Question

5．在一堂化學(xué)實驗課上，老師為每組同學(xué)分別提供了一瓶固體氫氧化鈉，讓大家進行實驗探究，請你參與．
探究活動一：探究酸堿中和反應(yīng)
甲組同學(xué)按圖1所示進行實驗

（1）往氫氧化鈉溶液中滴入無色酚酞溶液，觀察到的現(xiàn)象是溶液變紅色，說明溶液呈堿性．
（2）邊滴加稀硫酸，邊要用玻璃棒不斷攪拌的目的是使稀硫酸與氫氧化鈉成分混合，發(fā)生反應(yīng)．
（3）當(dāng)溶液顏色又恰好變?yōu)闊o色時，說明酸能與堿發(fā)生反應(yīng)，測得此時溶液的pH=7．
乙組同學(xué)也按上述步驟進行實驗，但在滴加稀硫酸時，發(fā)現(xiàn)溶液有氣泡產(chǎn)生．同學(xué)們經(jīng)討論一致認(rèn)為是氫氧化鈉發(fā)生變質(zhì)生成了碳酸鈉，于是進行如下探究：
探究活動二：測定乙組的氫氧化鈉樣品（以下簡稱樣品）中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
資料摘要：Ⅰ．二氧化碳在飽和碳酸氫鈉溶液中幾乎不溶解
II．碳酸鈉溶液與氫氧化鋇溶液反應(yīng)，產(chǎn)生白色沉淀．化學(xué)方程式如下：Na₂CO₃+Ba（OH）₂=BaCO₃↓+2NaOH
【方案一】氣體測定法
 取一定量的樣品與足量稀硫酸在如圖2裝置中反應(yīng)，測定產(chǎn)生的二氧化碳的體積．根據(jù)該實驗條件下二氧化碳的密度計算二氧化碳的質(zhì)量，再根據(jù)相關(guān)計算得出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（4）寫出稀硫酸與樣品中成分反應(yīng)產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
（5）某同學(xué)用水代替圖2裝置中的飽和碳酸氫鈉溶液進行收集和測量二氧化碳，發(fā)現(xiàn)所測氣體的體積偏小，原因是二氧化碳可以溶于水，與水反應(yīng)．
【方案二】沉淀測定法
小明設(shè)計如圖所示實驗，測定碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

（6）“操作1”的名稱是過濾；Ba（OH）₂溶液過量的目的是充分除盡溶液中的碳酸鈉．
（7）1.97g的白色沉淀是碳酸鋇（填物質(zhì)名稱），根據(jù)上述提供的實驗數(shù)據(jù)，計算出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26.5%．
（8）如果沉淀不洗滌就直接烘干、稱量，將導(dǎo)致結(jié)果偏高（選填“偏高”、“偏低”或“沒影響”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)指示劑的變色規(guī)律分析，酚酞遇酸性和中性溶液都不變色，遇堿性溶液變紅；
（2）根據(jù)玻璃棒攪拌的作用分析；
（3）當(dāng)溶液顏色又恰好變?yōu)闊o色時，說明酸能與堿恰好發(fā)生反應(yīng)；
（4）碳酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，
（5）根據(jù)二氧化碳可以溶于水，與水反應(yīng)分析；
（6）過濾可將固體與液體分開，加入Ba（OH）₂溶液除去剩余的碳酸鈉，
（7）氫氧化鋇與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋇和氫氧化鈉，根據(jù)碳酸鋇的質(zhì)量和方程式分析；
（8）如果沉淀不洗滌就直接烘干、稱量，碳酸鋇粘附有氫氧化鈉等

解答 解：（1）氫氧化鈉溶液顯堿性，使酚酞變紅色；
（2）邊滴加稀硫酸，邊要用玻璃棒不斷攪拌的目的是使稀硫酸與氫氧化鈉成分混合，發(fā)生反應(yīng)；
（3）當(dāng)溶液顏色又恰好變?yōu)闊o色時，說明酸能與堿恰好發(fā)生反應(yīng)，此時溶液的pH=7；
（4）碳酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（5）二氧化碳可以溶于水，與水反應(yīng)，造成所測氣體的體積偏��；
（6）經(jīng)過操作1后得到了沉淀和濾液，所以操作1的名稱是：過濾，足量的氫氧化鋇可以將碳酸鈉充分的沉淀，所以在加入過量氫氧化鋇的目的是：充分除盡溶液中的碳酸鈉．
（7）氫氧化鋇與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋇和氫氧化鈉，所以1.97g的白色沉淀是碳酸鋇；
設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x
Na₂CO₃+Ba（OH）₂=BaCO₃↓+2NaOH
106              197
x×4g           1.97g
$\frac{106}{197}=\frac{x×4g}{1.97g}$
x=26.5%
（8）如果沉淀不洗滌就直接烘干、稱量，碳酸鋇粘附有氫氧化鈉等，造成沉淀質(zhì)量變大，計算出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高．
故答案為（1）溶液變紅色；堿；
（2）使稀硫酸與氫氧化鈉成分混合，發(fā)生反應(yīng)；
（3）=7；
（4）Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（5）二氧化碳可以溶于水，與水反應(yīng)；
（6）過濾；充分除盡溶液中的碳酸鈉；
（7）碳酸鋇；26.5%
（8）偏高．

點評 本考點屬于物質(zhì)的分離和提純，利用流程圖中的現(xiàn)象和實驗方案的設(shè)計，考查同學(xué)們的判斷能力，同學(xué)們只要認(rèn)真分析，根據(jù)條件綜合把握，問題就會迎刃而解．