Question

小刚、小军、小红对一久置的NaOH白色粉末的成分进行探究并测定其成分的含量．
一、成分的确定
三位同学都作出以下的猜想：
①可能是NaOH；②可能是Na₂CO₃；③可能是NaOH与Na₂CO₃的混合物．做出②③猜想的依据是______（用化学方程式表示）
为了验证①②③猜想，他们分别做了下面的实验．
（1）小刚取少量白色粉末于试管中，再滴加稀HCl，有气泡产生，由此可推出白色粉末中一定含有______，肯定猜想______（填序号）是错误的．
（2）小军又取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加酚酞试液，溶液变为红色．由此小军结合小刚的实验，认为猜想③是正确的．小红却认为小军的所得结论不确切，因为______．
（3）为探究白色粉末是否含有NaOH，小红设计了如下实验方案：

①沉淀B的化学式为______．
②在操作1中要用到玻璃棒，其作用是______；在操作2中，除要用到铁架台（带铁圈）、烧杯、滤纸、玻璃棒外，还需补充的玻璃仪器是______．
③小刚认为小红的这个方案也有问题，理由是______．但只要稍加改进，就可以证明粉末中还含有NaOH，则小刚改进的方法是______．
小刚对小红的实验作了正确的改进后进行了实验，实验现象和小红的一致，由此确定猜想③是正确的．
二、各成分含量的测定
三位同学利用电子天平共同作了以下测定实验．

实验数据记录如下：

称   量   项   目	称   量  时 间	质量（g）
试样		10.00
装置+稀硫酸质量		241.20
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后15秒	249.20
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后35秒	249.00
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后55秒	249.00

（1）写出锥形瓶中发生反应化学方程式：______；______．
（2）试通过分析表中数据计算出试样中各成份的质量分数．
三、实验反思
有同学提出按上述实验所测得试样中Na₂CO₃质量分数会偏小，该同学的理由是（实验操作均正确）：______．

Answer

根据题设条件，按步分析，逻辑推理，层层推进，“对号入座”，得出结论．
解题时注意：（1）思维过程展示注意逻辑性；（2）发散性结论（几种可能组合）按序排列分析，防止遗漏或重复；（3）表述要清楚．
【解析】
一、成分的确定
由于久置的氢氧化钠可能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式为：CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O．因此能作出题干中的三种猜想．
（1）由于碳酸钠与稀盐酸反应时有气泡产生，因此向固体中加入稀盐酸，若观察到有气泡产生，就能说明固体中含有碳酸钠．若固体中含有碳酸钠，就能说明猜想①是错误的．
（2）溶液中存在Na2CO3也会使酚酞变红，因此无色酚酞试液变红时，不能说明一定含有氢氧化钠．说明小军的结论不确切，甚至有可能是错误的．
（3）向白色粉末中加水，粉末会溶解，为加速溶解，可以用玻璃棒搅拌，从而得到溶液A．因此操作1是溶解，在该操作中玻璃棒所起的作用是“搅拌，加速溶解”．
向溶液A中加入澄清石灰水至完全反应后，经操作2得到了沉淀B和溶液C，符合过滤操作的特点，因此操作2是过滤．在过滤操作中除了需要题干中提供的仪器外，还需要漏斗．
由于粉末中的物质至多有氢氧化钠和碳酸钠，其中氢氧化钠与石灰水不反应，碳酸钠能与石灰水反应生成白色沉淀碳酸钙，因此通过这一操作和现象，可以确定粉末中一定含有碳酸钠，沉淀B一定是碳酸钙．碳酸钙的化学式为CaCO3．
由于Na2CO3与Ca（OH）2反应后也有NaOH生成，因此这个方案不能证明白色粉末中是否含有NaOH．
改进方案：将滴加澄清石灰水改为过量的CaCl2（或Ba（NO3）2或Ca（NO3）2或BaCl2）即可．
二、各成分含量的确定
（1）通过以上的分析可知：白色粉末中含有氢氧化钠和碳酸钠．
稀硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水．
该反应的化学方程式为：2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O．
稀硫酸与碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳．
该反应的化学方程式为：Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑．
（2）设样品中碳酸钠的质量分数为x．
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑
106                    44
10.00g×x-----241.20g+10.00g-249.00g=2.20g
=，
x=53%
样品中NaOH的质量分数为1-53%=47%
【实验反思】CO2密度比空气大，会有CO2残留在装置中，造成最终称得的质量偏大，使计算出的CO2质量偏小（或浓硫酸会吸收空气中的水分，造成最终称得的质量偏大，使计算出的CO2质量偏小）．
故答案为：
一、成分的确定
CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O
（1）Na2CO3①
（2）溶液中存在Na2CO3也会使酚酞变红
（3）①CaCO3
②搅拌，加速溶解；漏斗
③Na2CO3与Ca（OH）2反应后也有NaOH生成
改进方案：将滴加澄清石灰水改为过量的CaCl2【或Ba（NO3）2或Ca（NO3）2或BaCl2】即可．
二、各成分含量的确定
（1）方程式为2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑
（2）样品中Na2CO353%，NaOH占47%
【实验反思】CO2密度比空气大，会有CO2残留在装置中，造成最终称得的质量偏大，使计算出的CO2质量偏小（或浓硫酸会吸收空气中的水分，造成最终称得的质量偏大，使计算出的CO2质量偏小）