Question

（18分）工業(yè)燒堿（NaOH）具有較好的殺菌消毒作用且廉價易得，但工業(yè)燒堿中常含有雜質(zhì)碳酸鈉。某化學(xué)學(xué)習(xí)小組同學(xué)圍繞工業(yè)燒堿展開系列研究。

探究一：工業(yè)燒堿中是否含有碳酸鈉

【查閱資料】碳酸鈉和氯化鈣能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。

小紅指出可選用下列實驗藥品來探究：稀鹽酸、酚酞試液、CaCl2溶液。

（1）小組同學(xué)經(jīng)過討論后，一致認(rèn)為使用 藥品不能達到探究目的，理由是 。

（2）請根據(jù)選用的實驗藥品完成下列實驗報告：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量工業(yè)燒堿樣品配成溶液后，滴加過量		工業(yè)燒堿中含有碳酸鈉，產(chǎn)生實驗現(xiàn)象的化學(xué)方程式： 。

探究二：測定工業(yè)燒堿樣品的純度

小組同學(xué)利用下圖所示裝置測定工業(yè)燒堿樣品的純度（固定裝置省略）

【實驗步驟】

①按圖連接裝置，并檢查裝置的氣密性；

②稱量一定量的燒堿樣品和干燥管C的質(zhì)量；

③打開彈簧夾K，鼓入N2一段時間；

④接入裝置C、D，關(guān)閉彈簧夾K，裝置A中加入稀硫酸，至不再產(chǎn)生氣泡為止；

⑤重復(fù)步驟③操作，至干燥管C質(zhì)量不再增加。

試回答下列相關(guān)問題：

（1）裝置B中濃硫酸的作用是 ；已知堿石灰的主要成分是CaO和NaOH，則裝置D的作用是 。

（2）步驟③操作的目的是 ；如果步驟⑤沒有重復(fù)步驟③的操作，則測定燒堿樣品的純度將 （選填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。

（3）步驟⑤中干燥管C質(zhì)量不再增加，說明 ，寫出NaOH與生成的氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

（4）下列操作會影響到測量結(jié)果的是 （填序號）。

A．把稀硫酸改為稀鹽酸 B．稀硫酸過量

C．鼓入N2時間較長 D．省略裝置D

 

Answer 1

探究活動一（1）酚酞試液（1分） NaOH和Na2CO3的水溶液都呈堿性都能使無色酚酞變紅色(2分) （2）稀鹽酸（或CaCl2溶液） 產(chǎn)生氣泡（或沉淀） Na2CO3 +2HCl = 2NaCl + H2O +CO2↑（或CaCl2+ Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaCl）（方程式3分，其余1分）

探究活動二（1）吸收水分 防止空氣中的水分和二氧化碳進入裝置C中，影響測量結(jié)果

（2）把裝置A、B中含有二氧化碳的空氣排盡，以免影響測量結(jié)果 偏高（各1分）

（3）生成的二氧化碳已完全被吸收（1分） 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O （3分）

（4）AD （2分）

【解析】

試題分析：探究一：（1）氫氧化鈉和碳酸鈉的溶液都呈堿性，都可使酚酞試液變紅。所以不能用酚酞試液。

（2）碳酸鈉可與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，會觀察到有氣泡生成。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2CO3 +2HCl = 2NaCl + H2O +CO2↑（氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)無現(xiàn)象）

氯化鈣可與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，會觀察到有白色沉淀生成；反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCl2+ Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaCl（氫氧化鈉不與氯化鈣反應(yīng)） 可據(jù)此回答。

探究二：測定工業(yè)燒堿樣品的純度

（1）樣品中的碳酸鈉與稀硫酸反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w，C裝置中的藥品可與生成的二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)，進一步測出其質(zhì)量。再利用二氧化碳的質(zhì)量計算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量。A中生成的二氧化碳?xì)怏w會從溶液中帶出一部分水蒸氣，如進入C裝置會使測得的二氧化碳的質(zhì)量變大；因此裝置B中濃硫酸的作用是吸收氣體中的水蒸氣；則裝置D的作用是防止空氣中的二氧化碳?xì)怏w和水蒸氣進入裝置C中，影響測量結(jié)果。

（2）步驟③操作的目的是用通入的氮氣把裝置A、B中含有二氧化碳的空氣排盡，以免影響測量結(jié)果；如果步驟⑤沒有重復(fù)步驟③的操作，則可能會使一部分二氧化碳?xì)怏w沒有進入D裝置，使計算出的碳酸鈉的質(zhì)量減小，從而使測定燒堿樣品的純度將偏高。

（3）步驟⑤中干燥管C質(zhì)量不再增加，說明生成的二氧化碳已完全被吸收，寫出NaOH與生成的氣體二氧化碳反應(yīng)會生成碳酸和水，化學(xué)方程式為：2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O。

（4）A．鹽酸有一定的揮發(fā)性，如進入C裝置會發(fā)生反應(yīng)，從而使測定的碳酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變大，即氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變小。B．稀硫酸過量能讓樣品中的碳酸全部反應(yīng)，對結(jié)果無影響。C．鼓入N2時間較長可使生成的二氧化碳?xì)怏w全部進入C裝置，能使結(jié)果更準(zhǔn)確。D．省略裝置D會使一部分空氣進入裝置C，則使測定的碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變大，氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變小。

考點：碳酸鈉的性質(zhì)、科學(xué)探究題