某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對(duì)一瓶敞口放置的氫氧化鈉產(chǎn)生了興趣,甲乙兩組同學(xué)圍繞這瓶氫氧化鈉進(jìn)行了一系列的探究活動(dòng).
【提出問(wèn)題】①氫氧化鈉是否完全變質(zhì)②樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?
【查閱資料】①氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水
②向氫氧化鈉和碳酸鈉混合物中加入鹽酸時(shí),鹽酸先與氫氧化鈉反應(yīng),再與碳酸鈉反應(yīng);
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)一:探究氫氧化鈉固體的變質(zhì)情況
①取少量該固體樣品置于試管中,向其中加入稀鹽酸,發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生,說(shuō)明該樣品中含有碳酸鈉,由此可確定該固體已發(fā)生變質(zhì).則反應(yīng)方程式為
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
.
②為探究該固體中是否還有未變質(zhì)的氫氧化鈉,同學(xué)們又進(jìn)行了如下表所示的實(shí)驗(yàn).請(qǐng)將下表填寫完整.
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
| 實(shí)驗(yàn)操作 |
現(xiàn)象 |
結(jié)論或化學(xué)方程式 |
除去碳酸鈉 |
取少量該固體樣品溶于水配成溶液,滴加適量的氯化鈣溶液, 充分反應(yīng)后過(guò)濾 |
白色沉淀 白色沉淀 |
有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓ Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓ |
檢驗(yàn)是否含有氫氧化鈉 |
向過(guò)濾后的濾液中滴入 酚酞試液 酚酞試液 |
變紅 變紅 |
該樣品中含有氫氧化鈉 |
實(shí)驗(yàn)二:測(cè)定其中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
【設(shè)計(jì)方案】
①甲組同學(xué):稱取16.40g樣品,放入過(guò)量的鹽酸直到反應(yīng)停止,共收集到4.40g二氧化碳.(設(shè)計(jì)思路:根據(jù)樣品與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量求出碳酸鈉的質(zhì)量,再計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù).)
②乙組同學(xué):稱取16.40g樣品,加水配成溶液,向溶液中加入過(guò)量的澄清石灰水.過(guò)濾、洗滌、干燥,共得到白色沉淀10.00g.(設(shè)計(jì)思路:根據(jù)樣品與石灰水反應(yīng)生成沉淀碳酸鈣的質(zhì)量,先求出碳酸鈉的質(zhì)量,再計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù).)
【解決問(wèn)題】根據(jù)兩組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,請(qǐng)你幫助他們計(jì)算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù):
設(shè)碳酸鈉質(zhì)量為x
Na
2CO
3+2HCl=2NaCl+H
2O+CO
2↑
106 44
x 4.4g
=x=10.6g
樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=
×100%=64.6%
答:樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)64.6%.
設(shè)碳酸鈉質(zhì)量為x
Na
2CO
3+2HCl=2NaCl+H
2O+CO
2↑
106 44
x 4.4g
=x=10.6g
樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=
×100%=64.6%
答:樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)64.6%.
.(任選一組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,寫出過(guò)程)
【交流與反思】
(1)在交流時(shí),老師問(wèn)同學(xué)們“能否用上述實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)計(jì)算出樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)”,甲乙兩組的同學(xué)都一致認(rèn)為可以.但小明思考后,覺(jué)得甲、乙兩種方案都不妥,理由是:
樣品中有水,無(wú)法測(cè)出樣品的氫氧化鈉的質(zhì)量
樣品中有水,無(wú)法測(cè)出樣品的氫氧化鈉的質(zhì)量
小明又重新設(shè)計(jì)新方案:先用電子秤準(zhǔn)確稱取16.40g變質(zhì)的NaOH樣品放入錐形瓶中,用電子秤秤得錐形瓶及樣品的總質(zhì)量為51.40g,再把175.00g 7.3%稀鹽酸平均分成7份依次加入樣品中,每次充分反應(yīng)用電子秤秤得錐形瓶及所盛物質(zhì)的質(zhì)量,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下:
加入鹽酸的次數(shù) |
第一次 |
第二次 |
第三次 |
第四次 |
第五次 |
第六次 |
第七次 |
錐形瓶及所盛物質(zhì)的總質(zhì)量 |
76.40 |
101.40 |
126.40 |
151.40 |
174.20 |
197.00 |
222.00 |
(2)請(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
48.8%
48.8%
.(不要寫出計(jì)算過(guò)程)