Question

3．同學(xué)們運(yùn)用對(duì)比的學(xué)習(xí)方法探究堿的性質(zhì)．

實(shí)驗(yàn)一 觀察固體表面	實(shí)驗(yàn)二 向兩塊固體表面滴加稀鹽酸	實(shí)驗(yàn)三 振蕩3個(gè)塑料瓶

（1）由實(shí)驗(yàn)一、二可知，氫氧化鈉會(huì)吸收空氣中的二氧化碳和水，因此要密封保存．
（2）實(shí)驗(yàn)三種觀察到3個(gè)塑料瓶變癟的程度為A＞B＞C，對(duì)此A瓶與C（填“B”或“C”）瓶的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可證明CO₂能與NaOH發(fā)生反應(yīng)．
（3）同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)如下兩種方案鑒別氫氧化鈉和氫氧化鈣兩種飽和溶液．

實(shí)驗(yàn)一	實(shí)驗(yàn)二	分析
	微熱（不考慮水分蒸發(fā)）	兩種方案中均觀察到A試管內(nèi)出現(xiàn)白色渾濁，則A中溶液為飽和氫氧化鈣溶液；方案二的設(shè)計(jì)原理是氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小，氫氧化鈉的溶解度隨溫度升高而增大．

（4）某同學(xué)發(fā)現(xiàn)工業(yè)上使用的氫氧化鈉固體標(biāo)簽如圖所示，于是對(duì)其成分進(jìn)行了探究：

【提出問(wèn)題】氫氧化鈉中含有什么雜質(zhì)？
【查閱資料】①在華工生產(chǎn)中，原料往往不能完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品．
②工業(yè)上制取NaOH的反應(yīng)原理是：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，然后蒸發(fā)溶劑獲得NaOH固體．
③堿性的Na₂CO₃溶液與中性的CaCl₂溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)．
【提出猜想】氫氧化鈉中含有的雜質(zhì)為碳酸鈉和氯化鈉．
提出上述猜想的理由是原料中的NaCl未完全反應(yīng)，氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】取固體于試管中，加水溶解并向溶液中加入過(guò)濾稀鹽酸．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】溶液中有明顯現(xiàn)象，證明雜質(zhì)中一定含有碳酸鈉．
【反思評(píng)價(jià)】該同學(xué)想進(jìn)一步證明固體中含有氫氧化鈉，實(shí)驗(yàn)方案是取少量固體于試管中加水溶解，加入過(guò)量的氯化鈣溶液使沉淀完全，靜置后向上層清液中滴加酚酞溶液，溶液變紅，則固體中含有氫氧化鈉．
（5）某碳酸鈉樣品中含有少量氯化鈉．現(xiàn)稱(chēng)量11g該樣品放入燒杯中，然后加入一定量溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.6%的稀鹽酸，至恰好完全反應(yīng)，去除溶液中的水分，最終得到12.1g氯化鈉固體．計(jì)算：
①碳酸鈉樣品中碳酸鈉的質(zhì)量；
②反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（結(jié)果精確到0.1%）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氫氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)二氧化碳與氫氧化鈉、氫氧化鈣、水的反應(yīng)；
（3）根據(jù)氫氧化鈉與氫氧化鈣的溶解性進(jìn)行分析；
（4）【提出猜想】根據(jù)氫氧化鈉的制法和變質(zhì)進(jìn)行分析；
【反思評(píng)價(jià)】②根據(jù)氫氧根離子驗(yàn)證進(jìn)行分析；
（5）①分析反應(yīng)可發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)前為碳酸鈉和氯化鈉的混合物，而反應(yīng)后得到固體為氯化鈉，質(zhì)量增加了12.1g-11g=1.1g，而該過(guò)程中是固體的質(zhì)量增加了，所以可以根據(jù)差量法進(jìn)行解答；
②反應(yīng)后溶液的質(zhì)量為反應(yīng)前樣品的質(zhì)量+稀鹽酸的質(zhì)量-生成的二氧化碳的質(zhì)量，然后結(jié)合溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算即可．

解答 解：（1）由上圖實(shí)驗(yàn)一、二可知，氫氧化鈉會(huì)吸收空氣的 H₂O、CO₂，因此要密封保存；
（2）實(shí)驗(yàn)三中可觀察到三個(gè)軟塑料瓶變癟的程度大小為A＞B＞C，A瓶?jī)?nèi)發(fā)生反應(yīng)為二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，對(duì)比A瓶與C瓶的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可證明CO₂能與NaOH發(fā)生反應(yīng)；
（3）考慮氫氧化鈉與氫氧化鈣的溶解性：兩種方案中均觀察到A試管內(nèi)出現(xiàn)白色渾濁，A中試劑為飽和氫氧化鈣溶液；方案二的設(shè)計(jì)原理是利用了氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減少；氫氧化鈉的溶解度隨溫度升高而升高；兩者的溶解度受溫度影響情況不同；

實(shí)驗(yàn)一	實(shí)驗(yàn)二	分析
	微熱（不考慮水分蒸發(fā)）	兩種方案中均觀察到A試管內(nèi)出現(xiàn)白色渾濁，則A中溶液為飽和氫氧化鈣溶液；方案二的設(shè)計(jì)原理是氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小，氫氧化鈉的溶解度隨溫度升高而增大

（4）【提出猜想】根據(jù)工業(yè)制取NaOH的反應(yīng)原理是：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，然后蒸發(fā)溶劑獲得NaOH固體；可能有氯化鈉沒(méi)有全部反應(yīng)，又因?yàn)闅溲趸�鈉與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉；
【反思評(píng)價(jià)】②要驗(yàn)證氫氧化鈉，首先要排除碳酸鈉的干擾，可以取少量固體于試管中加水溶解，加入過(guò)量的氯化鈣溶液使沉淀完全，靜置后向上層清液中滴加酚酞溶液，溶液變紅，則固體中含有氫氧化鈉；
（5）解：設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x，
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑ 
106    73    117       44   
x     $\frac{73x}{106}$   $\frac{117x}{106}$    $\frac{44x}{106}$     
則11g-x+$\frac{117x}{106}$=12.1g
解得：x=10.6g
②反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{12.1g}{11g+7.3g+14.6g-4.4g}$×100%≈21.4%   
答：①碳酸鈉樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為10.6g；
②反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.4%．
故答案為：（1）二氧化碳和水；
（2）C；
（3）飽和氫氧化鈣溶液；氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小，氫氧化鈉的溶解度隨溫度升高而增大；

實(shí)驗(yàn)一	實(shí)驗(yàn)二	分析
		飽和氫氧化鈣溶液；氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小，氫氧化鈉的溶解度隨溫度升高而增大

（4）【提出猜想】原料中的NaCl未完全反應(yīng)，氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉；
【反思評(píng)價(jià)】②取少量固體于試管中加水溶解，加入過(guò)量的氯化鈣溶液使沉淀完全，靜置后向上層清液中滴加酚酞溶液，溶液變紅，則固體中含有氫氧化鈉；
（5）①碳酸鈉樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為10.6g；
②反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.4%．

點(diǎn)評(píng) 熟練掌握二氧化碳和氫氧化鈉、氫氧化鈣的化學(xué)性質(zhì)，能夠根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行鑒別，在學(xué)習(xí)中要注意培養(yǎng)自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力．