Question

10．某興趣小組為了探究實(shí)驗(yàn)室中久置的氫氧化鈉固體的成分，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．
【提出問(wèn)題】久置氫氧化鈉固體的成分是什么？
【猜想與假設(shè)】猜想I：全部是NaOH；
猜想Ⅱ：全部是Na₂CO₃；
猜想Ⅲ：NaOH和Na₂CO₃．
【實(shí)驗(yàn)與探究】
（1）實(shí)驗(yàn)如下：

實(shí)驗(yàn)操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論及解釋
取少量固體樣品于試管中，加蒸餾水完全溶解，然后滴加氯化鈣溶液．	實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生白色沉淀．	則證明猜想Ⅱ或Ⅲ成立． 過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：CaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl

（2）為了進(jìn)一步的驗(yàn)證猜想結(jié)果，你該如何做？繼續(xù)步驟一的實(shí)驗(yàn)，過(guò)濾，然后向?yàn)V液中滴加無(wú)色酚酞試液，若酚酞變紅，則猜想Ⅲ成立；若酚酞不變紅，則猜想Ⅱ成立．
（3）小華同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)（1）的方案提出了質(zhì)疑，他認(rèn)為該方案的操作步驟中應(yīng)該改進(jìn)的是加入過(guò)量的氯化鋇溶液．
（4）小明又提出了一個(gè)定量實(shí)驗(yàn)方案：通過(guò)測(cè)定產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量來(lái)證明猜想II或III成立．實(shí)驗(yàn)如下：準(zhǔn)確稱取mg固體樣品于試管中，加蒸餾水完全溶解，然后滴加足量氯化鈣溶液，充分反應(yīng)后過(guò)濾、洗滌、干燥稱得沉淀的質(zhì)量為ng，若猜想III成立，則m與n的關(guān)系式為（用含m和n的等式或不等式表示）m=$\frac{106n}{197}$．
（5）你還有其它定量實(shí)驗(yàn)方法來(lái)證明猜想II或猜想III成立嗎？寫(xiě)出方案即可．取少量固體樣品于試管中，加蒸餾水完全溶解，然后滴加總量氯化鋇溶液．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生白色沉淀，過(guò)濾，然后向?yàn)V液中滴加無(wú)色酚酞試液，若酚酞變紅，則猜想Ⅲ成立；若酚酞不變紅，則猜想Ⅱ成立．

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】
全部是NaOH，全部是Na₂CO₃；，是NaOH和Na₂CO₃；
【實(shí)驗(yàn)與探究】
（1）氯化鋇和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉；
（2）根據(jù)堿性溶液能使無(wú)色酚酞變紅解答；
（3）碳酸鈉溶液顯堿性，能使酚酞試液變紅色；
（4）根據(jù)氯化鋇和碳酸鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式可以得出m和n的關(guān)系，然后根據(jù)題中的信息進(jìn)行解答即可；
（5）根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行驗(yàn)證．

解答 解：【猜想與假設(shè)】
猜想Ⅰ：完全變質(zhì)，全部是Na₂CO₃；猜想Ⅱ：部分變質(zhì)，為NaOH和Na₂CO₃．
【實(shí)驗(yàn)與探究】
（1）氯化鋇溶液和碳酸鈉反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鋇和氯化鈉，所以若觀察到產(chǎn)生了白色沉淀，則說(shuō)明在該固體中含有碳酸鈉，該化學(xué)方程式為：CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl；
（2）繼續(xù)步驟一的實(shí)驗(yàn)，過(guò)濾，然后向?yàn)V液中滴加無(wú)色酚酞試液，若酚酞變紅，則猜想Ⅲ成立；若酚酞不變紅，則猜想Ⅱ成立．
（3）氯化鋇溶液呈中性，不能使無(wú)色酚酞試液變紅，但碳酸鈉溶液呈堿性，能使酚酞變紅；所以為了防止碳酸鈉干擾實(shí)驗(yàn)應(yīng)該將步驟二中的氯化鋇溶液改為加入過(guò)量的氯化鋇溶液；
（4）設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x，
BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl，
          106         197
             x         ng
$\frac{106}{x}=\frac{197}{ng}$
x=$\frac{106n}{197}g$
如果m=$\frac{106n}{197}$，則猜想Ⅱ成立；
（5）取少量固體樣品于試管中，加蒸餾水完全溶解，然后滴加總量氯化鋇溶液．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生白色沉淀，過(guò)濾，然后向?yàn)V液中滴加無(wú)色酚酞試液，若酚酞變紅，則猜想Ⅲ成立；若酚酞不變紅，則猜想Ⅱ成立．
故答案為：【猜想與假設(shè)】猜想Ⅱ：NaOH和Na₂CO₃
【實(shí)驗(yàn)與探究】（1）

實(shí)驗(yàn)操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論及解釋
取少量固體樣品于試管中，加蒸餾水完全溶解，然后滴加氯化鈣溶液．	實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生 白色沉淀．	則證明猜想Ⅱ或Ⅲ成立． 過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：CaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl

（2）繼續(xù)步驟一的實(shí)驗(yàn)，過(guò)濾，然后向?yàn)V液中滴加無(wú)色酚酞試液，若酚酞變紅，則猜想Ⅲ成立；若酚酞不變紅，則猜想Ⅱ成立．
（3）加入過(guò)量的氯化鋇溶液；
（4）（2）m=$\frac{106n}{197}$；
（5）取少量固體樣品于試管中，加蒸餾水完全溶解，然后滴加總量氯化鋇溶液．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生白色沉淀，過(guò)濾，然后向?yàn)V液中滴加無(wú)色酚酞試液，若酚酞變紅，則猜想Ⅲ成立；若酚酞不變紅，則猜想Ⅱ成立．

點(diǎn)評(píng) 在檢驗(yàn)氫氧化鈉是否是部分變質(zhì)與檢驗(yàn)是否變質(zhì)是有區(qū)別的，檢驗(yàn)變質(zhì)只需用鹽酸就可以了，而檢驗(yàn)部分變質(zhì)，還要檢驗(yàn)是否有氫氧化鈉，常用氯化鈣溶液或是氯化鋇溶液來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)．