Question

9．化學課后，化學興趣小組的同學在整理實驗桌時，發(fā)現(xiàn)有一瓶氫氧化鈉溶液沒有塞橡皮塞，征得老師同意后，開展了以下探究：
【提出問題1】該氫氧化鈉溶液是否變質了呢？若變質，變質的程度如何呢？
Ⅰ定性分析：
【實驗探究1】

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
取少量該溶液于試管中，向溶液中滴加稀鹽酸（請?zhí)钜环N含氫離子的溶液名稱或其溶質化學式），并不斷振蕩．	出現(xiàn)氣泡	氫氧化鈉溶液一定變質了．

【提出問題2】該氫氧化鈉溶液是全部變質還是部分變質呢？
【猜想與假設】
猜想1：氫氧化鈉溶液部分變質．
猜想2：氫氧化鈉溶液全部變質．
【查閱資料】
（1）氯化鈣溶液呈中性．
（2）氯化鈣溶液能與碳酸鈉溶液反應：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl
【實驗探究2】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
（1）取少量該溶液于試管中，向溶液中滴加過量的氯化鈣溶液，并不斷振蕩．	有白色沉淀生成．	說明原溶液中一定有碳酸鈉．
（2）取步驟（1）試管中的少量上層清液，滴加酚酞溶液．	溶液變紅色．	說明原溶液中一定有氫氧化鈉

【實驗結論】該氫氧化鈉溶液部分（填“部分”或“全部”）變質．
【反思與評價】
（1）氫氧化鈉溶液露置于空氣中容易變質，請寫出相關反應的化學方程式：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O
（2）在上述【實驗探究2】中，小明提出可用氫氧化鈣溶液代替氯化鈣溶液，小亮認為小明的方案不可行原因是不可行．
Ⅱ定量分析：
該興趣小組取20g 10%的該溶液，加入足量澄清石灰水，生成1.0g碳酸鈣沉淀．計算：
（1）20g該溶液中碳酸鈉的質量；
（2）該溶液中氫氧化鈉的變質程度．（計算結果保留到1%）
（提示：氫氧化鈉的變質程度是指已變質的氫氧化鈉占變質前氫氧化鈉的質量分數）

Answer 1

分析 Ⅰ定性分析：
實驗探究1：已知氫氧化鈉溶液已變質，所以氫氧化鈉溶液中一定含有碳酸根離子，因為氫氧化鈉溶液能吸收空氣中的二氧化碳并發(fā)生反應生成碳酸鈉，故加入鹽酸會有氣泡產生．
實驗探究2：（1）取少量該溶液于試管中，向溶液中滴加過量的氯化鋇溶液，溶液中的碳酸鈉會與之反應生成碳酸鈣白色沉淀．
（2）從（1）的結論可知原溶液中含有碳酸鈉時，滴加氯化鋇溶液時一定會生成白色的碳酸鋇沉淀，取步驟（1）試管中的少量上層清液，滴加酚酞溶液，溶液變紅色．因碳酸鈉已完全被氯化鋇反應，所以說明原溶液中一定有氫氧化鈉．
實驗結論：該氫氧化鈉溶液部分變質．
反思與評價：（1）氫氧化鈉溶液露置于空氣中容易變質，主要是氫氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水導致的，可以據此寫出該反應的化學方程式；
（2）在上述[實驗探究2]中，如用氫氧化鈣溶液代替氯化鋇溶液是不行的，因為氫氧化鈣與碳酸鈉反應會生成氫氧化鈉，這樣無法確定原溶液是否有氫氧化鈉；因此得不出氫氧化鈉部分變質的結論，可以據此解答該題．
Ⅱ定量分析：
根據題中信息可以知道消耗鹽酸的質量，然后根據鹽酸和碳酸鈉反應的化學方程式可以計算出碳酸鈉的質量，進而求算出氫氧化鈉的質量分數．

解答 解：Ⅰ定性分析：
實驗探究1：已知氫氧化鈉溶液已變質，所以氫氧化鈉溶液中含有碳酸根離子，因此加入鹽酸必產生二氧化碳氣體，故加入鹽酸會有氣泡產生．
實驗探究2：（1）取少量該溶液于試管中，向溶液中滴加過量的氯化鋇溶液，因碳酸鈉與氯化鋇能生成碳酸鋇沉淀，所以有白色沉淀生成，說明原溶液中一定有碳酸鈉，該反應的化學方程式為：Na₂CO₃+BaCl₂═2NaCl+BaCO₃↓．
（2）取步驟（1）試管中的少量上層清液，滴加酚酞溶液，溶液變紅色．溶液顯堿性，因溶液中碳酸鈉已被氯化鋇完全消耗，所以說明原溶液中一定有氫氧化鈉．從而得出[實驗結論]該氫氧化鈉溶液部分變質．
反思與評價：
（1）氫氧化鈉溶液露置于空氣中容易與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，相關反應的化學方程式為：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．
（2）如用氫氧化鈣溶液代替氯化鋇溶液是不行的，因為氫氧化鈣與碳酸鈉反應會生成氫氧化鈉，這樣無法確定（2）步驟的實驗結論，得不出氫氧化鈉部分變質的結論，所以該方案不可行．
Ⅱ定量分析：
（1）設20g原溶液中碳酸鈉的質量為x，生成二氧化碳的質量為y
Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH
106              100
 x                 1.0g            
 $\frac{106}{x}=\frac{100}{1.0g}$ 
解得：x=1.06g．
（2）設變質的氫氧化鈉的質量為y．
2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
80                    106
y                     1.06g   
 $\frac{80}{y}=\frac{106}{1.06g}$
解得：y=0.8g
（2）該氫氧化鈉固體的變質程度$\frac{0.8g}{20g}×100%$=4%
答：（1）20.0g該溶液中碳酸鈉的質量為1.06g；（2）該氫氧化鈉固體的變質程度為4%．
故答案為：
Ⅰ定性分析：
實驗探究1：出現(xiàn)氣泡
實驗探究2：白色沉淀；氫氧化鈉
實驗結論：部分
反思與評價：（1）CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
（2）不可行；
Ⅱ定量分析：
（1）1.06g；
（2）4%

點評 此題是一道實驗探究題，解題的關鍵是把握在證明氫氧化鈉部分變質時，先除去氫氧化鈉中的碳酸鈉，然后再證明剩余溶液顯堿性，才能說明氫氧化鈉部分變質．