Question

3．燒堿的用途很廣，工業(yè)上制得的燒堿中常含有雜質碳酸鈉，某化學興趣小組同學對購買的燒堿成分和純度測定展開了討論與探究．
（1）為檢驗燒堿中是否含有碳酸鈉，同學們提出不同方案．
方案一：配成溶液，向其中滴加酚酞試液．同學們認為該方法無法檢驗，原因是兩種溶液都呈堿性．
方案二，配成溶液，向其中慢慢滴加稀鹽酸，大家發(fā)現(xiàn)，剛開始滴加時無氣泡產(chǎn)生，原因是NaOH+HCl=NaCl+H₂O （用化學方程式表示）．
方案三：配成溶液，向其中滴加一種鹽的溶液，可以證明含有碳酸鈉，該溶液是BaCl₂、（或CaCl₂、Ca（NO₃）₂等）．
（2）測定燒堿的純度
實驗原理：利用Na₂CO₃與稀H₂SO₄反應產(chǎn)生CO₂，通過測定CO₂的質量，確定樣品中碳酸鈉的質量，從而計算樣品的純度．

①學們根據(jù)實驗原理，設計了如圖的實驗（固定裝置省略），裝置A的作用是除去空氣中的CO₂．
②B裝置中樣品在與稀硫酸反應前和停止反應后，都要通入過量的空氣．反應前通空氣的目的是排出裝置中的CO₂．停止反應后，若不再通入空氣，則測得工業(yè)燒堿的純度將偏高（填“偏高”“偏低”或“無影響”）．
③若撤去C裝置，則測得工業(yè)燒堿的純度將偏低（填“偏高”“偏低”或“無影響”）．
④D、E中都放入堿石灰，其中，E中堿石灰的作用是防止空氣中的水和二氧化碳進入D裝置．
⑤現(xiàn)取50克樣品，按照圖中正確的實驗方法測定，待無氣泡產(chǎn)生時，稱得C裝置增重0.6克，D裝置增重2.2克，試通過計算，推測樣品中燒堿的純度？（有計算過程，精確到0.1%）
⑥反思：若用上面的燒堿配制氫氧化鈉溶液，需除去其中的碳酸鈉，除去的方法很多，比如，向該樣品配制的溶液中加入適量Ca（OH）₂ 溶液，過濾，即得到氫氧化鈉溶液．

Answer 1

分析 （1）方案一：根據(jù)氫氧化鈉和碳酸鈉溶液都呈堿性進行解答；
方案二：根據(jù)鹽酸要先與氫氧化鈉反應進行解答；
方案三：根據(jù)碳酸鈉能和氯化鋇溶液、氯化鈣溶液、硝酸鈣溶液等反應產(chǎn)生白色沉淀進行解答；
（2）①根據(jù)空氣中含有二氧化碳，氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳進行解答；
②根據(jù)通入空氣的目的是排出裝置中的CO₂進行解答；
③根據(jù)濃硫酸具有吸水性，能除去二氧化碳氣體中的水蒸氣進行解答；
④根據(jù)E中堿石灰的作用是防止空氣中的水和二氧化碳進入D裝置進行解答；
⑤根據(jù)D裝置增重2.2克是生成二氧化碳的質量進行解答；
⑥根據(jù)氫氧化鈣和碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉進行解答．

解答 解：（1）方案一：氫氧化鈉和碳酸鈉溶液都呈堿性，所以不能用酚酞試液檢驗是否含有碳酸鈉；故填：兩種溶液都呈堿性；
方案二：鹽酸要先與氫氧化鈉反應生成氯化鈉和水，所以配成溶液，向其中慢慢滴加稀鹽酸，大家發(fā)現(xiàn)剛開始滴加時無氣泡產(chǎn)生，化學方程式為NaOH+HCl=NaCl+H₂O；故填：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
方案三：碳酸鈉能和氯化鋇溶液、氯化鈣溶液、硝酸鈣溶液等反應產(chǎn)生白色沉淀，所以配成溶液，向其中滴加BaCl₂、CaCl₂、Ca（NO₃）₂ 等的溶液，可以證明含有碳酸鈉；故填：BaCl₂、（或CaCl₂、Ca（NO₃）₂ 等）；
（2）①空氣中含有二氧化碳，氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳，所以裝置A的作用是除去空氣中的CO₂；故填：除去空氣中的CO₂；
②通入空氣的目的是排出裝置中的CO₂；若不再通入空氣，裝置中有剩余二氧化碳，使得計算出的碳酸鈉的質量較小，則測得工業(yè)燒堿的純度將偏高；故填：排出裝置中的CO₂；偏高；
③濃硫酸具有吸水性，能除去二氧化碳氣體中的水蒸氣，所以若撤去C裝置，使得計算出的碳酸鈉的質量偏大，則測得工業(yè)燒堿的純度將偏低；故填：偏低；
④E中堿石灰的作用是防止空氣中的水和二氧化碳進入D裝置；故填：防止空氣中的水和二氧化碳進入D裝置；
⑤設碳酸鈉的質量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                                            44
x                                                2.2g
$\frac{106}{x}=\frac{44}{2.2g}$
x=5.3g
樣品中燒堿的純度=$\frac{50g-5.3g}{50g}×100%$=89.4%
答：樣品中燒堿的純度為89.4%
⑥氫氧化鈣和碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，所以可用氫氧化鈣溶液除去碳酸鈉．故填：Ca（OH）₂．

點評 解答這類題目時，首先，賞析問題情景，找到實驗探究的反應原理，弄清個裝置的作用；再根據(jù)實驗的反應原理，分析推斷出該物質的組成成分，然后得出所要探究的物質中該成分的組成．