Question

17．下面是興趣小組同學(xué)對(duì)暴露在空氣的氫氧化鈉固體的探究．請(qǐng)回答下列問題：
[提出問題 1]：
該氫氧化鈉固體有沒有變質(zhì)呢？
[進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 1]：甲同學(xué)取少量固體于試管中用足量的水溶解，后加入過量的 BaCl₂ 溶液，觀察到產(chǎn)生白色沉淀，證明氫氧化鈉固體已經(jīng)含有 Na₂CO₃．
[提出問題 2]：
如何除去氫氧化鈉固體中的雜質(zhì)，得到純凈的氫氧化鈉呢？
[進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 2]：乙同學(xué)對(duì)該氫氧化鈉固體進(jìn)行提純，按如下操作流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

[實(shí)驗(yàn)分析]：
（1）步驟②反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH，步驟②的操作有攪拌 和過濾，攪拌的作用是使碳酸鈉完全反應(yīng)．
（2）證明步驟②中已達(dá)到 Ca（OH）₂溶液過量的目的，下列方案中可行的是ac．
a．取少量濾液 B，向其中通二氧化碳?xì)怏w，溶液變渾濁
b．取少量溶液 B，向其中再加少量石灰水，無白色渾濁 
c．取少量溶液 B，向其中再加少量濃碳酸鈉溶液，有白色渾濁
（3）為獲得純凈的氫氧化鈉步驟③所包含的具體操作是蒸發(fā)濃縮、B、過濾． A．蒸發(fā)結(jié)晶B．降溫結(jié)晶
（4）丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)流程中的 Ca（OH）₂ 溶液可以用稍過量的 Ba（OH）₂ 溶液代替，代替后的主要優(yōu)點(diǎn)是A．
A．氫氧化鈣微溶于水，氫氧化鋇易溶于水，用氫氧化鋇溶液可以減少溶液中水的量，以提高蒸發(fā)濃縮的效率，并節(jié)約能源．
B．只有氫氧化鋇才能除去雜質(zhì)[實(shí)驗(yàn)拓展]：如何測定久置的燒堿樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)呢？
從一瓶久置的燒堿中稱取了 20g，干燥后剩余固體固體質(zhì)量為 19g，完全溶于蒸餾水 中配成 100g 樣品溶液，現(xiàn)取一定溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氯化鋇溶液與樣品溶液混合，充分反 應(yīng)后得到如表所示的數(shù)據(jù)．

項(xiàng)目和次數(shù)	第 1 次	第 2 次	第 3 次	第 4 次
樣品溶液質(zhì)量（g）	10	20	30	40
氯化鋇溶液質(zhì)量（g）	10	15	15	30
產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量（g）	1.97	3.94	3.94	X

（5）表中第2、4次恰好完全反應(yīng)．
（6）請(qǐng)計(jì)算樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？（請(qǐng)保留具體解題過程）

Answer 1

分析 [進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 1]：
氫氧化鈉能和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，碳酸鈉能和氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉；
[實(shí)驗(yàn)分析]：
（1）步驟②中，碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉；
步驟②的操作有攪拌和過濾，攪拌能使碳酸鈉完全反應(yīng)；
（2）二氧化碳能和氫氧化鈣反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鈣和水；
（3）為獲得純凈的氫氧化鈉步驟③所包含的具體操作是蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾；
（4）丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)流程中的 Ca（OH）₂ 溶液可以用稍過量的 Ba（OH）₂ 溶液代替，代替后的主要優(yōu)點(diǎn)是氫氧化鈣微溶于水，氫氧化鋇易溶于水，用氫氧化鋇溶液可以減少溶液中水的量，以提高蒸發(fā)濃縮的效率，并節(jié)約能源；
（5）根據(jù)表中提供的信息可以判斷那組恰好完全反應(yīng)；
（6）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式及其提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計(jì)算．

解答 解：[進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 1]：甲同學(xué)取少量固體于試管中用足量的水溶解，后加入過量的 BaCl₂ 溶液，觀察到產(chǎn)生白色沉淀，證明氫氧化鈉固體已經(jīng)含有 Na₂CO₃．
故填：產(chǎn)生白色沉淀．
[實(shí)驗(yàn)分析]：
（1）步驟②中，碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH；
步驟②的操作有攪拌 和過濾，攪拌的作用是使碳酸鈉完全反應(yīng)．
故填：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH；使碳酸鈉完全反應(yīng)．
（2）a．取少量濾液 B，向其中通二氧化碳?xì)怏w，溶液變渾濁，說明氫氧化鈣溶液過量；
b．取少量溶液 B，向其中再加少量石灰水，無白色渾濁，不能說明氫氧化鈣溶液過量，也可能是恰好完全反應(yīng)；
c．取少量溶液 B，向其中再加少量濃碳酸鈉溶液，有白色渾濁，說明氫氧化鈣溶液過量．
故選：ac．
（3）為獲得純凈的氫氧化鈉步驟③所包含的具體操作是蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾． 
故填：降溫結(jié)晶．
（4）丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)流程中的 Ca（OH）₂ 溶液可以用稍過量的 Ba（OH）₂ 溶液代替，代替后的主要優(yōu)點(diǎn)是氫氧化鈣微溶于水，氫氧化鋇易溶于水，用氫氧化鋇溶液可以減少溶液中水的量，以提高蒸發(fā)濃縮的效率，并節(jié)約能源．
故選：A．
（5）由第2次和第3次可知，第3次中樣品溶液過量，由第1次和第2次數(shù)據(jù)可知，第1次氯化鋇溶液過量，因此表中第2次恰好完全反應(yīng)，又因?yàn)榈?次和第2次兩種溶液質(zhì)量比相等，因此第4次也恰好完全反應(yīng)．
故填：2、4．
（6）因?yàn)榈?次恰好完全反應(yīng)，因此以第2次數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：
設(shè)20g樣品溶液中碳酸鈉質(zhì)量為x，
BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl，
            106        197
             x        3.94g
$\frac{106}{x}$=$\frac{197}{3.94g}$，
x=2.12g，
20g樣品溶液中樣品質(zhì)量為：20g×$\frac{19g}{100g}$×100%=3.8g，
樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{3.8g-2.12g}{3.8g}$×100%=44.2%，
答：樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為44.2%．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查物質(zhì)的性質(zhì)，解答時(shí)要根據(jù)各種物質(zhì)的性質(zhì)，結(jié)合各方面條件進(jìn)行分析、判斷，從而得出正確的結(jié)論．