Question

18．某興趣小組在整理實(shí)驗(yàn)室時(shí)發(fā)現(xiàn)一瓶敞口放置的氫氧化鈉固體，于是他們對(duì)這瓶氫氧化鈉固體的成分展開(kāi)探究．
【提出問(wèn)題】這瓶氫氧化鈉固體是否變質(zhì)？
【猜想假設(shè)】猜想一：沒(méi)有變質(zhì)，全部是NaOH；
猜想二：完全變質(zhì)，全部是Na₂CO₃；猜想三：部分變質(zhì)，是NaOH和Na₂CO₃．
【實(shí)驗(yàn)探究】為了探究固體成分，他們分別進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
（1）甲同學(xué)取少量固體于試管中，加水后有放熱現(xiàn)象，說(shuō)明這瓶固體中含有氫氧化鈉．
（2）乙同學(xué)另取少量固體于試管中，滴加足量稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，于是他認(rèn)為猜想二正確，丙同學(xué)認(rèn)為他的結(jié)論不嚴(yán)密，其原因是滴加足量稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明固體中一定含有碳酸鈉，無(wú)法確定是否含有氫氧化鈉，請(qǐng)寫出上述產(chǎn)生氣泡的相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
（3）為了進(jìn)一步確定這瓶固體的成分，丙同學(xué)設(shè)計(jì)了如下方案，請(qǐng)你完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

實(shí)驗(yàn)步驟	可能觀察到的現(xiàn)象	結(jié)論
Ⅰ取樣于試管中，加水溶解，滴入過(guò)量的①CaCl2（填化學(xué)式）溶液	產(chǎn)生白色沉淀	含有②碳酸鈉
Ⅱ反應(yīng)后過(guò)濾，取上層清液，滴入酚酞溶液	無(wú)色酚酞溶液變紅	③猜想三正確

【拓展遷移】
（4）該小組同學(xué)反思了氫氧化鈉變質(zhì)的原因，認(rèn)識(shí)到氫氧化鈣露置于空氣也會(huì)變質(zhì)，請(qǐng)你寫出氫氧化鈉溶液變質(zhì)的化學(xué)方程式：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（5）要除去久置的氫氧化鈉固體中的雜質(zhì)，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(guò)濾、蒸發(fā)結(jié)晶即可．

Answer 1

分析 【猜想假設(shè)】
如果沒(méi)有變質(zhì)，全部是NaOH；如果完全變質(zhì)，全部是Na₂CO₃；如果部分變質(zhì)，是NaOH和Na₂CO₃；
【實(shí)驗(yàn)探究】
氫氧化鈉溶于水放熱，而碳酸鈉溶于水無(wú)明顯現(xiàn)象；
碳酸鈉能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，氫氧化鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水；
碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)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(yīng)生成碳酸鈉和水；
碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉．

解答 解：【猜想假設(shè)】
猜想一：沒(méi)有變質(zhì)，固體全部是NaOH；
猜想二：完全變質(zhì)，氫氧化鈉全部和二氧化碳發(fā)生了反應(yīng)，因此固體全部是Na₂CO₃；
猜想三：部分變質(zhì)，部分氫氧化鈉和二氧化碳發(fā)生了反應(yīng)，因此固體是NaOH和Na₂CO₃．
故填：部分變質(zhì)，是NaOH和Na₂CO₃．
【實(shí)驗(yàn)探究】
（1）甲同學(xué)取少量固體于試管中，加水后有放熱現(xiàn)象，說(shuō)明這瓶固體中含有氫氧化鈉，這是因?yàn)闅溲趸�鈉溶于水放熱，而碳酸鈉溶于水無(wú)明顯現(xiàn)象．
故填：氫氧化鈉．
（2）乙同學(xué)另取少量固體于試管中，滴加足量稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，于是他認(rèn)為猜想二正確，丙同學(xué)認(rèn)為他的結(jié)論不嚴(yán)密，其原因是滴加足量稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明固體中一定含有碳酸鈉，無(wú)法確定是否含有氫氧化鈉；
碳酸鈉能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
故填：滴加足量稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明固體中一定含有碳酸鈉，無(wú)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(guò)量的CaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明樣品中含有碳酸鈉；
Ⅱ反應(yīng)后過(guò)濾，取上層清液，滴入酚酞溶液，無(wú)色酚酞溶液變紅，說(shuō)明樣品中含有氫氧化鈉，進(jìn)一步說(shuō)明猜想三正確，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下表所示：

實(shí)驗(yàn)步驟	可能觀察到的現(xiàn)象	結(jié)論
Ⅰ取樣于試管中，加水溶解，滴入過(guò)量的①CaCl2溶液	產(chǎn)生白色沉淀	含有②碳酸鈉
Ⅱ反應(yīng)后過(guò)濾，取上層清液，滴入酚酞溶液	無(wú)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(zhì)的原因是和空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成了碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)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(zhì)，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(guò)濾、蒸發(fā)結(jié)晶即可．
故填：氫氧化鈣．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．