Question

化學(xué)興趣小組的同學(xué)做中和反應(yīng)實驗時，將稀鹽酸滴入氫氧化鈉溶液中，看到有氣泡產(chǎn)生，是不是拿錯了藥品？經(jīng)檢驗確認沒有拿錯藥品，而是氫氧化鈉溶液變質(zhì)了．
【分析】氫氧化鈉溶液變質(zhì)的原因是

氫氧化鈉與空氣中二氧化碳反應(yīng)而變質(zhì)

．
【提出問題】該氫氧化鈉溶液是全部變質(zhì)還是部分變質(zhì)？
【查閱資料】①已知反應(yīng)：BaCl₂+Na₂CO₃═2NaCl+BaCO₃↓（白色）
②氯化鋇溶液呈中性．
【設(shè)計實驗】依據(jù)查閱的資料設(shè)計實驗步驟，并進行實驗，根據(jù)實驗現(xiàn)象推斷相應(yīng)實驗結(jié)論．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
（1）取少量該溶液于試管中，向溶液中滴加過量氯化鋇溶液，并不斷振蕩．	有白色沉淀產(chǎn)生．	說明原溶液中一定含有 Na2CO3 ．
（2）取（1）試管中的上層清液滴加酚酞試液．	溶液變紅色．	則溶液中一定含有 NaOH ．

【實驗結(jié)論】該興趣小組的同學(xué)得出的結(jié)論是：氫氧化鈉溶液

部分

變質(zhì)（填“部分”或“全部”）．
【進一步實驗】該小組同學(xué)用變質(zhì)的溶液制取不含雜質(zhì)的氫氧化鈉溶液，繼續(xù)完成中和反應(yīng)實驗．請你幫助他們解決下列問題：
（1）除去氫氧化鈉溶液中存在的上述雜質(zhì)可加入適量的

Ca（OH）₂（合理均可）

．
（2）借助于

酚酞試液（合理均可）

可判斷鹽酸和氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)．
【研究課題2】取25.2g氫氧化鈉樣品（雜質(zhì)為碳酸鈉）溶于水配制成46g溶液，再加入74g溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為20%的氫氧化鈣溶液，恰好完全反應(yīng)．求：反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析：【分析】根據(jù)實驗中滴加鹽酸有氣體放出，可推斷氫氧化鈉吸收了空氣中二氧化碳生成碳酸鈉而變質(zhì)；
【實驗設(shè)計】為檢驗變質(zhì)程度，利用碳酸鈉與氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀與氯化鈉，可首先使用氯化鋇除去變質(zhì)生成的碳酸鈉；然后取上層清液滴加酚酞，如果部分變質(zhì)，剩余的氫氧化鈉能使酚酞變紅，如果全部變質(zhì)，則滴加的酚酞不變色；
【實驗結(jié)論】實驗中觀察到滴加酚酞變紅，說明上層清液中含有未變質(zhì)的氫氧化鈉，因此，可得出部分變質(zhì)的結(jié)論；
【進一步實驗】利用氫氧化鈣溶液與碳酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉和碳酸鈣沉淀進行分析；根據(jù)酚酞遇堿變紅、遇酸或中性溶液不變紅的特點，可向溶液中滴入酚酞判斷兩者恰好完全反應(yīng)；
【研究課題2】根據(jù)反應(yīng)化學(xué)方程式可知，反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)是氫氧化鈉；根據(jù)題意：碳酸鈉和氫氧化鈣溶液恰好完全反應(yīng)，以及氫氧化鈣的質(zhì)量結(jié)合化學(xué)方程式可求碳酸鈉的質(zhì)量，同時也可求出生成的新的氫氧化鈉的質(zhì)量．最后根據(jù)溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)計算公式即可計算出反應(yīng)后溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)，需要注意的是溶質(zhì)氫氧化鈉既包括生成的氫氧化鈉，還包括樣品中的氫氧化鈉．

解答：解：【分析】氫氧化鈉能吸收空氣中的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈉和水而變質(zhì)；
【實驗設(shè)計】（1）氫氧化鈉與氯化鋇不反應(yīng)，加入氯化鋇溶液形成了白色沉淀，說明溶液中含有碳酸鈉，與氯化鋇生成不溶于水的碳酸鋇；
（2）加入過量氯化鋇溶液與溶液中的碳酸鈉充分反應(yīng)，生成白色沉淀碳酸鋇和氯化鈉，從而將碳酸鈉全部除去，上層清液仍可使酚酞變成紅色，說明清液中含有氫氧化鈉；
【實驗結(jié)論】加入的氯化鋇生成白色沉淀，可說明溶液中含有碳酸鈉；清液中滴酚酞變紅，說明溶液中含有氫氧化鈉；因此，可判斷原氫氧化鈉溶液部分變質(zhì)；
【進一步實驗】（1）向變質(zhì)的溶液中加入適量的氫氧化鈣溶液，氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，過濾去碳酸鈣沉淀，可得到較為純凈的氫氧化鈉溶液；
（2）可向氫氧化鈉溶液中滴入酚酞，溶液變紅，然后再滴加稀鹽酸，待紅色剛好消失，鹽酸與氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)，也可使用pH試紙或pH計等；
故答案為：
【分析】氫氧化鈉與空氣中二氧化碳反應(yīng)而變質(zhì)；
【設(shè)計實驗】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
（1）取少量該溶液于試管中，向溶液中滴加過量氯化鋇溶液，并不斷振蕩．	有白色沉淀產(chǎn)生．	說明原溶液中一定含有    Na2CO3．
（2）�。�1）試管中的上層清液滴加酚酞試液．	溶液變紅色．	則溶液中一定含有  NaOH．

【實驗結(jié)論】部分；
【進一步實驗】（1）氫氧化鈣溶液；
（2）酚酞試液（合理均可）；
【研究課題2】設(shè)氫氧化鈉中碳酸鈉質(zhì)量為x，反應(yīng)生成的氫氧化鈉質(zhì)量為y
Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH
106      74               80
x       74g×20%           y

106

x

=

74

74g×20%

     x=21.2g

74

74g×20%

=

80

y

        y=16g
根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知生成碳酸鈣的質(zhì)量是：21.2g+74g×20%-16g=20g
則樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量是：25.2g-21.2g=4g
則所得氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為：

4g+16g

25.2g+46g+74g-20g

×100%≈15.97%
答：反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為15.97%．

點評：本題綜合考查了氫氧化鈉的性質(zhì)以及碳酸根的檢驗方法及除雜方法，以及根據(jù)方程式的計算，注意把握加入試劑的量，除雜過程中不能加入新的雜質(zhì)離子，正確選擇試劑，并注意計算解題規(guī)范，有一定的思維難度．