Question

【題目】某校研究性學習小組進行了一個有趣的實驗探究:

[提出問題]實驗室有一瓶久置的NaOH，變質程度怎樣?

[設計方案]先稱取21.2g的NaOH樣品(雜質為Na2CO3),配成溶液，然后向溶液中逐滴加入一定質量分數的稀硫酸直至過量,根據生成CO2的質量計算出Na2CO3的質量，從而進一步確定樣品中NaOH的質量分數。

[進行實驗]實驗測得加入稀硫酸的質量與產生CO2氣體的質量關系如下圖所示。

[數據處理]寫出以下計算過程:

（1）該樣品中Na2CO3的質量為多少?

（2）該樣品中NaOH的質量分數為多少?

（3）NaOH變質的原因(用化學方程式表示)

Answer 1

【答案】（1）5.3g；（2）75.0% （3）2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

【解析】

本題結合圖像進行有關問題的探究，題目選擇易與二氧化碳反應的堿性物質氫氧化鈉的變質程度，并能計算樣品的物質質量分數，解決此類問題關鍵是看明白圖像的含義，注意圖像中特殊的點的意義，然后結合題目條件，解答此類問題。

由圖像可知，在檢驗樣品中的雜質時加入稀硫酸，并無二氧化碳氣體產生，原因是在堿性溶液中，硫酸與堿發生中和反應，不產生氣體，當加入的硫酸的質量為50多克時，開始與樣品中的碳酸鈉發生反應，生成二氧化碳氣體，并隨著反應的進行，當繼續滴加硫酸時，產生的氣體為2.2g，并且不再變化，說明樣品中的碳酸鈉完全反應完畢，由此可根據二氧化碳的質量計算出樣品的碳酸鈉的質量，同理也可計算出原樣品中氫氧化鈉的質量，從而得出樣品中氫氧化鈉的質量分數。過程如下：
[數據處理]從圖中得知：產生CO2的最大量為2.2g。
（1）解：設該樣品中Na2CO3的質量為x，則：

x=5.3g

（2）則樣品中NaOH質量分數為：

[反思與交流]由圖象可知開始加入硫酸時無氣體生成，則一定是硫酸先與氫氧化鈉反應，當氫氧化鈉反應完后，再與碳酸鈉反應生成二氧化碳。氫氧化鈉變質是氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，反應方程式為：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。