Question

实验室中有一瓶瓶盖长期打开的氢氧化钠固体样品，某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行探究。

（发现问题）该样品中含有哪些物质？

（查阅资料）①NaOH在空气中易于空气中的二氧化碳反应，但不会转化成NaHCO₃。

②BaCl₂溶液呈中性，Ba(OH)₂是可溶性强碱。

③CO₂在饱和的NaHCO₃溶液中几乎不溶解。

（提出猜想）猜想Ⅰ：NaOH；  猜想Ⅱ：Na₂CO₃   猜想Ⅲ：NaOH和Na₂CO₃

（设计实验）

实验操作	实验现象
	步骤①：样品全部溶解 步骤②：观察到现象A

（收集证据）

（1）若现象A是有气泡产生，则X溶液为__________，则________(填“猜想Ⅰ”、“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”)不成立。

（2）若X溶液为BaCl₂溶液，现象A是有白色沉淀生成，则产生该沉淀的化学方程式为_______________。取反应后的上层清液，测定其pH，当pH________7(填“>”、“<”或“＝”)，则证明猜想Ⅲ成立。

（定量分析）

确定部分变质样品中Na₂CO₃的质量分数。兴趣小组的同学用如图所示装置进行实验。步骤如下：

①按图连接好装置，并检查气密性；

②准确称取该样品1.0 g，放入烧瓶内；

②打开活塞，滴加30.0%的稀硫酸至过量，关闭活塞；

③反应结束后，量筒内液体读数为55.0 mL。

(已知：室温条件下，CO₂的密度约为1.6 g/L)

（1）B装置集气瓶内原有的空气对实验结果________(填“有“或“没有”)影响。饱和碳酸氢钠溶液如果用水代替，则所测CO₂的体积________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

（2）计算该固体样品中Na₂CO₃的质量分数为_________。(计算结果保留一位小数)

Answer

稀盐酸或稀硫酸 猜想Ⅰ BaCl2 + Na2CO3=BaCO3+2 NaCl > 没有 偏小 21.2%

【解析】

实验室中有一瓶瓶盖长期打开的氢氧化钠固体样品，会吸收空气中的CO2发生反应：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，所以瓶中的物质成分，有可能氢氧化钠没有变质，猜想Ⅰ：只有氢氧化钠；有可能氢氧化钠全部变质，猜想Ⅱ：只有碳酸钠；有可能氢氧化钠部分变质，猜想Ⅲ：既有氢氧化钠又有碳酸钠。

收集证据：（1）取少量样品，加水全部溶解，再滴加足量试剂X，若现象A是有气泡产生，就是碳酸钠与稀酸反应产生CO2的过程，X溶液可以是稀盐酸或稀硫酸；成分中必须有碳酸钠才可以，所以猜想Ⅰ：NaOH，不成立。

故答案为：稀盐酸或稀硫酸；猜想Ⅰ。

（2）若X溶液为BaCl2溶液，则发生反应方程式为：BaCl2 + Na2CO3=BaCO3+2 NaCl，碳酸钡是白色沉淀，所以看到现象A是有白色沉淀生成；因为X溶液加入的量是足量的，所有的碳酸钠都参加了反应转化为沉淀，且过量的氯化钡和生成的氯化钠在溶液中都是中性的，要想证明猜想Ⅲ成立，取反应后的上层清液，测定其pH>7，证明有氢氧化钠的存在，可以得出溶液中既有氢氧化钠又有碳酸钠。

故答案为：BaCl2 + Na2CO3=BaCO3+2 NaCl；>。

定量（1）根据排出溶液的体积判断生成二氧化碳的体积，装置中空气对结果不会产生影响；CO2在饱和的NaHCO3溶液中几乎不溶解，但它能溶于水，且能与水反应，饱和碳酸氢钠溶液如果用水代替，会有一部分CO2被水吸收，导致测量的CO2体积偏小。

故答案为：没有；偏小。

（2）设参加反应的Na2CO3的质量为X。

X=0.212g.

样品中碳酸钠的质量分数= 。

故答案为：21.2%。