15.實驗室有一瓶長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體樣品,觀察發(fā)現,樣品表面有白色粉末.某興趣小組的同學對該樣品的成分及含量進行了探究.
【提出問題1】該樣品中含有哪些物質?
【提出猜想】通過分析,提出如下猜想:
猜想Ⅰ:已完全變質,該樣品中只含Na
2CO
3;
猜想Ⅱ:部分變質,該樣品中含有NaOH和Na
2CO
3.
則NaOH變質反應的化學方程式為CO
2+2NaOH=Na
2CO
3+H
2O.
【查閱資料】
CO
2在飽和碳酸氫鈉溶液中幾乎不溶解.
【實驗探究1】為確定該樣品的成分,小明設計了如下實驗方案,請你完成下列實驗報告.
實驗操作 | 實驗現象 | 實驗結論 |
①取少量樣品溶于水,加入過量的氯化鈣溶液 | 有白色沉淀產生 | 該反應的化學方程式:Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl |
②將上述反應后的混合物過濾,取濾液,加入酚酞試液 | 溶液變紅色 | 證明猜想Ⅱ正確 |
【提出問題2】如何測量該部分變質樣品中碳酸鈉的質量分數?
【實驗探究2】小紅同學設計如圖所示裝置(鐵架臺略去),實驗在27℃、101kPa下進行,步驟如下:
①按圖1連接好裝置;
②用托盤天平準確稱取該樣品2g,放入A中試管內,向B中集氣瓶中倒入飽和碳酸氫鈉溶液至瓶頸處;
③向分液漏斗中加入稀硫酸,打開活塞,讓稀硫酸滴入試管中至過量,關閉活塞.反應結束后,量筒中收集到飽和碳酸氫鈉溶液220mL.
請回答下列問題:
(1)在實驗步驟①和②之間,還缺少一實驗步驟,該實驗步驟是檢查裝置的氣密性;
(2)B中集氣瓶盛放的飽和碳酸氫鈉溶液不能用水代替,其理由是避免二氧化碳溶解在水里而損耗,造成測定結果偏低;
(3)試管中原有的空氣對實驗結果是否有明顯影響?沒有(填“有”或“沒有”);
(4)變質氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質量分數為48%.(在27℃、101kPa時二氧化碳的密度為1.8g/L)(計算結果精確至1%)
【提出問題3】怎樣提純該樣品得到純凈的氫氧化鈉固體?
【實驗探究3】為得到純凈的氫氧化鈉固體,小亮設計了如圖2所示的實驗流程.
請回答下列問題:
(1)操作①、②、③的名稱分別為溶解、過濾、蒸發(fā),為了使樣品充分溶解,操作①中還要用到的玻璃儀器是玻璃棒;
(2)該實驗中發(fā)生反應的化學方程式為Na
2CO
3+Ca(OH)
2=CaCO
3↓+2NaOH;
(3)最終所得氫氧化鈉固體質量大于變質后樣品中氫氧化鈉的質量(填“小于”“等于”或“大于”).
【實驗反思】
(1)通過本題,你學會了定性檢驗氫氧化鈉的變質、定量測定變質樣品中某成分的含量以及除雜提純物質.為了得到可靠的實驗結果,探究過程中你需要思考的問題有①②④⑤⑥(填數字序號);
①選擇試劑種類 ②確定試劑用量 ③試劑產地
④實驗裝置與步驟的設計 ⑤實驗安全環(huán)保 ⑥測量中減少誤差
(2)實驗探究1中的檢驗和實驗探究3中的除雜都將碳酸鈉進行了轉化,但二者目的不同,分別是檢驗中將碳酸鈉轉化為氯化鈉,以排除對氫氧化鈉檢驗的干擾、除雜中是將碳酸鈉轉化為產品氫氧化鈉.