Question

某興趣小組同學為了探究實驗室中久置的氫氧化鈉固體的成分，并進行中和反應的有關實驗．請你與他們一起完成以下探究活動：
[對固體猜想]
猜想I：全部是Na₂CO₃，猜想的依據是______；
猜想Ⅱ：全部是NaOH  
猜想Ⅲ：部分是NaOH，部分是Na₂CO₃．
[實驗和推斷]
（1）若現(xiàn)象A為有氣泡產生，則加入的X溶液是______，說明氫氧化鈉已經變質，有氣泡產生的反應的化學方程式是______．
（2）若X是Ca（OH）₂溶液，現(xiàn)象A有白色沉淀，現(xiàn)象B為無色酚酞試液變紅色，則白色沉淀為______（填化學式），該實驗______ （填“能”或“不能”）說明樣品中有NaOH．
（3）如圖是向凈化后的氫氧化鈉溶液中逐滴加入鹽酸時溶液溫度與鹽酸溶液體積之間的變化關系圖．圖中M點的意義是______，此時反應中氫氧化鈉和氯化氫的質量比是______，氫氧化鈉和鹽酸的反應是______反應（填“放熱”或“吸熱”）．當所加鹽酸的體積大于v mL時，溶液中存在的溶質是______．
（4）為從定量角度認識中和反應，小明同學自行設計并進行了下面實驗：
①在小燒杯中倒入8%的氫氧化鈉溶液l0g，滴入2滴酚酞試劑后，溶液呈紅色；
②另取10%的稀鹽酸逐滴滴加到氫氧化鈉溶液中，邊滴邊振蕩，隨鹽酸滴入，溶液顏色逐漸變淺；
③在溶液紅色消失瞬間，停止實驗．
若停止實驗時，兩溶液恰好反應．請分析小明實驗后回答：實驗中酚酞試劑的作用是______；計算出這時所得溶液的溶質質量分數是多少？（精確到0.1%）

Answer 1

【答案】分析：[對固體猜想]根據氫氧化鈉在保存期間可能吸收空氣二氧化碳而全部變質為碳酸鈉，也可能部分吸收二氧化碳而部分變質為碳酸鈉，也可能因保存較為完善而未變質回答；
[實驗和推斷]（1）根據碳酸鈉與鹽酸反應產生二氧化碳的性質回答．并寫出反應的方程式；
（2）根據碳酸鈉的性質及碳酸鈉的堿性及反應的產物分析；
（3）根據酸堿中和反應伴隨著放熱現(xiàn)象，且二者恰好中和時放熱最多分析M點的意義及恰好反應的質量比；當鹽酸過量時除了有反應的產物外還有過量的酸；
（4）根據氫氧化鈉和鹽酸反應無現(xiàn)象，通過無色的酚酞試液可以間接幫助判斷二者的反應及反應的程度；根據化學方程式計算出氯化鈉和氯化氫的質量，再利用溶質的質量分數公式計算氯化鈉的溶質質量分數．
解答：解：[對固體猜想]氫氧化鈉在保存期間可能吸收空氣二氧化碳而全部變質為碳酸鈉，也可能部分吸收二氧化碳而部分變質為碳酸鈉，也可能因保存較為完善而未變質；
[實驗和推斷]碳酸鈉與鹽酸等酸反應產生二氧化碳有氣泡產生，因此有氣泡產生，說明氫氧化鈉已經變質，反應的方程式為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑（與所選的酸對應，合理均可）；
（2）由于氫氧化鈉與氫氧化鈣不反應，碳酸鈉與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，所以滴加氫氧化鈣溶液，有白色沉淀產生，說明含有碳酸鈉；因為碳酸鈉雖然屬于鹽，但顯堿性也能使酚酞試液變紅，且碳酸鈉和氫氧化鈣反應也產生氫氧化鈉，再加入酚酞變紅不能說明含有氫氧化鈉；
（3）根據坐標氫氧化鈉和鹽酸反應放出熱量，等二者恰好完全反應時，放出的熱量最多，所以M點的意義是：氫氧化鈉和鹽酸恰好完全反應；根據氫氧化鈉和鹽酸反應的化學方程式意義計算可知：每40份質量的氫氧化鈉和36.5份質量的鹽酸恰好完全反應，因此反應中氫氧化鈉和氯化氫的質量比是80：73；當所加鹽酸的體積大于v mL時，說明鹽酸過量．溶液中除了有反應生成的氯化鈉外，還有過量的鹽酸，因此溶液中存在的溶質是：NaCl、HCl；
（4）氫氧化鈉和鹽酸反應無現(xiàn)象，通過無色的酚酞試液的變色和褪色可以間接幫助判斷二者的反應及反應的程度；
解：設共用去稀鹽酸的質量為x，生成NaCl的質量為y
HCl+NaOH=NaCl+H₂O   
36.5     40          58.5     
10% x   10g×8%       y
=    x=7.3g   
   
=     y=1.17g

NaCl%=×100%=6.8%
答：所得溶液的溶質質量分數為6.8%．
故答案為：猜想Ⅰ：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O（或空氣中的CO₂與NaOH反應生成Na₂CO₃）
【實驗和推斷】（1）稀鹽酸（或稀硫酸等）
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑（與所選的酸對應，合理均可）
（2）CaCO₃  不能
（3）氫氧化鈉和鹽酸恰好完全反應     80：73   放熱    NaCl、HCl
（4）判斷反應進行和進行的程度
解：設共用去稀鹽酸的質量為x，生成NaCl的質量為y
HCl+NaOH=NaCl+H₂O   
36.5     40          58.5     
10% x   10g×8%       y
=    x=7.3g   
   
=     y=1.17g

NaCl%=×100%=6.8%
答：所得溶液的溶質質量分數為6.8%．
點評：本題考查了有關氫氧化鈉變質及酸堿中和反應的問題，解答本類題的關鍵是要知道碳酸鈉顯堿性，也能使酚酞試液變紅色，只有先把碳酸鈉除掉才能再加入酚酞試液，驗證是否含有氫氧化鈉．