Question

某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組欲測定實驗室里一瓶久置的NaOH固體是否變質(zhì)．請你和該小組的同學(xué)一起完成如下實驗探究：
【作出猜想】猜想I：沒變質(zhì)，全部是NaOH；
猜想II：

部分變質(zhì)，既含有NaOH，又含有Na₂CO₃

猜想Ⅲ：完全變質(zhì)，全部是Na₂CO₃．
【查閱資料】①已知反應(yīng)：BaCl₂+Na₂CO₃=2NaCl+BaCO₃↓
②部分鹽溶液在常溫下的pH如下：

鹽溶液	NaCI	Na2CO3	BaCl2
pH	等于7	大于7	等于7

【設(shè)計方案并進行實驗】請你與他們一起共同完成，并回答所給問題．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①稱取上述氫氧化鈉固體樣品10.0g溶于50ml水配成溶液，向溶液中滴加氯化鋇溶液至過量，充分反應(yīng)后，靜置．	產(chǎn)生白色沉淀	說明久置固體中，一定含有Na2CO3
②用玻璃棒蘸取少量①中充分反應(yīng)后的上層清液滴在一小塊pH試紙上，與標準比色卡對比，測出pH	pH=11	說明久置固體中，還一定含有 NaOH

上述步驟①中，滴加過量BaCl₂溶液的目的是

使樣品中的Na₂C0₃完全反應(yīng)

．
【實驗結(jié)論】通過實驗，說明上述猜想中

Ⅱ

是正確的．
【拓展】該小組同學(xué)為測定出該NaOH固體的變質(zhì)程度，繼續(xù)將上述白色沉淀過濾、洗凈、干燥，稱得其質(zhì)量為3.94g，求原試劑中NaOH的質(zhì)量分數(shù)．（寫出計算過程，假定試劑中無其它雜質(zhì)）．

Answer 1

分析：【作出猜想】依據(jù)氫氧化鈉變質(zhì)的程度和產(chǎn)物并結(jié)合其他猜想分析解答；
【設(shè)計方案，并進行驗證】根據(jù)結(jié)論中有碳酸鈉，根據(jù)碳酸鈉和氯化鋇的反應(yīng)來分析現(xiàn)象，再根據(jù)充分反應(yīng)后溶液的pH值分析固體中是否含有氫氧化鈉，所加試劑過量是為了讓碳酸鈉完全反應(yīng)；
【實驗結(jié)論】根據(jù)實驗的現(xiàn)象和結(jié)論來分析上述猜想是否正確；
【拓展】根據(jù)沉淀質(zhì)量來計算碳酸鈉的質(zhì)量，再計算原樣品中NaOH的質(zhì)量及質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：【作出猜想】氫氧化鈉變質(zhì)生成碳酸鈉，根據(jù)猜想Ⅰ沒變質(zhì)，猜想Ⅲ完全變質(zhì)，可知猜想Ⅱ可能部分變質(zhì)，既含有氫氧化鈉，也含有碳酸鈉；
【設(shè)計方案，并進行驗證】由實驗步驟①及由①得出的結(jié)論可知，該物質(zhì)中含有碳酸鈉，氯化鋇與碳酸鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水的白色物質(zhì)碳酸鋇，故現(xiàn)象為產(chǎn)生白色沉淀；用玻璃棒蘸取少量①中充分反應(yīng)后的上層清液滴在一小塊pH試紙上，由于步驟①滴加了過量的氯化鋇溶液，所以溶液中不含有Na₂C0₃，且pH=11，則說明溶液顯堿性，原固體中含有NaOH；
步驟（1）中滴加過量BaCl₂溶液，是保證所取樣品中的碳酸鈉完全反應(yīng)，對步驟②的測量不造成影響；
【實驗結(jié)論】由實驗（1）和（2）的結(jié)論可知，原樣品中含有碳酸鈉和氫氧化鈉，則猜想Ⅱ正確；
故答案為：【作出猜想】部分變質(zhì)，既含有NaOH，又含有Na₂CO₃；
【設(shè)計方案并進行實驗】產(chǎn)生白色沉淀；NaOH；使樣品中的Na₂C0₃完全反應(yīng)；
【實驗結(jié)論】Ⅱ；
【拓展】由靜置后的混合物過濾，將白色沉淀洗滌、干燥，稱得其質(zhì)量為3.94g，即碳酸鋇的質(zhì)量為3.94g，
設(shè)樣品中含有碳酸鈉的質(zhì)量為X
BaCl₂+Na₂CO₃=2NaCl+BaCO₃↓
106                197
X                  3.94g

106

X

=

197

3.94g

   X=2.12g，
則氫氧化鈉的質(zhì)量為10.00g-2.12g=7.88g，
則原樣品中NaOH的質(zhì)量分數(shù)為

7.88g

10.0g

×100%=78.8%
答：原試劑中NaOH的質(zhì)量分數(shù)是78.8%．

點評：本題考查了久置的NaOH固體是否變質(zhì)的實驗探究，以及方程式的計算，明確實驗現(xiàn)象與結(jié)論的關(guān)系，并從題目中獲取有用信息，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)來分析，同時注意計算答題的規(guī)范性．