Question

18．某興趣小組在整理實驗室時發(fā)現(xiàn)一瓶敞口放置的氫氧化鈉固體，于是他們對這瓶氫氧化鈉固體的成分展開探究．
【提出問題】這瓶氫氧化鈉固體是否變質？
【猜想假設】猜想一：沒有變質，全部是NaOH；
猜想二：完全變質，全部是Na₂CO₃；猜想三：部分變質，是NaOH和Na₂CO₃．
【實驗探究】為了探究固體成分，他們分別進行了如下實驗：
（1）甲同學取少量固體于試管中，加水后有放熱現(xiàn)象，說明這瓶固體中含有氫氧化鈉．
（2）乙同學另取少量固體于試管中，滴加足量稀鹽酸，有氣泡產生，于是他認為猜想二正確，丙同學認為他的結論不嚴密，其原因是滴加足量稀鹽酸，有氣泡產生，說明固體中一定含有碳酸鈉，無法確定是否含有氫氧化鈉，請寫出上述產生氣泡的相關反應的化學方程式：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
（3）為了進一步確定這瓶固體的成分，丙同學設計了如下方案，請你完成下列實驗報告：

實驗步驟	可能觀察到的現(xiàn)象	結論
Ⅰ取樣于試管中，加水溶解，滴入過量的①CaCl2（填化學式）溶液	產生白色沉淀	含有②碳酸鈉
Ⅱ反應后過濾，取上層清液，滴入酚酞溶液	無色酚酞溶液變紅	③猜想三正確

【拓展遷移】
（4）該小組同學反思了氫氧化鈉變質的原因，認識到氫氧化鈣露置于空氣也會變質，請你寫出氫氧化鈉溶液變質的化學方程式：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（5）要除去久置的氫氧化鈉固體中的雜質，得到純凈的氫氧化鈉固體，可將固體加足量水溶解，加入適量的氫氧化鈣溶液后，再過濾、蒸發(fā)結晶即可．

Answer 1

分析 【猜想假設】
如果沒有變質，全部是NaOH；如果完全變質，全部是Na₂CO₃；如果部分變質，是NaOH和Na₂CO₃；
【實驗探究】
氫氧化鈉溶于水放熱，而碳酸鈉溶于水無明顯現(xiàn)象；
碳酸鈉能和稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，氫氧化鈉和稀鹽酸反應生成氯化鈉和水；
碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉；
碳酸鈉和氫氧化鈉的水溶液都是顯堿性的溶液，都能使酚酞試液變紅色；
【拓展遷移】
氫氧化鈉能和空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水；
碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉．

解答 解：【猜想假設】
猜想一：沒有變質，固體全部是NaOH；
猜想二：完全變質，氫氧化鈉全部和二氧化碳發(fā)生了反應，因此固體全部是Na₂CO₃；
猜想三：部分變質，部分氫氧化鈉和二氧化碳發(fā)生了反應，因此固體是NaOH和Na₂CO₃．
故填：部分變質，是NaOH和Na₂CO₃．
【實驗探究】
（1）甲同學取少量固體于試管中，加水后有放熱現(xiàn)象，說明這瓶固體中含有氫氧化鈉，這是因為氫氧化鈉溶于水放熱，而碳酸鈉溶于水無明顯現(xiàn)象．
故填：氫氧化鈉．
（2）乙同學另取少量固體于試管中，滴加足量稀鹽酸，有氣泡產生，于是他認為猜想二正確，丙同學認為他的結論不嚴密，其原因是滴加足量稀鹽酸，有氣泡產生，說明固體中一定含有碳酸鈉，無法確定是否含有氫氧化鈉；
碳酸鈉能和稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，反應的化學方程式為：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
故填：滴加足量稀鹽酸，有氣泡產生，說明固體中一定含有碳酸鈉，無法確定是否含有氫氧化鈉；Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
（3）Ⅰ取樣于試管中，加水溶解，滴入過量的CaCl₂溶液，產生白色沉淀，說明樣品中含有碳酸鈉；
Ⅱ反應后過濾，取上層清液，滴入酚酞溶液，無色酚酞溶液變紅，說明樣品中含有氫氧化鈉，進一步說明猜想三正確，實驗過程如下表所示：

實驗步驟	可能觀察到的現(xiàn)象	結論
Ⅰ取樣于試管中，加水溶解，滴入過量的①CaCl2溶液	產生白色沉淀	含有②碳酸鈉
Ⅱ反應后過濾，取上層清液，滴入酚酞溶液	無色酚酞溶液變紅	③猜想三正確

【拓展遷移】
（4）氫氧化鈉溶液變質的原因是和空氣中的二氧化碳反應生成了碳酸鈉和水，反應的化學方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
故填：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（5）要除去久置的氫氧化鈉固體中的雜質，得到純凈的氫氧化鈉固體，可將固體加足量水溶解，加入適量的氫氧化鈣溶液后，再過濾、蒸發(fā)結晶即可．
故填：氫氧化鈣．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．