Question

氢氧化钠固体及溶液在空气中很容易发生变质生成碳酸钠．
（1）甲同学在实验室里发现一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液，对其变质情况进行了如下探究．
【猜想与假设】该氢氧化钠溶液已部分变质．
【实验与结论】

实验步骤	实验现象	实验结论
a．取少量该溶液于一支试管中，加入______	______	该氢氧化钠溶液已变质
b．将步骤a所得的液体静置，取上层清液于另一支试管中，滴加______	______	该氢氧化钠溶液已部分变质

【拓展探究】甲同学又尝试通过实验除去该氢氧化钠溶液中含有的碳酸钠，方案如下：
向该溶液中加入______，充分反应后，经______操作，即可除去该氢氧化钠溶液中含有的杂质．
（2）乙同学在实验室里发现少量部分变质的氢氧化钠固体，尝试通过实验测定其中碳酸钠的质量分数．
【设计和进行实验】乙同学设计了如图所示的实验装置（铁架台、铁夹等固定用装置已略去，碱石灰是固体氢氧化钠和生石灰的混合物）．取10.0g待测样品，进行实验．

实验步骤如下：
a．连接好装置，并检查气密性；
b．打开弹簧夹，缓缓通入一段时间空气；
c．称量装置D的质量为83.4g；
d．关闭弹簧夹，慢慢滴加Y溶液，至不再产生气泡为止；
e．打开弹簧夹，再次缓缓通入一段时间空气；
f．再次称量装置D的质量为84.5g．
【交流讨论】
①试剂X、Y、Z依次最适宜选用______（选填字母）．
A．氢氧化钠溶液   浓盐酸   浓硫酸           B．澄清石灰水   稀盐酸   稀硫酸
C．氢氧化钠溶液   稀硫酸   浓硫酸           D．浓硫酸  稀硫酸   氢氧化钠溶液
②步骤e中通入空气的作用是______．
③若没有装置C，则会导致测定结果______（选填“偏大”、“偏小”或“无影响”，下同）；若没有装置E，则会导致测定结果______．
【数据处理】根据实验中测得的有关数据，计算部分变质的氢氧化钠固体中碳酸钠的质量分数．（请写出计算过程）

Answer

根据已有的知识进行分析，氢氧化钠易与二氧化碳反应生成碳酸钠而变质，要证明碳酸钠的存在，可以使用氢氧化钙溶液观察是否有白色沉淀生成，要证明氢氧化钠部分变质，需证明还含有氢氧化钠，将除去碳酸钠的溶液加入酚酞试液观察是否变红，要测定碳酸钠的含量，可以通过碳酸钠与酸反应生成的二氧化碳气体的质量进行，为保证实验结果的准确性，需要排除空气中成分的干扰，可以通过氢氧化钠溶液将空气中的二氧化碳除去，通过浓硫酸将水除去．
【解析】
（1）要证明碳酸钠的存在，可以使用氢氧化钙溶液观察是否有白色沉淀生成，要证明氢氧化钠部分变质，需证明还含有氢氧化钠，将除去碳酸钠的溶液加入酚酞试液观察是否变红，要除去碳酸钠可以使碳酸钠与适量的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，经过过滤除去，所以本题答案为：
实验步骤 实验现象 实验结论
足量的氯化钙溶液 有白色沉淀生成  
酚酞试液 溶液变红  

适量的氢氧化钙溶液，过滤
（2）【交流讨论】①要测定碳酸钠的含量，可以通过测定反应生成的二氧化碳的质量，需要将空气中的二氧化碳通过氢氧化钠除去，然后使碳酸钠与稀硫酸反应生成二氧化碳，通过浓硫酸将水分除去，所以本题答案为：C；  
 ②通入空气利用气流压力将生成的二氧化碳全部赶入D中被碱石灰吸收，所以本题答案为：将B中生成的二氧化碳气体全部赶入D装置中被碱石灰吸收；
③没有C装置会导致二氧化碳中混有水蒸气，导致测得的二氧化碳的质量偏大，没有E装置，会吸收空气中的二氧化碳和水，导致测得的二氧化碳的质量偏大，从而计算出的碳酸钠的质量偏大，所以本题答案为：偏大，偏大，
【数据处理】【解析】
生成二氧化碳的质量=84.5g-83.4g=1.1g
设部分变质的氢氧化钠固体中碳酸钠的质量为x
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑
106                      44
x                       1.1g
=，x=2.65g
部分变质的氢氧化钠固体中碳酸钠的质量分数：×100%=26.5%
答：部分变质的氢氧化钠固体中碳酸钠的质量分数为26.5%