Question

9．化學(xué)課后，化學(xué)興趣小組的同學(xué)在整理實(shí)驗(yàn)桌時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一瓶氫氧化鈉溶液沒有塞橡皮塞，征得老師同意后，開展了以下探究：
【提出問題1】該氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)了呢？若變質(zhì)，變質(zhì)的程度如何呢？
Ⅰ定性分析：
【實(shí)驗(yàn)探究1】

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量該溶液于試管中，向溶液中滴加稀鹽酸（請?zhí)钜环N含氫離子的溶液名稱或其溶質(zhì)化學(xué)式），并不斷振蕩．	出現(xiàn)氣泡	氫氧化鈉溶液一定變質(zhì)了．

【提出問題2】該氫氧化鈉溶液是全部變質(zhì)還是部分變質(zhì)呢？
【猜想與假設(shè)】
猜想1：氫氧化鈉溶液部分變質(zhì)．
猜想2：氫氧化鈉溶液全部變質(zhì)．
【查閱資料】
（1）氯化鈣溶液呈中性．
（2）氯化鈣溶液能與碳酸鈉溶液反應(yīng)：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl
【實(shí)驗(yàn)探究2】

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
（1）取少量該溶液于試管中，向溶液中滴加過量的氯化鈣溶液，并不斷振蕩．	有白色沉淀生成．	說明原溶液中一定有碳酸鈉．
（2）取步驟（1）試管中的少量上層清液，滴加酚酞溶液．	溶液變紅色．	說明原溶液中一定有氫氧化鈉

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】該氫氧化鈉溶液部分（填“部分”或“全部”）變質(zhì)．
【反思與評(píng)價(jià)】
（1）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
（2）在上述【實(shí)驗(yàn)探究2】中，小明提出可用氫氧化鈣溶液代替氯化鈣溶液，小亮認(rèn)為小明的方案不可行原因是不可行．
Ⅱ定量分析：
該興趣小組取20g 10%的該溶液，加入足量澄清石灰水，生成1.0g碳酸鈣沉淀．計(jì)算：
（1）20g該溶液中碳酸鈉的質(zhì)量；
（2）該溶液中氫氧化鈉的變質(zhì)程度．（計(jì)算結(jié)果保留到1%）
（提示：氫氧化鈉的變質(zhì)程度是指已變質(zhì)的氫氧化鈉占變質(zhì)前氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

Answer 1

分析 Ⅰ定性分析：
實(shí)驗(yàn)探究1：已知?dú)溲趸�鈉溶液已變質(zhì)，所以氫氧化鈉溶液中一定含有碳酸根離子，因?yàn)闅溲趸�鈉溶液能吸收空氣中的二氧化碳并發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈉，故加入鹽酸會(huì)有氣泡產(chǎn)生．
實(shí)驗(yàn)探究2：（1）取少量該溶液于試管中，向溶液中滴加過量的氯化鋇溶液，溶液中的碳酸鈉會(huì)與之反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀．
（2）從（1）的結(jié)論可知原溶液中含有碳酸鈉時(shí)，滴加氯化鋇溶液時(shí)一定會(huì)生成白色的碳酸鋇沉淀，取步驟（1）試管中的少量上層清液，滴加酚酞溶液，溶液變紅色．因碳酸鈉已完全被氯化鋇反應(yīng)，所以說明原溶液中一定有氫氧化鈉．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：該氫氧化鈉溶液部分變質(zhì)．
反思與評(píng)價(jià)：（1）氫氧化鈉溶液露置于空氣中容易變質(zhì)，主要是氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水導(dǎo)致的，可以據(jù)此寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）在上述[實(shí)驗(yàn)探究2]中，如用氫氧化鈣溶液代替氯化鋇溶液是不行的，因?yàn)闅溲趸�鈣與碳酸鈉反應(yīng)會(huì)生成氫氧化鈉，這樣無法確定原溶液是否有氫氧化鈉；因此得不出氫氧化鈉部分變質(zhì)的結(jié)論，可以據(jù)此解答該題．
Ⅱ定量分析：
根據(jù)題中信息可以知道消耗鹽酸的質(zhì)量，然后根據(jù)鹽酸和碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式可以計(jì)算出碳酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)而求算出氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：Ⅰ定性分析：
實(shí)驗(yàn)探究1：已知?dú)溲趸�鈉溶液已變質(zhì)，所以氫氧化鈉溶液中含有碳酸根離子，因此加入鹽酸必產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，故加入鹽酸會(huì)有氣泡產(chǎn)生．
實(shí)驗(yàn)探究2：（1）取少量該溶液于試管中，向溶液中滴加過量的氯化鋇溶液，因碳酸鈉與氯化鋇能生成碳酸鋇沉淀，所以有白色沉淀生成，說明原溶液中一定有碳酸鈉，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+BaCl₂═2NaCl+BaCO₃↓．
（2）取步驟（1）試管中的少量上層清液，滴加酚酞溶液，溶液變紅色．溶液顯堿性，因溶液中碳酸鈉已被氯化鋇完全消耗，所以說明原溶液中一定有氫氧化鈉．從而得出[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]該氫氧化鈉溶液部分變質(zhì)．
反思與評(píng)價(jià)：
（1）氫氧化鈉溶液露置于空氣中容易與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．
（2）如用氫氧化鈣溶液代替氯化鋇溶液是不行的，因?yàn)闅溲趸�鈣與碳酸鈉反應(yīng)會(huì)生成氫氧化鈉，這樣無法確定（2）步驟的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，得不出氫氧化鈉部分變質(zhì)的結(jié)論，所以該方案不可行．
Ⅱ定量分析：
（1）設(shè)20g原溶液中碳酸鈉的質(zhì)量為x，生成二氧化碳的質(zhì)量為y
Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH
106              100
 x                 1.0g            
 $\frac{106}{x}=\frac{100}{1.0g}$ 
解得：x=1.06g．
（2）設(shè)變質(zhì)的氫氧化鈉的質(zhì)量為y．
2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
80                    106
y                     1.06g   
 $\frac{80}{y}=\frac{106}{1.06g}$
解得：y=0.8g
（2）該氫氧化鈉固體的變質(zhì)程度$\frac{0.8g}{20g}×100%$=4%
答：（1）20.0g該溶液中碳酸鈉的質(zhì)量為1.06g；（2）該氫氧化鈉固體的變質(zhì)程度為4%．
故答案為：
Ⅰ定性分析：
實(shí)驗(yàn)探究1：出現(xiàn)氣泡
實(shí)驗(yàn)探究2：白色沉淀；氫氧化鈉
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：部分
反思與評(píng)價(jià)：（1）CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
（2）不可行；
Ⅱ定量分析：
（1）1.06g；
（2）4%

點(diǎn)評(píng) 此題是一道實(shí)驗(yàn)探究題，解題的關(guān)鍵是把握在證明氫氧化鈉部分變質(zhì)時(shí)，先除去氫氧化鈉中的碳酸鈉，然后再證明剩余溶液顯堿性，才能說明氫氧化鈉部分變質(zhì)．