Question

3．燒堿的用途很廣，工業(yè)上制得的燒堿中常含有雜質(zhì)碳酸鈉，某化學(xué)興趣小組同學(xué)對(duì)購(gòu)買的燒堿成分和純度測(cè)定展開了討論與探究．
（1）為檢驗(yàn)燒堿中是否含有碳酸鈉，同學(xué)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(xué)們認(rèn)為該方法無(wú)法檢驗(yàn)，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(shí)無(wú)氣泡產(chǎn)生，原因是NaOH+HCl=NaCl+H₂O （用化學(xué)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(cè)定燒堿的純度
實(shí)驗(yàn)原理：利用Na₂CO₃與稀H₂SO₄反應(yīng)產(chǎn)生CO₂，通過(guò)測(cè)定CO₂的質(zhì)量，確定樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，從而計(jì)算樣品的純度．

①學(xué)們根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)了如圖的實(shí)驗(yàn)（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(yīng)前和停止反應(yīng)后，都要通入過(guò)量的空氣．反應(yīng)前通空氣的目的是排出裝置中的CO₂．停止反應(yīng)后，若不再通入空氣，則測(cè)得工業(yè)燒堿的純度將偏高（填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”）．
③若撤去C裝置，則測(cè)得工業(yè)燒堿的純度將偏低（填“偏高”“偏低”或“無(wú)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(jìn)入D裝置．
⑤現(xiàn)取50克樣品，按照?qǐng)D中正確的實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定，待無(wú)氣泡產(chǎn)生時(shí)，稱得C裝置增重0.6克，D裝置增重2.2克，試通過(guò)計(jì)算，推測(cè)樣品中燒堿的純度？（有計(jì)算過(guò)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(guò)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(jìn)行解答；
方案二：根據(jù)鹽酸要先與氫氧化鈉反應(yīng)進(jìn)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(yīng)產(chǎn)生白色沉淀進(jìn)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(jìn)行解答；
②根據(jù)通入空氣的目的是排出裝置中的CO₂進(jìn)行解答；
③根據(jù)濃硫酸具有吸水性，能除去二氧化碳?xì)怏w中的水蒸氣進(jìn)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(jìn)入D裝置進(jìn)行解答；
⑤根據(jù)D裝置增重2.2克是生成二氧化碳的質(zhì)量進(jìn)行解答；
⑥根據(jù)氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉進(jìn)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(yàn)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(yīng)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(shí)無(wú)氣泡產(chǎn)生，化學(xué)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(yīng)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(jì)算出的碳酸鈉的質(zhì)量較小，則測(cè)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?xì)怏w中的水蒸氣，所以若撤去C裝置，使得計(jì)算出的碳酸鈉的質(zhì)量偏大，則測(cè)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(jìn)入D裝置；故填：防止空氣中的水和二氧化碳進(jìn)入D裝置；
⑤設(shè)碳酸鈉的質(zhì)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(yīng)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(diǎn)評(píng) 解答這類題目時(shí)，首先，賞析問題情景，找到實(shí)驗(yàn)探究的反應(yīng)原理，弄清個(gè)裝置的作用；再根據(jù)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理，分析推斷出該物質(zhì)的組成成分，然后得出所要探究的物質(zhì)中該成分的組成．