专题提升Ⅰ 变质问题（解析版）

专题提升Ⅰ变质问题学习目录学习目录目录模块一知识掌握 1知识点一、变质原因 1知识点二、检验剩余物成分的方法 1知识点三、检验是否有碳酸钠有三种不同的方法 2知识点四、氢氧化钙的变质 2【巩固提高】 7知识重点知识重点模块一知识掌握知识点一、变质原因氢氧化钠暴露在空气中会吸收空气中的二氧化碳而变质，2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，所以，氢氧化钠暴露在空气中一段时间后，剩余物的可能组成有：（1）全部是NaOH（一点都没变质）；（2）全部是Na2CO3（全部变质）；（3）是NaOH和Na2CO3的混合物（部分变质）。知识点二、检验剩余物成分的方法第一种可能性的检验方法：检验剩余物中没有Na2CO3。具体做法是：取少量固体，往其中滴加稀盐酸，如果没有气泡产生，说明没有碳酸钠，（因为有碳酸钠会发生如下反应：2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑会产生气泡）第二种可能性的检验方法：检验剩余物中有Na2CO3而没有NaOH。具体做法是：取少量固体，往其中滴加稀盐酸，有气泡冒出，说明含有Na2CO3；另取少量固体，加水充分溶解，在所得溶液中加入过量的氯化钙（除去碳酸钠，因为碳酸钠呈碱性。反应的化学方程是：Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl），充分反应后过滤，在滤液中滴加酚酞溶液，不变色说明没有氢氧化钠。第三种可能性的检验方法：上一种检验方法中酚酞变红，说明是氢氧化钠和碳酸钠的混合物。知识点三、检验是否有碳酸钠有三种不同的方法（1）加入盐酸有气泡冒出：2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑（2）加入石灰水有沉淀产生：Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH（3）加入氯化钙有沉淀产生：Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl知识点四、氢氧化钙的变质证明Ca(OH)2变质的方法：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑证明Ca(OH)2部分变质的方法（取两份相同的样品，分别按以下方法做）证明Ca(OH)2变质：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑证明还有Ca(OH)2存在：Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2H2O+2NH3↑证明CaO部分变质的方法（取三份相同的样品，分别按以下方法做）：证明CaO仍然存在：CaO+H2O=Ca(OH)2证明CaCO3的存在：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑证明Ca(OH)2的存在：Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2H2O+2NH3↑（2023•浦江县二模）小科在做“碱和盐的性质”实验时，将NaOH溶液加入到CaCl2溶液中有白色沉淀产生。白色沉淀是怎么产生的呢？（1）小陈认为是NaOH溶液变质导致的，氢氧化钠溶液容易变质的原因是。（用化学方程式表示）。（2）小科认为是氢氧化钙溶解度小导致的。为了验证猜想：取该白色沉淀少许，加水后静置，取上层清液，向其中通入气体，观察到产生白色沉淀，从而证明其猜想是正确的。【解答】解：（1）氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；（2）二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，为了验证猜想：取该白色沉淀少许，加水后静置，取上层清液，向其中通入CO2气体，观察到产生白色沉淀，从而证明其猜想是正确的。故答案为：（1）2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；（2）CO2。（2023•龙湾区二模）为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是否全部变质，小龙取少量样品进行如下实验。（1）操作1的名称是：。（2）本实验中加入过量氯化钡的目的是：。（3）小龙根据实验现象得出样品未全部变质，他依据的实验现象及理由是：。【解答】解：（1）操作1的名称是：过滤。（2）本实验中加入过量氯化钡的目的是：完全除去样品中的碳酸钠，防止对检验氢氧根离子的影响。（3）根据实验现象得出样品未全部变质，实验现象及理由是：B中出现白色沉淀，说明样品中存在碳酸根离子，D中出现红褐色沉淀，说明样品中存在氢氧根离子。故答案为：（1）过滤；（2）完全除去样品中的碳酸钠，防止对检验氢氧根离子的影响；（3）B中出现白色沉淀，说明样品中存在碳酸根离子，D中出现红褐色沉淀，说明样品中存在氢氧根离子。（2023•天台县一模）硫氧粉（Na2SO3）可用作染漂脱氧剂，常因氧化变质生成Na2SO4。向20g可能被氧化的样品中，加入质量分数为10%的稀硫酸至恰好不再产生气泡（假设气体全部逸出），消耗稀硫酸98g。已知：Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+H2O。（1）Na2SO3中S的化合价为。（2）若用10g质量分数为98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸，则所需水的质量为g。（3）求恰好反应时溶液中溶质的质量。【解答】解：（1）Na2SO3中钠元素化合价是+1，氧元素化合价是﹣2，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，S的化合价为+4。故答案为：+4。（2）若用10g质量分数为98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸，所需水的质量为10g×98%÷10%﹣10g＝88g。故答案为：88。（3）设恰好反应时反应生成的硫酸钠质量是x，亚硫酸钠质量是y。Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+H2O12698142y98g×10%x98142=98g×10%x＝14.2gy＝12.6g恰好反应时溶液中溶质硫酸钠的质量是20g﹣12.6g+14.2g＝21.6g答：恰好反应时溶液中溶质硫酸钠的质量是21.6g。（2021秋•江干区校级期中）某学校化学兴趣小组同学在实验室发现一瓶忘了盖瓶盖的NaOH固体，对其成分是否变质以及变质程度产生了兴趣．同学们作出了以下猜想，并进行如下实验探究．【提出问题】这瓶NaOH固体样品的成分是什么呢？【作出猜想】猜想1：只含NaOH猜想2：只含Na2CO3猜想3：含有NaOH和Na2CO3【讨论交流】NaOH可能变质的原因是（用化学方程式表示）【实验探究】（1）取少量样品于试管中，加入足量稀盐酸，有气泡产生，说明猜想不成立．（2）进一步他探究过程如下：根据上述探究过程回答：①加入过量BaCl2溶液的作用是；②不能用适量Ba（OH）2溶液代替过量的BaCl2溶液的原因是；③下列溶液可用来代替酚酞试液检验猜想3成立的是．A．CuCl2溶液B．KNO3溶液C．CaCl2溶液D．NH4Cl溶液【实验反思】实验室里，NaOH固体的保存方法是．【解答】解：【讨论交流】氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；【实验探究】（1）碳酸盐和盐酸反应会生成二氧化碳，所以取少量样品于试管中，加入足量稀盐酸，有气泡产生，说明猜想1不成立；（2）①碳酸钠和氯化钡反应会生成碳酸钡沉淀和氯化钠进，所以加入过量BaCl2溶液的作用是：为了碳酸钠充分反应掉；②氢氧化钡和碳酸钠反应会银氢氧根离子，对氢氧化钠的检验造成干扰，所以不能用适量Ba（OH）2溶液代替过量的BaCl2溶液的原因是：Ba（OH）2溶液与碳酸钠反应生成氢氧化钠；③氢氧化钠和氯化铵反应会生成氨气，氯化铜也也可以的，有蓝色沉淀生成，故选：AD；【实验反思】氢氧化钠在空气中溶液变质，所以应该密封保存．故答案为：【讨论交流】2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；【实验探究】（1）1；（2）①为了碳酸钠充分反应掉；②Ba（OH）2溶液与碳酸钠反应生成氢氧化钠；③AD；【实验反思】密封保存．（2023•南浔区一模）为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是“部分变质还是完全变质”，小科取少量样品配制成溶液，进行了如图所示的实验（注：BaCl2溶液呈中性）。（1）实验一：定性分析①乙试管中的白色沉淀是。②甲试管中滴加足量BaCl2溶液目的是。（2）实验二：定量测量如图戊，准确称取11.95g变质的NaOH样品放入锥形瓶中，用电子秤称得锥形瓶及样品的总质量为46.95g，再把150.00g7.3%稀盐酸平均分成5等份，每份30.00g依次加入锥形瓶中，充分反应后用电子秤称得锥形瓶及所盛物质的总质量，实验数据记录如下：加入盐酸的次数第一次第二次第三次第四次第五次锥形瓶及所盛物质总质量/g76.95106.95136.73164.09193.65根据上述实验数据，计算样品中氢氧化钠的质量。【解答】解：（1）①乙试管中的白色沉淀是氯化钡和碳酸钠反应生成的碳酸钡；故答案为：碳酸钡；②甲试管中滴加足量BaCl2溶液目的是检验并且除去碳酸钠；故答案为：检验并且除去碳酸钠；（2）反应生成二氧化碳质量＝46.95g+150.00g﹣193.65g＝3.3g；设样品中碳酸钠质量是x。Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑10644x3.3g10644x＝7.95g样品中氢氧化钠的质量为11.95g﹣7.95g＝4g答：样品中氢氧化钠的质量为4g。【巩固提高】（2022秋•嘉兴期末）实验室有一瓶变质的氢氧化钠溶液，小嘉想探究试剂瓶中的氢氧化钠是否已完全变质，设计了两种方案：①取部分试液，滴入过量CaCl2溶液，取上层清液滴入酚酞，观察溶液颜色变化；②取部分试液，滴入过量CuCl2溶液，取上层清液滴入酚酞，观察溶液颜色变化。对于上述两种方案，你认为（）A．两种方案都行 B．方案①行，方案②不行 C．两种方案都不行 D．方案①不行，方案②行【解答】解：①取部分试液，滴入过量CaCl2溶液，可除去碳酸钠，再取上层清液滴入酚酞，观察溶液颜色变化以证明氢氧化钠是否存在，可验证氢氧化钠溶液是否完全变质，方案可行；②取部分试液，滴入过量CuCl2溶液，因氯化铜与碳酸钠和氢氧化钠都会发生反应，所以取上层清液滴入酚酞，观察溶液颜色变化不能证明氢氧化钠变质程度，方案不可行。故选：B。（2023春•义乌市校级月考）实验室里有一瓶氢氧化钙粉末由于较长时间敞口放置，已部分变质为碳酸钙。某课外兴趣小组为测定该瓶粉末中碳酸钙的质量分数，进行实验操作、数据收集和计算。（1）配制稀盐酸：配制500克7.3%的稀盐酸，需要36.5%的浓盐酸克。（2）抽样测定：将瓶中粉末搅拌均匀后称取20克样品放入烧杯并置于电子秤上，再加入足量稀盐酸充分应，总质量与反应时间的关系如下表所示。完全反应后，生成的CO2气体的质量为克。反应时间/秒010203040总质量/克310.0309.6308.6307.8307.8​（3）计算出该样品中CaCO3的质量分数（要有计算过程）。（4）经过分析讨论，同学们觉得这样测得的结果有可能偏大，原因是（指出一点即可）。【解答】解：（1）根据溶液稀释过程溶质的质量不变，配制500克7.3%的稀盐酸，需要36.5%的浓盐酸500g×7.3%36.5%（2）完全反应后，生成的CO2气体的质量为310.0g﹣307.8g＝2.2g（3）设该样品中CaCO3的质量分数为xCaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑1004420gx2.2g10044x＝25%（4）经过分析讨论，同学们觉得这样测得的结果有可能偏大，原因是二氧化碳逸出时会带出水分或者盐酸具有挥发性。故答案为：（1）100。（2）2.2。（3）25%。（4）二氧化碳逸出时会带出水分或者盐酸具有挥发性。（2023•丽水）实验室里有两个试剂瓶，各装有8克氢氧化钠固体，久置未用。为检验氢氧化钠变质程度，小科和小丽对瓶中样品进行了如下探究。【定性探究】小科取其中一瓶氢氧化钠样品进行实验，实验过程及现象如图甲。（1）图中蓝色絮状沉淀是；（2）上述探究可得出该瓶氢氧化钠（填“没有变质”或“部分变质”）；【定量实验】小丽取另—瓶氢氧化钠样品进行定量实验。将瓶中样品全部倒入烧杯中，加水充分溶解。逐滴加入溶质质量分数为7.3%的稀盐酸充分反应，当溶液的pH恰好为7时，所加稀盐酸的质量为100克。（3）小丽通过计算得出结论氢氧化钠完全变质（如图乙）。小科认为小丽的结论不正确，理由是；（4）要确定样品中氢氧化钠的质量，在小丽的实验方案中，缺少质量的测定。【解答】解：【定性探究】（1）氢氧化钠和氯化铜反应生成氢氧化铜蓝色絮状沉淀和氯化钠，则图中蓝色絮状沉淀是氢氧化铜。（2）碳酸钠和硝酸钡反应生成碳酸钡沉淀和硝酸钠，氢氧化钠和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠；向溶液中加入硝酸钡得到固体，说明溶液中有碳酸钠，向滤液中加入氯化铜得到蓝色沉淀，说明滤液中有氢氧化钠，所以上述探究可得出该瓶氢氧化钠部分变质。【定量实验】小丽取另—瓶氢氧化钠样品进行定量实验。将瓶中样品全部倒入烧杯中，加水充分溶解。逐滴加入溶质质量分数为7.3%的稀盐酸充分反应，当溶液的pH恰好为7时，所加稀盐酸的质量为100克。（3）氢氧化钠和碳酸钠都显碱性，当pH为7时，二者和盐酸恰好完全反应；小丽通过计算得出结论氢氧化钠完全变质，小科认为小丽的结论不正确，由反应的化学方程式NaOH+HCl＝NaCl+H2O（即2NaOH+2HCl＝2NaCl+2H2O）、2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O、Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑可知，氢氧化钠变质生成碳酸钠，不论氢氧化钠变质程度如何，当pH为7时，消耗盐酸的质量是一样的，所以用盐酸的质量来计算是错误的。（4）要确定样品中氢氧化钠的质量，在小丽的实验方案中，缺少二氧化碳质量的测定，由二氧化碳的质量可以计算出碳酸钠的质量，由碳酸钠的质量可以计算出变质的氢氧化钠的质量，用总质量减去变质质量就可以得到不变质的氢氧化钠的质量。故答案为：（1）氢氧化铜；（2）部分变质；（3）由反应的化学方程式NaOH+HCl＝NaCl+H2O（即2NaOH+2HCl＝2NaCl+2H2O）、2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O、Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑可知，氢氧化钠变质生成碳酸钠，不论氢氧化钠变质程度如何，当pH为7时，消耗盐酸的质量是一样的，所以用盐酸的质量来计算是错误的；（4）二氧化碳。（2023•江北区一模）小宁在化学实验室发现了一瓶敞口放置的Ca（OH）2粉末状试剂。他对该试剂进行了定量实验分析：称取19.8g试剂放入锥形瓶中，加入30.2g水，充分振荡，再向锥形瓶中依次滴加25g盐酸，充分反应后，测得部分数据与图像如下。请根据有关信息回答问题。实验次数123456加入盐酸质量/g252525252525锥形瓶中物质质量/g75100a150172.8197.8（1）a的数值为。（2）小宁通过实验，得出该试剂已（填“部分”或“全部”）变质的结论。（3）b的数值为。（4）该试剂中氢氧化钙的质量分数是多少？（写出计算过程，结果保留一位小数）【解答】解：（1）由表中的数据可知，第1、2、4次加入盐酸的质量就等于锥形瓶中增加的质量，所以第3次加入盐酸后物质的质量就是2次锥形瓶中物质的质量再加上盐酸的质量，故a的值为：100g+25g＝125g。故答案为：125；（2）由实验数据和图象可知，滴加盐酸至100g时，开始时有二氧化碳生成，证明有碳酸钙存在，之前滴加的盐酸无现象，说明了盐酸与氢氧化钙反应，从而证明氢氧化钙存在，据此得出该试剂已部分变质的结论。故答案为：部分；（3）由表中的数据可知，第6次加入盐酸的质量就等于锥形瓶增加的质量，说明了第5次加入的盐酸已将碳酸钙完全反应，则生成的二氧化碳的质量：150g+25g﹣172.8g＝2.2g。故答案为：2.2；（4）设需要碳酸钙的质量为x．CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑10044x2.2g100x解得：x＝5g试剂中氢氧化钙的质量分数为：19.8g−5g19.8g（2023•萧山区模拟）为了测定一瓶未密封保存的NaOH固体中NaOH的质量（只含Na2CO3杂质），小金进行如下操作：①取20克样品于烧杯中，加足量水配成溶液；②再往溶液中加入足量的稀盐酸溶液；③待反应完全后，称重。有关数据记录如下表：反应前反应后烧杯和样品溶液总质量/g加⼊的稀盐酸溶液质量/g烧杯和溶液总质量/g105200300.6（1）在反应前后的溶液中，质量保持不变的元素是。A．钠元素B．碳元素C．氧元素D．氯元素（2）通过计算说明该瓶样品是部分变质还是完全变质，写出计算过程。【解答】解：（1）在反应前后的溶液中，质量保持不变的元素是钠元素。故答案为：A。（2）反应生成二氧化碳质量是105g+200g﹣300.6g＝4.4g。设样品中含有碳酸钠的质量为x。Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑10644x4.4g10644x＝10.6g样品质量是20g，大于10.6g，尚有氢氧化钠9.4g，则样品仅为部分变质。（2023•西湖区二模）实验室有一变质的氢氧化钠样品（样品中只含碳酸钠杂质，且成分均匀），为测量样品中Na2CO3的质量分数，小明进行了如下实验。①取质量、大小相同的3个烧杯，分别加入一定质量分数的稀盐酸100克；②向上述3个烧杯中分别加入3份质量不同的样品；③充分反应后，再用电子天平称量烧杯及烧杯内物质的总质量（假设产生的气体完全逸出）。实验数据记录如下：实验一实验二实验三反应前稀盐酸+烧杯质量（克）150150150反应前固体样品质量（克）4812反应后烧杯内物质+烧杯质量（克）m155.8158.7已知实验中发生的化学反应：NaOH+HCl＝NaCl+H2O；Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑（1）表中的m值为。（2）根据实验二的数据计算样品中Na2CO3的质量分数。【解答】解：（1）实验三产生的气体的质量为150g+12g﹣158.7g＝3.3g，实验二产生的气体的质量为150g+8g﹣155.8g＝2.2g，实验三产生的气体的质量大于实验二，所以实验二中稀盐酸有剩余，8g样品完全反应生成气体质量为2.2g，那么实验一中盐酸也有剩余，4g样品完全反应生成气体质量为1.1g，则表中的m值为150+4﹣1.1＝152.9。（2）实验二中稀盐酸有剩余，8g样品完全反应生成二氧化碳的质量为：150g+8g﹣155.8g＝2.2g，设参加反应的碳酸钠的质量为x。Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑10644x2.2g10644x＝5.3g则样品中Na2CO3的质量分数为：5.3g8答：样品中Na2CO3的质量分数为66.25%。故答案为：（1）152.9；（3）66.25%。（2023•宁波一模）某兴趣小组在实验室发现一瓶敞口久置且不干燥的氢氧化钠和一瓶浓度为14.6%的稀盐酸。为测定氢氧化钠的变质情况，他们取9.5g变质的氢氧化钠样品于锥形瓶中，加入50g水，充分溶解，再向锥形瓶中滴加稀盐酸。实验测得加入稀盐酸的质量与锥形瓶中物质的质量关系如图所示。（计算结果均保留一位小数）求：（1）反应中共产生二氧化碳的质量是。（2）9.5g样品中碳酸钠的质量。（3）9.5g样品中氢氧化钠的质量分数。（4）反应刚结束时溶液的溶质质量分数。【解答】解：（1）由图中数据可知，生成二氧化碳的质量为：（9.5g+50g+50g）﹣107.3g＝2.2g；（2）设9.3g样品中碳酸钠的质量为x，与碳酸钠反应的氯化氢的质量为y。Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑106    73             44x      y             2.2g10644x＝5.3g7344y＝3.65g答：9.3g样品中碳酸钠的质量为5.3g。（3）与碳酸钠反应的盐酸质量为3.65g14.6%NaOH+HCl═NaCl+H2O4036.5m25g×14.6%4