Question

18．實(shí)驗(yàn)室里有一瓶長(zhǎng)期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體，某化學(xué)興趣小組對(duì)其進(jìn)行了如下探究．
（1）確定固體的成分．
【提出猜想】
猜想Ⅰ：固體中只含碳酸鈉； 猜想Ⅱ：固體中只含氫氧化鈉；
猜想Ⅲ：固體中含有碳酸鈉和氫氧化鈉．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取少量固體溶于水，加入過量的氯化鋇溶液；	產(chǎn)生白色沉淀	猜想Ⅲ成立
②將上述反應(yīng)后的混合液過濾，取少量濾液，加入無色酚酞試液．	酚酞試液變紅色

（2）測(cè)定固體中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【查閱資料】二氧化碳幾乎不溶于飽和碳酸氫鈉溶液中．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】取2g固體，在25℃、101kPa下用圖1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，步驟如下：
①連接好裝置并檢查氣密性；
②裝入藥品，通過分液漏斗滴加足量稀硫酸后，關(guān)閉分液漏斗活塞；③充分反應(yīng)后，恢復(fù)至25℃、101kPa，量筒中液體的體積為220mL．
【實(shí)驗(yàn)分析】
①裝置B中的飽和碳酸氫鈉溶液不能用水代替，原因是二氧化碳能夠溶于水．
②充分反應(yīng)后，裝置A中殘留的二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否有明顯影響？沒有（選填“有”或“沒有”）．
③已知在25℃、101kPa下二氧化碳的密度為1.8g/L，則固體中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為47.7%（結(jié)果保留至0.1%）．
（3）除去固體中的碳酸鈉．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)流程如圖2：

【實(shí)驗(yàn)分析】該流程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO₃+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+2NaOH．操作①、②、③均需用到的一種儀器是玻璃棒．

Answer 1

分析 （1）【提出猜想】根據(jù)氫氧化鈉能和空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水進(jìn)行分析；
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】根據(jù)氯化鋇溶液顯中性，能和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉進(jìn)行分析；
根據(jù)氫氧化鈉溶液顯堿性，能使酚酞試液變紅色進(jìn)行分析；
（2）【實(shí)驗(yàn)分析】①根據(jù)二氧化碳能夠溶于水進(jìn)行分析；
根據(jù)二氧化碳的體積、密度可以計(jì)算二氧化碳的質(zhì)量；
根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可以計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)一步可以計(jì)算固體中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）【實(shí)驗(yàn)分析】根據(jù)碳酸鈉能和氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氫氧化鈉進(jìn)行分析；
根據(jù)玻璃棒的用途有攪拌、引流、轉(zhuǎn)移物質(zhì)等進(jìn)行分析．

解答 解：（1）固體中可能只含碳酸鈉，也可能只含氫氧化鈉，也可能含有碳酸鈉和氫氧化鈉；
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下表所示：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取少量固體溶于水，加入過量的氯化鋇溶液；	產(chǎn)生白色沉淀	猜想Ⅲ成立
②將上述反應(yīng)后的混合液過濾，取少量濾液，加入無色酚酞試液．	酚酞試液變紅色

（2）①裝置B中的飽和碳酸氫鈉溶液不能用水代替，原因是：二氧化碳能夠溶于水；
②因?yàn)檠b置中的空氣中含有二氧化碳，因此充分反應(yīng)后，裝置A中殘留的二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有明顯影響；
③設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x，
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，
 106                 44
  x              1.8g/L×0.22L
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{1.8g/L×0.22L}$
x=0.954g
則固體中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.954g}{2g}$×100%=47.7%；
（3）該流程中，加入的適量溶液可以是氫氧化鋇溶液，氫氧化鋇和碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+2NaOH；
操作①中需要用玻璃棒攪拌，②中需要用玻璃棒引流，③中需要用玻璃棒攪拌，因此均需用到的一種儀器是玻璃棒．
故答案為：（1）碳酸鈉和氫氧化鈉；

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取少量固體溶于水，加入過量的氯化鋇溶液；	產(chǎn)生白色沉淀	猜想Ⅲ成立
②將上述反應(yīng)后的混合液過濾，取少量濾液，加入無色酚酞試液．	酚酞試液變紅色

（2）二氧化碳能夠溶于水；
沒有；
47.7%；
（3）Na₂CO₃+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+2NaOH，玻璃棒．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．