Question

11．實(shí)驗(yàn)室中有一瓶長期放置的氫氧化鈉固體樣品，某興趣小組的同學(xué)對(duì)該樣品的成分及含量進(jìn)行探究．
[發(fā)現(xiàn)問題]該樣品中含有哪些物質(zhì)？
[查閱資料]①NaOH在空氣中不會(huì)轉(zhuǎn)化成NaHCO₃．
②BaCl₂溶液呈中性，Ba（OH）₂是可溶性強(qiáng)堿．
③CO₂在飽和的NaHCO₃溶液中幾乎不溶解．
[提出猜想]猜想Ⅰ：NaOH；
猜想Ⅱ：Na₂CO₃；
猜想Ⅲ：NaOH和Na₂CO₃．
[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
	步驟①：樣品全部溶解 步驟②：觀察到現(xiàn)象A

[收集證據(jù)]
（1）若現(xiàn)象A是有氣泡產(chǎn)生，則X溶液為稀鹽酸，則猜想Ⅰ（填“猜想Ⅰ”、“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”）不成立．
（2）若X溶液為BaCl₂溶液，現(xiàn)象A是有白色沉淀生成，則產(chǎn)生該沉淀的化學(xué)方程式為BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl．取反應(yīng)后的上層清液，測定其pH，當(dāng)pH＞ 7（填“＞”、“＜”或“=”），則證明猜想Ⅲ成立．
[定量分析]確定部分變質(zhì)樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．興趣小組的同學(xué)用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
步驟如下：
①按圖連接好裝置，并檢查氣密性；
②準(zhǔn)確稱取該樣品1.0g，放入燒瓶內(nèi)；
③打開活塞，滴加30.0%的稀硫酸至過量，關(guān)閉活塞．
④反應(yīng)結(jié)束后，量筒內(nèi)液體讀數(shù)為55.0mL．
（已知：室溫條件下，CO₂的密度約為1.6g•L^-1）
（1）B裝置集氣瓶內(nèi)原有的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有（填“有”或“沒有”）影響．飽和碳酸氫鈉溶液如果用水代替，則所測CO₂的體積偏�。ㄌ睢捌�大”、“偏小”或“不變”），理由是二氧化碳會(huì)與水反應(yīng)，易溶于水．
（2）計(jì)算該固體樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)21.2%．（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）
[實(shí)驗(yàn)反思]證明猜想Ⅲ是否成立，實(shí)驗(yàn)操作中的X溶液為BaCl₂溶液，還可以改為滴加氯化鈣溶液；取反應(yīng)后的上層清液，除了測定其pH外，還可以滴加酚酞溶液．

Answer 1

分析 【收集證據(jù)】（1）根據(jù)碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)氯化鋇和碳酸鈉會(huì)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉，以及猜想Ⅲ中含有碳酸鈉、氫氧化鈉進(jìn)行分析；
【定量分析】（1）根據(jù)二氧化碳在空氣中的含量進(jìn)行分析；
根據(jù)二氧化碳會(huì)與水反應(yīng)，易溶于水進(jìn)行分析；
根據(jù)碳酸鈉和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，結(jié)合題中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)反思】根據(jù)氯化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成沉淀、考慮堿與酚酞的變色規(guī)律，進(jìn)行分析．

解答 解：【收集證據(jù)】（1）碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，所以現(xiàn)象A是有氣泡產(chǎn)生，則X溶液為稀鹽酸，則猜想Ⅰ成立；
（2）氯化鋇和碳酸鈉會(huì)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉，化學(xué)方程式為：BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl，猜想Ⅲ中含有碳酸鈉、氫氧化鈉，所以取反應(yīng)后的上層清液，測定其pH＞7；
【定量分析】（1）空氣中含有的二氧化碳量很少，不會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生大的影響；
二氧化碳會(huì)與水反應(yīng)，易溶于水，所以飽和NaHCO₃溶液如果用水代替，則所測CO₂體積偏��；
設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈉是X，
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
 x                    55mL×1.6g/L
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{55mL×1.6g/L}$，解得x=0.212g．
所以該樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.212g}{1g}$×100%=21.2%；
【實(shí)驗(yàn)反思】證明猜想Ⅲ是否成立，實(shí)驗(yàn)操作中的X溶液為BaCl₂溶液，還可以改為滴加氯化鈣溶液；取反應(yīng)后的上層清液，除了測定其pH外，還可以滴加酚酞溶液．
故答案為：
【收集證據(jù)】（1）稀鹽酸，猜想Ⅰ；（2）BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl，＞；
【定量分析】（1）沒有；偏小；21.2%；【實(shí)驗(yàn)反思】氯化鈣； 酚酞．

點(diǎn)評(píng) 在解此類題時(shí)，首先分析題中考查的問題，然后結(jié)合學(xué)過的知識(shí)和題中所給的知識(shí)進(jìn)行解答．解這類題目時(shí)，選擇試劑很重要，要注意在檢驗(yàn)和除雜的不同，在除去雜質(zhì)的同時(shí)，原物質(zhì)不能減少，但可以增多，且反應(yīng)后不能生成新的雜質(zhì)．