Question

（2005•成都）某学生为了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℃，101kPa下进行，实验步骤如下：
①按图连接好装置；
②用天平准确称取氢氧化钠样品2g，放入A中试管内，向B中集气瓶内倒入饱和二氧化碳水溶液至瓶颈处；
③向分液漏斗中倒入稀硫酸，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）判断氢氧化钠发生变质的实验现象是______；氢氧化钠变质的原因是______．
（2）在实验步骤①和②之间，还缺少一实验步骤，该实验步骤是______．
（3）B中集气瓶盛装的饱和二氧化碳水溶液不能用水代替，其理由是______．
（4）判断实验步骤③中滴入的稀硫酸已过量的标志是______．
（5）氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为______（在27℃，101kPa时二氧化碳的密度为1.8g/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）用上述装置不能测定已部分变质的氢氧化钠样品中氢氧化钠的质量分数，理由是______．

Answer

（1）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．
（2）做实验时连接好仪器一定要检查装置的气密性．
（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．
（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．
【解析】
（1）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．
（2）做有气体参与的连续性实验的一般步骤是，连接装置→检验装置气密性→装药品→做实验．
（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）【解析】
生成二氧化碳的质量为：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
，解之得：x=0.954g
∴样品中碳酸钠的质量分数=×100%=47.7%
（6）变质的氢氧化钠中除了有碳酸钠外，含有氢氧化钠吸收空气中的水分，因为题中没法测出水的质量，也就不能计算氢氧化钠的质量分数．
故答案为：（1）稀硫酸滴在氢氧化钠样品上有气泡产生； 氢氧化钠吸收了空气中的二氧化碳，生成碳酸钠 
（2）检查装置的气密性 
（3）避免二氧化碳溶解在水里而损耗，造成测定结果偏低
（4）继续滴入稀硫酸，不再产生气泡 
（5）47.7% 
（6）不能测出部分变质的氢氧化钠中所含的水分．