Question

某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對一包因敞口放置已部分變質(zhì)的氫氧化鈉產(chǎn)生了興趣，想通過實驗測定其中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)，請你參與他們的探究過程．
【提出問題】：樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是多少
【知識準備】：
（1）氫氧化鈉不能敞口放置的原因是：

 

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（2）判斷氫氧化鈉是否變質(zhì)的方法之一是向樣品中加鹽酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

 

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（3）判斷氫氧化鈉是否變質(zhì)的另一種方法是將樣品溶于水，再向樣品中加澄清石灰水，看是否變渾濁，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

 

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（4）向氫氧化鈉和碳酸鈉混合物中加入鹽酸時，鹽酸先與氫氧化鈉反應(yīng)，再與碳酸鈉反應(yīng)；
【設(shè)計方案】：
甲組同學(xué)：稱取16.40g樣品，放入足量的鹽酸直到反應(yīng)停止，共收集到4.40g二氧化碳．（設(shè)計思路：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，再計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．）
乙組同學(xué)：稱取16.40g樣品，加水配成溶液，再溶液中加入過量的澄清石灰水．過濾、洗滌、干燥，共得到白色沉淀10.00g．（設(shè)計思路：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，再計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．）
【解決問題】：
乙組同學(xué)判斷石灰水是否過量的方法是

 

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【交流與反思】：
在交流時，老師問同學(xué)們“能否用上述實驗所得的數(shù)據(jù)計算出樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)”，甲、乙兩組的同學(xué)都一致認為可以．但小明思考后，覺得甲、乙兩種方案都不妥，理由是：

 

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Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,堿的化學(xué)性質(zhì),鹽的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：氫氧化鈉放置在空氣中易吸水而潮解，且有腐蝕性，因此在稱量此類藥品時應(yīng)使用小燒杯，又因為是強堿，能與酸性物質(zhì)或氣體發(fā)生反應(yīng)而變質(zhì)，因此應(yīng)密封保存．檢驗雜質(zhì)實際就是檢驗碳酸根離子，對于碳酸根離子的檢驗一可用鹽酸，能夠生成使澄清的石灰水變渾濁的氣體，第二種方法可以用氫氧化鈣溶液，因反應(yīng)生成難溶性碳酸鈣，因此會有白色沉淀產(chǎn)生．

解答：解：
【知識準備】：
（1）氫氧化鈉放置在空氣中易吸水而潮解，因為是強堿，所以能與酸性物質(zhì)或氣體發(fā)生反應(yīng)而變質(zhì)，如空氣中的二氧化碳，因此應(yīng)密封保存．故答案為：①防止氫氧化鈉吸水而潮解；②防止氫氧化鈉吸收二氧化碳而變質(zhì)．
（2）氫氧化鈉能與空氣中的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈉，因為變質(zhì)產(chǎn)物中含有碳酸根離子，因此檢驗是否發(fā)生變質(zhì)時就是檢驗碳酸根離子的存在，因此可采用滴加鹽酸試劑的方法，若變質(zhì)則有氣泡產(chǎn)生．因為是在堿性溶液中，酸和堿同時要發(fā)生中和反應(yīng)，因此答案為：NaOH+HCl═NaCl+H₂O，Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
（3）檢驗碳酸根離子存在的方法除上述之外，還可能滴加氫氧化鈣溶液的方法，因為碳酸根離子能與鈣離子反應(yīng)生成難溶的碳酸鈣而出現(xiàn)白色沉淀．所以答案為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
【解決問題】：
鈣離子的檢驗同樣可以用含碳酸根離子的溶液，如碳酸鈉來進行檢驗．因此本題答案為：靜置后，取上層清液滴加碳酸鈉溶液，看是否變渾濁；
【交流與反思】：
因為樣品中有水，無法測出樣品的氫氧化鈉的質(zhì)量，所以以上數(shù)據(jù)不能計算出樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)，所以答案為：樣品中有水，無法測出樣品的氫氧化鈉的質(zhì)量；
答案：
【知識準備】：
（1）①防止氫氧化鈉吸水而潮解；②防止氫氧化鈉吸收二氧化碳而變質(zhì)
（2）NaOH+HCl═NaCl+H₂O，Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
（3）Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH
【解決問題】：靜置后，取上層清液滴加碳酸鈉溶液，看是否變渾濁；
【交流與反思】：樣品中有水，無法測出樣品的氫氧化鈉的質(zhì)量；

點評：本題綜合考查了氫氧化鈉和碳酸鈉的性質(zhì)，樣品中某物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的計算，并會檢驗碳酸根的存在，綜合性較強．