6.實(shí)驗(yàn)室有一瓶長(zhǎng)期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體樣品,觀察發(fā)現(xiàn),樣品表面有白色粉末.某興趣小組的同學(xué)對(duì)該樣品的成分及含量進(jìn)行了探究.
【提出問(wèn)題1】該樣品中含有哪些物質(zhì)?
【提出猜想】通過(guò)分析,提出如下猜想:
猜想Ⅰ:已完全變質(zhì),該樣品中只含Na
2CO
3;
猜想Ⅱ:部分變質(zhì),該樣品中含有NaOH和Na
2CO
3.
(1)則NaOH變質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO
2+2NaOH=Na
2CO
3+H
2O.
【查閱資料】
①堿性的Na
2CO
3溶液可以與中性的CaCl
2溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng).
②二氧化碳在飽和的碳酸氫鈉溶液中幾乎不溶解,在27℃、101kPa時(shí)的密度為1.8g•L
-1.
【實(shí)驗(yàn)探究1】
(2)為確定該樣品的成分,小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案,請(qǐng)你一起完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告.
實(shí)驗(yàn)操作 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
(a)取少量樣品溶于水,加入過(guò)量的氯化鈣溶液; | 有白色沉淀產(chǎn)生 | 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl |
(b)靜置,向?qū)⑸鲜龇磻?yīng)后的混合液過(guò)濾,取濾液加入酚酞試液. | 溶液變紅色 | 證明猜想Ⅱ成立 |
【提出問(wèn)題2】如何測(cè)量該部分變質(zhì)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?
【實(shí)驗(yàn)探究2】
小紅同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的裝置(鐵架臺(tái)略去),在27℃、101kPa下按下列步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
①按圖連接好裝置;
②用托盤(pán)天平準(zhǔn)確稱(chēng)取該樣品2g,放入A中試管內(nèi),向B中集氣瓶中倒入X溶液至瓶頸處;
③向分液漏斗中加入稀硫酸,打開(kāi)活塞,讓稀硫酸滴入試管中至過(guò)量,關(guān)閉活塞.反應(yīng)結(jié)束后,量筒中收集到X溶液220mL.
(3)在實(shí)驗(yàn)步驟①和②之間,還缺少一實(shí)驗(yàn)步驟,該實(shí)驗(yàn)步驟是檢查裝置的氣密性.
(4)B中集氣瓶盛裝的X溶液應(yīng)為飽和碳酸氫鈉溶液.
(5)試管中原有的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有(選填“有”或“沒(méi)有”)明顯影響.
(6)變質(zhì)氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48%(精確至1%).
【提出問(wèn)題3】怎樣提純?cè)摌悠返玫捷^純凈的氫氧化鈉固體?
【實(shí)驗(yàn)探究3】
為了得到較純凈的氫氧化鈉固體,小亮明設(shè)計(jì)了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)流程.
(7)操作②的名稱(chēng)是過(guò)濾,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.
(8)該實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na
2CO
3+Ca(OH)
2=CaCO
3↓+2NaOH.
(9)最終所得氫氧化鈉固體的質(zhì)量變質(zhì)樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量大于(選填“大于”、“等于”或“小于”).
【反思與交流】
(10)敞口放置的氫氧化鈉溶液容易變質(zhì),所以試劑瓶要用橡皮塞密封保存.
(11)通過(guò)本題,你學(xué)會(huì)了定性檢驗(yàn)氫氧化鈉的變質(zhì)、定量測(cè)定變質(zhì)后某成分的含量,以及除雜提純物質(zhì).為了得到可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,探究過(guò)程中你需要思考問(wèn)題有①②④⑤⑥(填數(shù)字序號(hào));
①選擇試劑種類(lèi) ②確定試劑用量 ③試劑產(chǎn)地
④實(shí)驗(yàn)裝置與步驟的設(shè)計(jì) ⑤實(shí)驗(yàn)安全環(huán)保 ⑥測(cè)量中減少誤差
(12)【實(shí)驗(yàn)探究1】中的檢驗(yàn)和【實(shí)驗(yàn)探究3】中的除雜都將碳酸鈉進(jìn)行了轉(zhuǎn)化,但二者目的不同,它們分別是檢驗(yàn)中將碳酸鈉轉(zhuǎn)化為氯化鈉,以排除對(duì)氫氧化鈉檢驗(yàn)的干擾、除雜中是將碳酸鈉轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品氫氧化鈉.