Question

20．實驗室有一瓶放置已久的氫氧化鈉溶液，為探究其變質(zhì)情況，某化學(xué)興趣小組進(jìn)行了以下探究．
【猜想與假設(shè)】
猜想1：沒有變質(zhì)，溶質(zhì)為氫氧化鈉；
猜想2：部分變質(zhì)，溶質(zhì)為氫氧化鈉和碳酸鈉；
猜想3：完全變質(zhì)，溶質(zhì)為碳酸鈉．
【實驗探究1】

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
（1）取少量該溶液與試管中，加入足量稀鹽酸	有氣泡冒出	氫氧化鈉溶液一定變質(zhì)了
（2）另取少量該溶液與試管中，加入氯化鈣（或CaCl2）．	有白色沉淀生成	猜想2正確
（3）取步驟（2）試管中的少量上層清液，加入酚酞試液	溶液變成紅色

【實驗探究2】
為了進(jìn)一步確認(rèn)該氫氧化鈉溶液的變質(zhì)情況，該小組的同學(xué)又進(jìn)行了如下實驗，請計算原氫氧化鈉溶液中變質(zhì)的氫氧化鈉與未變質(zhì)的氫氧化鈉的質(zhì)量比為1：1．

【反思與評價】
氫氧化鈉溶液露置于空氣中容易變質(zhì)，請寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，所以在實驗室中必須密閉保存該物質(zhì)．

Answer 1

分析 【實驗探究1】為檢驗變質(zhì)程度，利用碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀與氯化鈉，可首先使用氯化鈣除去變質(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；
【實驗探究2】根據(jù)質(zhì)量守恒定律計算生成二氧化碳的質(zhì)量，依據(jù)化學(xué)方程式計算參加反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量，然后計算步驟1中加入的鹽酸與氫氧化鈉、碳酸鈉的反應(yīng)情況進(jìn)行分析計算；
【反思與評價】氫氧化鈉變質(zhì)是由于氫氧化鈉與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)的結(jié)果．

解答 解：【實驗探究1】根據(jù)氫氧化鈉部分變質(zhì)的結(jié)論，可知步驟2：加入的氯化鈣溶液與碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉；因此，可觀察到生成了白色沉淀；
故答案為：氯化鈣（或CaCl₂）；
步驟3：實驗得出氫氧化鈉部分變質(zhì)的結(jié)論，說明實驗中觀察到了滴入的酚酞變紅，判斷溶液中含有氫氧化鈉；
故答案為：酚酞試液；溶液變成紅色；
【實驗探究2】根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知生成二氧化碳的質(zhì)量為50g+200g-245.6g=4.4g，
設(shè)樣品溶液中碳酸鈉質(zhì)量為x，消耗鹽酸的質(zhì)量為z
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106         73                         44
x               z                      4.4g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$         $\frac{73}{z}$=$\frac{44}{4.4g}$
 x=10.6g                z=7.3g
與碳酸鈉反應(yīng)的稀鹽酸的質(zhì)量為$\frac{7.3g}{73g}$×100%=100g，
因此與氫氧化鈉反應(yīng)的稀鹽酸的質(zhì)量為：200g-100g=100g，
設(shè)未變質(zhì)的氫氧化鈉的質(zhì)量為m
  NaOH+HCl=NaCl+H₂O
   40      36.5
   m     100g×7.3%
$\frac{40}{m}$=$\frac{36.5}{100×7.3%}$
m=8g
設(shè)變質(zhì)的氫氧化鈉質(zhì)量為n
CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O
          80          106
           n          10.6g
$\frac{80}{n}$=$\frac{106}{10.6g}$
n=8g
所以原氫氧化鈉溶液中變質(zhì)的氫氧化鈉與未變質(zhì)的氫氧化鈉質(zhì)量比為8g：8g=1：1．
故答案為：1：1；
【反思與評價】氫氧化鈉變質(zhì)為碳酸鈉是由于氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水；
故答案為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；密閉．

點評 本題考查了氫氧化鈉變質(zhì)及相關(guān)的計算，檢驗氫氧化鈉與碳酸鈉的混合物時，可先把碳酸鈉變成沉淀并且不生成影響氫氧化鈉檢驗的堿性物質(zhì)，然后使用酚酞檢驗氫氧化鈉；體現(xiàn)運(yùn)用化學(xué)知識分析問題、解決問題的能力．