Question

18．實驗室里有一瓶長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體，某化學興趣小組對其進行了如下探究．
（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．
【進行實驗】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
①取少量固體溶于水，加入過量的氯化鋇溶液；	產生白色沉淀	猜想Ⅲ成立
②將上述反應后的混合液過濾，取少量濾液，加入無色酚酞試液．	酚酞試液變紅色

（2）測定固體中碳酸鈉的質量分數(shù)．
【查閱資料】二氧化碳幾乎不溶于飽和碳酸氫鈉溶液中．
【進行實驗】取2g固體，在25℃、101kPa下用圖1所示裝置進行實驗，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，關閉分液漏斗活塞；③充分反應后，恢復至25℃、101kPa，量筒中液體的體積為220mL．
【實驗分析】
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充分反應后，裝置A中殘留的二氧化碳對實驗結果是否有明顯影響？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量分數(shù)為47.7%（結果保留至0.1%）．
（3）除去固體中的碳酸鈉．
【進行實驗】實驗流程如圖2：

【實驗分析】該流程中發(fā)生反應的化學方程式為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】根據氫氧化鈉能和空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水進行分析；
【進行實驗】根據氯化鋇溶液顯中性，能和碳酸鈉反應生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉進行分析；
根據氫氧化鈉溶液顯堿性，能使酚酞試液變紅色進行分析；
（2）【實驗分析】①根據二氧化碳能夠溶于水進行分析；
根據二氧化碳的體積、密度可以計算二氧化碳的質量；
根據二氧化碳的質量可以計算碳酸鈉的質量，進一步可以計算固體中碳酸鈉的質量分數(shù)；
（3）【實驗分析】根據碳酸鈉能和氫氧化鋇反應生成碳酸鋇沉淀和氫氧化鈉進行分析；
根據玻璃棒的用途有攪拌、引流、轉移物質等進行分析．

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；
【進行實驗】實驗步驟、實驗現(xiàn)象和實驗結論如下表所示：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
①取少量固體溶于水，加入過量的氯化鋇溶液；	產生白色沉淀	猜想Ⅲ成立
②將上述反應后的混合液過濾，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因為裝置中的空氣中含有二氧化碳，因此充分反應后，裝置A中殘留的二氧化碳對實驗結果沒有明顯影響；
③設碳酸鈉的質量為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量分數(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的化學方程式為：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；

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
①取少量固體溶于水，加入過量的氯化鋇溶液；	產生白色沉淀	猜想Ⅲ成立
②將上述反應后的混合液過濾，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．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．