稀硫酸質量+試樣	反應開始后15秒	249.20
裝置+稀硫酸質量+試樣	反應開始后35秒	249.00
裝置+稀硫酸質量+試樣	反應開始后55秒	249.00

 

（1）寫出錐形瓶中發生反應化學方程式：
①                                         ；
②                                         。
（2）試通過分析表中數據計算試樣中碳酸鈉的質量分數。
【實驗反思】
有同學提出按上述實驗所測得試樣中Na₂CO₃質量分數會偏小，該同學的理由是（實驗操作均正確）：                        （答一條即可）。

Answer 1

作出②③猜想的依據是CO₂+NaOH=Na₂CO₃+H₂O  （1）Na₂CO₃     ①  （2）Na₂CO₃的水溶液也是堿性 （3） ① 沉淀B是CaCO₃    ② 玻璃棒的作用攪拌  ③Na₂CO₃和Ca(OH)₂反應有NaOH生成，改進方法是將澄清石灰水換成氯化鈣錐形瓶中發生的反應為①HCl+NaOH=NaCl+H₂O ②Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
質量分數為53%，Na₂CO₃質量分數會偏小的原因可能是二氧化碳有少量殘留在儀器中，或者濃硫酸吸收了空氣中的水蒸氣。

試題分析：作出②③猜想的依據是CO₂+NaOH=Na₂CO₃+H₂O，滴加稀HCl，有氣泡產生，則一定有碳酸鈉，猜想①是錯誤的，向所得溶液中滴加酚酞試液，溶液變為紅色，說明溶液呈堿性，碳酸鈉溶液也呈堿性，所以②也可能成立，澄清石灰水與碳酸鈉反應會生成碳酸鈣沉淀，沉淀B是CaCO₃，此步操作是溶解所以玻璃棒作用為攪拌，加速溶解，澄清石灰水與碳酸鈉反應會生成碳酸鈣沉淀的同時也生成了氫氧化鈉，無法確定原來是否有氫氧化鈉，改進方法是將澄清石灰水換成氯化鈣。
錐形瓶中發生的反應為①HCl+NaOH=NaCl+H₂O ②Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑ 有表格數據可得到，總質量減少了2.2g，反應中產生了二氧化碳氣體所以質量會減少，減少的質量即為二氧化碳的質量，所以二氧化碳為2.2g，根據化學方程式可算得碳酸鈉的質量為5.3g，質量分數為53%，Na₂CO₃質量分數會偏小的原因可能是二氧化碳有少量殘留在儀器中，或者濃硫酸吸收了空氣中的水蒸氣，兩種情況都使得到的二氧化碳質量減少，由此求出碳酸鈉質量分數就偏少。