氢氧化钠固体及溶液在空气中很容易发生变质生成碳酸钠

氢氧化钠固体及溶液在空气中很容易发生变质生成碳酸钠.

(1)甲同学在实验室里发现一瓶敞口放臵的氢氧化钠溶液,对其变质情况进行了如下探究.

【猜想与假设】该氢氧化钠溶液已部分变质.

【实验与结论】

实验步骤 实验现象 实验结论

a.取少量该溶液于一支试管中,加入足量的有白色沉淀该氢氧化钠溶液已

氯化钙溶液 生成 变质

b.将步骤a所得的液体静臵,取上层清液于酚酞试液变该氢氧化钠溶液已

另一支试管中,滴加无色酚酞试液 红 部分变质

【拓展探究】甲同学又尝试通过实验除去该氢氧化钠溶液中含有的碳酸钠,方案如下:

向该溶液中加入氢氧化钙,充分反应后,经过滤,即可除去该氢氧化钠溶液中含有的杂质.

(2)乙同学在实验室里发现少量部分变质的氢氧化钠固体,尝试通过实验测定其中碳酸钠的质量分数.

(3)【设计和进行实验】乙同学设计了如图所示的实验装臵(铁架台、铁夹等固定用装臵已略去,碱石灰是固体氢氧化钠和生石灰的混合物).取10.0g待测样品,进行实验.实验步骤如下:

a.连接好装臵,并检查气密性;

b.打开弹簧夹,缓缓通入一段时间空气;

c.称量装臵D的质量为83.4g;

d.关闭弹簧夹,慢慢滴加Y溶液,至不再产生气泡为止;

e.打开弹簧夹,再次缓缓通入一段时间空气;

f.再次称量装臵D的质量为84.5g.

(4)【交流讨论】

①试剂X、Y、Z依次最适宜选用 (C)

A.氢氧化钠溶液 浓盐酸 浓硫酸 B.澄清石灰水 稀盐酸 稀硫酸

C.氢氧化钠溶液 稀硫酸 浓硫酸 D.浓硫酸 稀硫酸 氢氧化钠溶液

②步骤e中通入空气的作用是将B中产生的二氧化碳全部赶到D装臵中

③若没有装臵C,则会导致测定结果偏大

(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”,下同);若没有装臵E,则会导致测定结果偏大

考点:药品是否变质的探究;实验探究物质的组成成分以及含量;气体的净化(除杂);碱的化学性质;盐的化学性质.

分析:

(1)【实验与结论】主要看物质中是否含有碳酸钠,即测定碳酸根的存在,所以用钙离子来验证碳酸根的存在,并除去碳酸根离子,再利用酚酞试液测定氢氧根离子的存在即可;

【拓展探究】除杂质要根据加入的试剂只能与杂质反应,不能引入新的杂质考虑.

(2)①本题主要是根据D装臵中质量的增加量,就是生成的二氧化碳的质量,所以一开始要除去空气中二氧化碳,通过加入的试剂与碳酸钠反应生成二氧化碳,反应后还需除去二氧化碳中的水蒸气,最后将二氧化碳吸收;

②主要考虑反应完成后B中会存有很多的二氧化碳;

③没有C就会把水蒸气误认为是二氧化碳在进行分析;没有装臵E空气中二氧化碳和水会进入D装臵,再进一步进行分析.

【交流讨论】根据D装臵质量的增加量计算出生成的二氧化碳的质量,再利用方程式计算出碳酸钠的质量,再除以总质量即可.

解答:

解:(1)【实验与结论】根据实验结论:该氢氧化钠溶液已变质,说明其中已含有碳酸钠,所以要检验是否含有碳酸根即可,又因为第二步中需要检验是否含有氢氧根,而碳酸钠也显碱性,所以第一步加入的试剂不仅要验证出有碳酸根离子,还需要除去碳酸根离子,所以加入试剂氯化钙即可,因为氯化钙显中性,与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,氯化钠也显中性,所以加入氯化钙,如果有白色沉淀生成,说明有碳酸钠存在,即已经变质;将步骤a所得的液体静臵,取上层清液于另一支试管中,滴加酚酞试液,如果变红,说明溶液显碱性,即含有氢氧化钠,说明部分变质;

【拓展探究】除去碳酸钠主要是除去其中的碳酸根离子,可以用钙离子把碳酸根离子沉淀出来,又因为不能引入新的杂质,所以加入氢氧化钙就行,然后通过过滤将碳酸钙沉淀过滤出来;

(2)①A中试剂的作用主要是除去空气中的二氧化碳,所以用氢氧化钠溶液即可,B中加入的试剂主要是与碳酸钠反应生成二氧化碳,所以加入酸,不能是浓盐酸,可以是稀硫酸或稀盐酸;C中作用是除去混在二氧化碳中的水蒸气,所以用浓硫酸即可;

②由于反应结束后,B装臵中会含有很多二氧化碳,所以通过通入空气将B装臵中的二氧化碳排到D装臵中;

③若没有装臵C,会把水蒸气误认为是二氧化碳,导致二氧化碳质量偏多,通过计算得到的碳酸钠质量偏大,所以结果偏大;没有装臵E空气中二氧化碳和水会进入D装臵导致二氧化碳质量偏多,通过计算得到的碳酸钠质量偏大,所以结果偏大

④26.5%

点评:解答本题的关键是在验证变质的氢氧化钠中是否含有氢氧化钠时,不能直接用酚酞试液,因为碳酸钠也显碱性,应该先把碳酸钠除去后再加入酚酞试液;除杂质时加入的试剂只能与杂质反应,不能引入新的杂质;要理解该装臵图中每一步的用途.

氢氧化钠固体及溶液在空气中很容易发生变质生成碳酸钠.

(1)甲同学在实验室里发现一瓶敞口放臵的氢氧化钠溶液,对其变质情况进行了如下探究.

【猜想与假设】该氢氧化钠溶液已部分变质.

【实验与结论】

实验步骤 实验现象 实验结论

a.取少量该溶液于一支试管中,加入足量的有白色沉淀该氢氧化钠溶液已

氯化钙溶液 生成 变质

b.将步骤a所得的液体静臵,取上层清液于酚酞试液变该氢氧化钠溶液已

另一支试管中,滴加无色酚酞试液 红 部分变质

【拓展探究】甲同学又尝试通过实验除去该氢氧化钠溶液中含有的碳酸钠,方案如下:

向该溶液中加入氢氧化钙,充分反应后,经过滤,即可除去该氢氧化钠溶液中含有的杂质.

(2)乙同学在实验室里发现少量部分变质的氢氧化钠固体,尝试通过实验测定其中碳酸钠的质量分数.

(3)【设计和进行实验】乙同学设计了如图所示的实验装臵(铁架台、铁夹等固定用装臵已略去,碱石灰是固体氢氧化钠和生石灰的混合物).取10.0g待测样品,进行实验.实验步骤如下:

a.连接好装臵,并检查气密性;

b.打开弹簧夹,缓缓通入一段时间空气;

c.称量装臵D的质量为83.4g;

d.关闭弹簧夹,慢慢滴加Y溶液,至不再产生气泡为止;

e.打开弹簧夹,再次缓缓通入一段时间空气;

f.再次称量装臵D的质量为84.5g.

(4)【交流讨论】

①试剂X、Y、Z依次最适宜选用 (C)

A.氢氧化钠溶液 浓盐酸 浓硫酸 B.澄清石灰水 稀盐酸 稀硫酸

C.氢氧化钠溶液 稀硫酸 浓硫酸 D.浓硫酸 稀硫酸 氢氧化钠溶液

②步骤e中通入空气的作用是将B中产生的二氧化碳全部赶到D装臵中

③若没有装臵C,则会导致测定结果偏大

(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”,下同);若没有装臵E,则会导致测定结果偏大

考点:药品是否变质的探究;实验探究物质的组成成分以及含量;气体的净化(除杂);碱的化学性质;盐的化学性质.

分析:

(1)【实验与结论】主要看物质中是否含有碳酸钠,即测定碳酸根的存在,所以用钙离子来验证碳酸根的存在,并除去碳酸根离子,再利用酚酞试液测定氢氧根离子的存在即可;

【拓展探究】除杂质要根据加入的试剂只能与杂质反应,不能引入新的杂质考虑.

(2)①本题主要是根据D装臵中质量的增加量,就是生成的二氧化碳的质量,所以一开始要除去空气中二氧化碳,通过加入的试剂与碳酸钠反应生成二氧化碳,反应后还需除去二氧化碳中的水蒸气,最后将二氧化碳吸收;

②主要考虑反应完成后B中会存有很多的二氧化碳;

③没有C就会把水蒸气误认为是二氧化碳在进行分析;没有装臵E空气中二氧化碳和水会进入D装臵,再进一步进行分析.

【交流讨论】根据D装臵质量的增加量计算出生成的二氧化碳的质量,再利用方程式计算出碳酸钠的质量,再除以总质量即可.

解答:

解:(1)【实验与结论】根据实验结论:该氢氧化钠溶液已变质,说明其中已含有碳酸钠,所以要检验是否含有碳酸根即可,又因为第二步中需要检验是否含有氢氧根,而碳酸钠也显碱性,所以第一步加入的试剂不仅要验证出有碳酸根离子,还需要除去碳酸根离子,所以加入试剂氯化钙即可,因为氯化钙显中性,与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,氯化钠也显中性,所以加入氯化钙,如果有白色沉淀生成,说明有碳酸钠存在,即已经变质;将步骤a所得的液体静臵,取上层清液于另一支试管中,滴加酚酞试液,如果变红,说明溶液显碱性,即含有氢氧化钠,说明部分变质;

【拓展探究】除去碳酸钠主要是除去其中的碳酸根离子,可以用钙离子把碳酸根离子沉淀出来,又因为不能引入新的杂质,所以加入氢氧化钙就行,然后通过过滤将碳酸钙沉淀过滤出来;

(2)①A中试剂的作用主要是除去空气中的二氧化碳,所以用氢氧化钠溶液即可,B中加入的试剂主要是与碳酸钠反应生成二氧化碳,所以加入酸,不能是浓盐酸,可以是稀硫酸或稀盐酸;C中作用是除去混在二氧化碳中的水蒸气,所以用浓硫酸即可;

②由于反应结束后,B装臵中会含有很多二氧化碳,所以通过通入空气将B装臵中的二氧化碳排到D装臵中;

③若没有装臵C,会把水蒸气误认为是二氧化碳,导致二氧化碳质量偏多,通过计算得到的碳酸钠质量偏大,所以结果偏大;没有装臵E空气中二氧化碳和水会进入D装臵导致二氧化碳质量偏多,通过计算得到的碳酸钠质量偏大,所以结果偏大

④26.5%

点评:解答本题的关键是在验证变质的氢氧化钠中是否含有氢氧化钠时,不能直接用酚酞试液,因为碳酸钠也显碱性,应该先把碳酸钠除去后再加入酚酞试液;除杂质时加入的试剂只能与杂质反应,不能引入新的杂质;要理解该装臵图中每一步的用途.


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