Question

15．某�；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對一包因敞口放置已部分變質(zhì)的氫氧化鈉產(chǎn)生了興趣，想通過實驗測定其中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)，請你參與他們的探究過程．
【提出問題】：樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是多少？
【知識準備】：
（1）氫氧化鈉不能敞口放置的原因是：氫氧化鈉固體不僅吸收空氣中的水，還能與空氣中的二氧化碳反應(yīng)而變質(zhì)；
（2）判斷氫氧化鈉是否變質(zhì)的方法之一是向樣品中加鹽酸，加入鹽酸后發(fā)生的反應(yīng)化學(xué)方程式是：NaOH+HCl=NaCl+H₂O、Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）判斷氫氧化鈉是否變質(zhì)的另一種方法是將樣品溶于水，再向樣品中加澄清石灰水，看是否變渾濁，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Ca（OH）₂+Na₂CO₃=2NaOH+CaCO₃↓．
（4）向氫氧化鈉和碳酸鈉混合物中加入鹽酸時，鹽酸先與氫氧化鈉反應(yīng)，再與碳酸鈉反應(yīng)；
【設(shè)計方案】：
甲組同學(xué)：稱取16.40g樣品，放入足量的鹽酸直到反應(yīng)停止，共收集到4.40g二氧化碳．（設(shè)計思路：根據(jù)樣品與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．）
乙組同學(xué)：稱取16.40g樣品，加水配成溶液，在溶液中加入過量的澄清石灰水．過濾、洗滌、干燥，共得到白色沉淀10.00g．（設(shè)計思路：根據(jù)樣品與石灰水反應(yīng)生成沉淀碳酸鈣的質(zhì)量，先求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．）
【解決問題】：
（1）乙組同學(xué)判斷石灰水是否過量的方法是取上層清液，向其中通入二氧化碳（或加入碳酸鈉溶液），如變渾濁（有白色沉淀產(chǎn)生），表示石灰水過量；
（2）根據(jù)兩組同學(xué)的實驗結(jié)果，請你幫助他們計算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)：（請任選一位同學(xué)的實驗結(jié)果進行計算）（相對原子質(zhì)量：H：1  C：12  O：16   Na：23     Cl：35.5Ca：40 ）
甲組同學(xué)：64.6%乙組同學(xué)：64.6%．

Answer 1

分析 【知識準備】
氫氧化鈉能夠吸收水蒸氣，能和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水；
稀鹽酸能和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和水，能和碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳；
碳酸鈉能和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉；
【解決問題】
二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式和提供的數(shù)據(jù)可以進行相關(guān)方面的計算．

解答 解：【知識準備】
（1）氫氧化鈉不能敞口放置的原因是：氫氧化鈉固體不僅吸收空氣中的水，還能與空氣中的二氧化碳反應(yīng)而變質(zhì)．
故填：氫氧化鈉固體不僅吸收空氣中的水，還能與空氣中的二氧化碳反應(yīng)而變質(zhì)．
（2）稀鹽酸能和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和水，能和碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，加入鹽酸后發(fā)生的反應(yīng)化學(xué)方程式是：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．
故填：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．
（3）碳酸鈉能和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+Na₂CO₃=2NaOH+CaCO₃↓．
故填：Ca（OH）₂+Na₂CO₃=2NaOH+CaCO₃↓．
【解決問題】
（1）乙組同學(xué)判斷石灰水是否過量的方法是：取上層清液，向其中通入二氧化碳（或加入碳酸鈉溶液），如變渾濁（有白色沉淀產(chǎn)生），表示石灰水過量．
故填：取上層清液，向其中通入二氧化碳（或加入碳酸鈉溶液），如變渾濁（有白色沉淀產(chǎn)生），表示石灰水過量．
（2）甲同學(xué)：設(shè)樣品中含有的碳酸鈉的質(zhì)量為x，
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，
106                                      44
x                                       4.40g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{4.40g}$，
 x=10.6g，
樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{10.6g}{16.40g}$×100%=64.6%，
答：樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為64.6%．
乙同學(xué)：設(shè)樣品中含有的碳酸鈉的質(zhì)量為y，
Ca（OH）₂+Na₂CO₃=2NaOH+CaCO₃↓，
                      106                   100
                         y                   10.00g
$\frac{106}{y}$=$\frac{100}{10.00g}$，
y=10.6g，
樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{10.6g}{16.40g}$×100%=64.6%，
答：樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為64.6%．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．