Question

（2009•东台市模拟）在化学实验室，某研究性学习小组发现了一个不和谐的音符，一瓶久置的氢氧化钠固体敞口露置在空气中，他们认为氢氧化钠固体可能变质了，为此他们展开了探究，请你参与．
【查阅资料】Ba（NO₃）₂溶液呈中性，碳酸钠溶液呈碱性
【实验猜想】可能部分变质，固体是NaOH和 Na₂CO₃的混合物；可能全部变质，固体是Na₂CO₃．
【实验探究】（1）首先对固体的成分进行确定．取少量固体于试管中，加水充分溶解，先加入足量的Ba（NO₃）₂溶液，产生白色沉淀，静置后取上层清液，再滴入无色酚酞溶液，溶液变红色．根据实验现象，可确定该固体是______；
（2）再取固体样品溶于水，加入一定质量分数的稀硫酸，直至过量．测出加入稀硫酸的质量与产生CO₂气体的质量关系如图所示．从图中可以判断：在该样品溶液中加入稀硫酸，首先与之反应的物质是______．

【实验分析】请你分析，一定质量的NaOH固体，变质前后与相同质量分数的稀硫酸反应，变质前消耗硫酸的质量______变质后消耗硫酸的质量（填“大于”、“小于”或“等于”）．
【综合计算】（1）称取26.5g 该固体样品于锥形瓶中，加入一定质量分数的稀硫酸，直至过量，得到数据如下表：

样品质量	反应前总质量	反应后总质量
26.5克	148.5克	146.3克

根据二氧化碳的质量列出求解碳酸钠质量（x）的比例式为______
（2）该固体样品中碳酸钠的质量分数是______．

Answer

【实验探究】（1）若含有碳酸钠，加入硝酸钡溶液后会生成碳酸钡沉淀；当碳酸钠完全反应后，滴入酚酞试液仍变红，可说明溶液呈碱性，溶液中含有氢氧化钠；
（2）碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，而图中曲线所示，开始加入稀硫酸时并没有气体产生，可判断此时硫酸没有和碳酸钠发生反应；
【实验分析】根据化学变化前后元素的质量不变，氢氧化钠变质生成碳酸钠时物质的质量增加，但其中所含钠元素的质量不变，则充分反应后生成硫酸钠的质量相等，可得知消耗稀硫酸的质量也相等；
【综合计算】（1）根据质量守恒定律，由反应前后质量差求出放出二氧化碳的质量；再根据反应的化学方程式，由生成二氧化碳的质量计算样品中碳酸钠的质量；
（2）利用该固体样品中碳酸钠的质量分数=×100%，完成样品中碳酸钠的质量分数的计算．
【解析】
【实验探究】（1）样品的溶液能与Ba（NO3）2溶液，产生白色沉淀，说明溶液中含有碳酸钠，可判断氢氧化钠已经变质；与足量的Ba（NO3）2溶液反应后的溶液能使酚酞变红，说明反应后的溶液中含有氢氧化钠，可判断氢氧化钠部分变质；因此固体为NaOH和Na2CO3的混合物；
（2）根据加入稀硫酸的质量与产生CO2气体的质量关系图可知，在一开始加入稀硫酸时并没有气体产生，说明此时所加稀硫酸与氢氧化钠发生反应；
【实验分析】变质前后钠元素质量不变，所以与硫酸充分反应后生成的硫酸钠的质量一定相等，而相等的硫酸钠中硫酸根的质量相同，所以，变质前后所消耗稀硫酸的质量相等；
【综合计算】（1）根据质量质量守恒定律，反应放出二氧化碳的质量=148.5g-146.3g，则
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑
106                     44
x                   148.5g-146.3g
=
（2）样品中碳酸钠的质量x==5.3g
该固体样品中碳酸钠的质量分数=×100%=20%
故答案为：
【实验探究】（1）NaOH和Na2CO3的混合物；（2）NaOH；
【实验分析】等于；
【综合计算】（1）=；（2）20%．