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(yīng)的有關(guān)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(jù)是

CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O（或空氣中的CO₂與NaOH反應(yīng)生成Na₂CO₃）

；
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(chǎn)生，則加入的X溶液是

稀鹽酸（或稀硫酸等）

，說明氫氧化鈉已經(jīng)變質(zhì)，有氣泡產(chǎn)生的反應(yīng)的化學方程式是

Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑（與所選的酸對應(yīng)，合理均可）

．
（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

CaCO₃

（填化學式），該實驗

不能

 （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(guān)系圖．圖中M點的意義是

氫氧化鈉和鹽酸恰好完全反應(yīng)

，此時反應(yīng)中氫氧化鈉和氯化氫的質(zhì)量比是

80：73

，氫氧化鈉和鹽酸的反應(yīng)是

放熱

反應(yīng)（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(zhì)是

NaCl、HCl

．
（4）為從定量角度認識中和反應(yīng)，小明同學自行設(shè)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(yīng)．請分析小明實驗后回答：實驗中酚酞試劑的作用是

判斷反應(yīng)進行和進行的程度

；計算出這時所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是多少？（精確到0.1%）

Answer 1

分析：[對固體猜想]根據(jù)氫氧化鈉在保存期間可能吸收空氣二氧化碳而全部變質(zhì)為碳酸鈉，也可能部分吸收二氧化碳而部分變質(zhì)為碳酸鈉，也可能因保存較為完善而未變質(zhì)回答；
[實驗和推斷]（1）根據(jù)碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳的性質(zhì)回答．并寫出反應(yīng)的方程式；
（2）根據(jù)碳酸鈉的性質(zhì)及碳酸鈉的堿性及反應(yīng)的產(chǎn)物分析；
（3）根據(jù)酸堿中和反應(yīng)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(yīng)的質(zhì)量比；當鹽酸過量時除了有反應(yīng)的產(chǎn)物外還有過量的酸；
（4）根據(jù)氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)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(yīng)及反應(yīng)的程度；根據(jù)化學方程式計算出氯化鈉和氯化氫的質(zhì)量，再利用溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)公式計算氯化鈉的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)．

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(zhì)為碳酸鈉，也可能部分吸收二氧化碳而部分變質(zhì)為碳酸鈉，也可能因保存較為完善而未變質(zhì)；
[實驗和推斷]碳酸鈉與鹽酸等酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳有氣泡產(chǎn)生，因此有氣泡產(chǎn)生，說明氫氧化鈉已經(jīng)變質(zhì)，反應(yīng)的方程式為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑（與所選的酸對應(yīng)，合理均可）；
（2）由于氫氧化鈉與氫氧化鈣不反應(yīng)，碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)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(chǎn)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(yīng)也產(chǎn)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(jù)坐標氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)放出熱量，等二者恰好完全反應(yīng)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(yīng)；根據(jù)氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)的化學方程式意義計算可知：每40份質(zhì)量的氫氧化鈉和36.5份質(zhì)量的鹽酸恰好完全反應(yīng)，因此反應(yīng)中氫氧化鈉和氯化氫的質(zhì)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(yīng)生成的氯化鈉外，還有過量的鹽酸，因此溶液中存在的溶質(zhì)是：NaCl、HCl；
（4）氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)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(yīng)及反應(yīng)的程度；
解：設(shè)共用去稀鹽酸的質(zhì)量為x，生成NaCl的質(zhì)量為y
HCl+NaOH=NaCl+H₂O   
36.5     40          58.5     
10% x   10g×8%       y

36.5

10%x

=

40

10g×8%

    x=7.3g   
   

40

10g×8%

=

58.5

y

     y=1.17g

NaCl%=

1.17g

10g+7.3g

×100%=6.8%
答：所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為6.8%．
故答案為：猜想Ⅰ：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O（或空氣中的CO₂與NaOH反應(yīng)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(yīng)，合理均可）
（2）CaCO₃  不能
（3）氫氧化鈉和鹽酸恰好完全反應(yīng)     80：73   放熱    NaCl、HCl
（4）判斷反應(yīng)進行和進行的程度
解：設(shè)共用去稀鹽酸的質(zhì)量為x，生成NaCl的質(zhì)量為y
HCl+NaOH=NaCl+H₂O   
36.5     40          58.5     
10% x   10g×8%       y

36.5

10%x

=

40

10g×8%

    x=7.3g   
   

40

10g×8%

=

58.5

y

     y=1.17g

NaCl%=

1.17g

10g+7.3g

×100%=6.8%
答：所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為6.8%．

點評：本題考查了有關(guān)氫氧化鈉變質(zhì)及酸堿中和反應(yīng)的問題，解答本類題的關(guān)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．