Question

（2009?广元）某学生为测定实验室中一瓶因保存不善而部分变质的氢氧化钠中碳酸钠的质量分数，设计了如图所示的装置（图中铁架台已略去），实验在
27℃，l01kPa下进行，实验步骤如下：
①按图连接好装置；
②

检查装置气密性

；
③用天平准确称取氢氧化钠样品6g，放入A中试管内，向B中集气瓶内装满饱和二氧化碳水溶液；
④向分液漏斗中加入稀硫酸，打开活塞，让稀硫酸滴入试管中至过量，关闭活塞．反应结束后，量筒中收集到饱和二氧化碳水溶液220mL．
请回答下列问题：
（1）在实验步骤①～③之间，还缺少一个步骤，请将其补充在②后面的横线上．
（2）判断氢氧化钠发生变质的实验现象是

向氢氧化钠样品中滴加稀硫酸时产生气泡

，氢氧化钠变质的原因是

2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O

 （用化学方程式表示）．
（3）B中集气瓶盛装的是饱和二氧化碳水溶液而不是水，其理由是

CO₂能溶于水，而不溶于饱和的CO₂水溶液中

．
（4）判断步骤④中滴人的稀硫酸已过量的标志是

装置A中试管内没有气泡产生

．
（5）氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为

15.9%

（27℃，l01kPa下二氧化碳的密度为l.8g/L，二氧化碳的体积等于排出的饱和二氧化碳水溶液的体积）．
（6）要除去部分变质氢氧化钠中的碳酸钠，应将这种氢氧化钠样品溶于水配成溶液，然后向溶液中加适量的

Ba（OH）₂

，充分反应后过滤、蒸干滤液，就能得到比较纯净的氢氧化钠固体．反应方程式为

Ba（OH）₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaOH

．

Answer 1

分析：（1）该实验是测量生成的气体的量的大小，所以要求气密性较好．
（2）氢氧化钠如果变质会生成碳酸钠，加稀硫酸能产生二氧化碳气体．
（3）根据实验目的“通过测二氧化碳的体积来计算药品中碳酸钠的含量”进行分析，
（4）证明过量，实际就是证明碳酸钠反应完全．
（5）量筒中收集到饱和二氧化碳水溶液220mL即为反应生成的二氧化碳的体积，由此，生成二氧化碳的质量为：220 mL/1000×1.8 g/L=0.396 g．根据二氧化碳的质量及反应的化学方程式便可求出碳酸钠的质量，就能得出样品中碳酸钠的质量分数．
（6）根据除杂的原则：不增加新的杂质、不减少要保留的物质，能生成主要物质是最理想的；结合物质的化学性质和实验分离常用方法进行综合分析解答．

解答：解：（1）该装置要求气密性良好，才能准确测量出二氧化碳的体积，所以实验前应先检查装置的气密性．
（2）氢氧化钠是碱，可以和空气中的二氧化碳反应，生成碳酸钠而变质，若变质生成的碳酸钠与稀硫酸会生成二氧化碳气体．
（3）本题的实验目的是通过测二氧化碳的体积来计算药品中碳酸钠的含量，所以必须保证二氧化碳的准确性，因为二氧化碳可以溶于水，所以用饱和的二氧化碳水溶液，可以避免二氧化碳的减少．
（4）证明硫酸过量，即证明碳酸钠反应完，所以可以继续滴一滴硫酸，没有气泡产生．
（5）解：生成二氧化碳的质量为：

220

1000

L×1.8 g/L=0.396 g
设样品中含碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O
106                44
x                 0.396g

106

x

=

44

0.396g

，
解之得：x=0.954g
∴样品中碳酸钠的质量分数=

0.954g

6g

×100%=15.9%
（6）氢氧化钠溶液变质后就是碳酸钠，氢氧化钙可以和碳酸钠发生反应，生成碳酸钙沉淀．故要除掉部分变质的氢氧化钠溶液中的杂质，可以加入Ba（OH）₂溶液，过滤出反应生成的BaCO₃；
故答案为：（1）检查装置气密性
（2）向氢氧化钠样品中滴加稀硫酸时产生气泡  2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O
（3）CO₂能溶于水，而不溶于饱和的CO₂水溶液中
（4）装置A中试管内没有气泡产生
（5）15.9%
（6）Ba（OH）₂或Ca（OH）₂ Ba（OH）₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaOH或Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH

点评：本题是一道相当综合的试题，试题以氢氧化钠在空气中变质为切入点，将初中两种重要的物质的化学性质进行了考查，同时涉及了装置的连接、根据化学方程式的计算和实验过程的探究等．是一道综合性较强的题目．