Question

17．端午陽節(jié)后，小麗帶著快樂的心情返回學校．當她來到實驗室時，意外地發(fā)現(xiàn)實驗桌上有瓶敞口放置已久的NaOH固體，由此，激發(fā)了她的探究欲望
【提出問題】這瓶NaOH固體一定變質了，其變質程度如何呢？
【提出猜想】小麗的猜想：NaOH固體全部變質
你的猜想：NaOH固體部分變質
【實驗和推斷】取少量該溶液于試管中，加入過量的氯化鈣溶液，靜置后，在上層清液中，滴加2～3滴無色酚酞，觀察現(xiàn)象．經(jīng)過實驗證明你的猜想正確，則實驗中觀察到的實驗現(xiàn)象是產生白色沉淀，酚酞試液變紅．
【定量研究】通過上述實驗證明氫氧化鈉固體是部分變質，那么變質程度又是怎樣的呢，小麗同學又進行了探究：先稱取13.3g的NaOH樣品，配成溶液，然后向溶液中逐滴加入質量分數(shù)為14.6%的稀鹽酸，根據(jù)生成CO₂的質量測定Na₂CO₃的質量．從而進一步確定樣品中NaOH的變質程度．
（1）實驗測得加入稀鹽酸的質量與產生CO₂氣體的質量關系如圖所示．填寫下表：（計算結果保留小數(shù)點后一位）

Na2CO3的質量/g	5.3
變質的NaOH的質量/g	4.0
NaOH的變質程度（用質量分數(shù)表示）	33.3%

（2）求實驗過程中與NaOH反應所用鹽酸的質量．（寫出計算過程）
（3）根據(jù)“與NaOH反應所用鹽酸的質量”，對照圖象，你發(fā)現(xiàn)了什么問題？

Answer 1

分析 【提出猜想】根據(jù)氫氧化鈉可能部分變質，可能全部變質進行分析；
【實驗和推斷】根據(jù)氫氧化鈉變質就是含有碳酸鈉，檢驗變質也就是檢驗碳酸根離子，檢驗部分變質，那么有碳酸鈉也有氫氧化鈉，所以在檢驗時只需檢驗碳酸根，用所選試劑除去碳酸根，再檢驗溶液顯堿性即可；
【定量研究】在變質的氫氧化鈉中滴加鹽酸，鹽酸與碳酸鈉產生二氧化碳氣體，根據(jù)二氧化碳氣體的質量可確定碳酸鈉的質量．通過圖示我們發(fā)現(xiàn)剛滴加鹽酸時并沒有產生二氧化碳氣體．

解答 解：【提出猜想】氫氧化鈉可能部分變質，可能全部變質，所以我的猜想是：NaOH固體部分變質；
【實驗和推斷】在檢驗部分變質時，不但檢驗有碳酸鈉還要檢驗有氫氧化鈉，所以滴加氯化鈣有白色沉淀，滴加酚酞試液，溶液變紅色；
【定量研究】解：由圖示可知產生的二氧化碳的質量為2.2g，
設生成2.2g二氧化碳時需要的碳酸鈉質量是x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                     2.2g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$
x=5.3g
由碳酸鈉的質量為5.3g，設反應的氫氧化鈉的質量為z
2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O
80         106
z          5.3g
$\frac{80}{z}$=$\frac{106}{5.3g}$
z=4g
則氫氧化鈉的變質程度為：$\frac{4g}{13.3-5.3g+4g}$×100%=33.3%，所以

Na2CO3的質量/g	5.3
變質NaOH的質量/g	4.0
NaOH的變質程度（用質量分數(shù)表示）	33.3%

沒變質氫氧化鈉質量為13.3g-5.3g=8g
設參加反應氯化氫的質量為m
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40   36.5
8g    m
$\frac{40}{8g}$=$\frac{36.5}{m}$
m=7.3g
鹽酸的質量=$\frac{7.3g}{14.6%}$=50g．
根據(jù)圖形可以看出，NaOH被完全中和后，滴加鹽酸，為什么沒有立即產生CO₂氣體．
故答案為：【提出猜想】NaOH固體部分變質；
【實驗和推斷】過量氯化鈣溶液或氯化鋇溶液；無色酚酞或紫色石蕊；白色沉淀產生，上層清液變紅；
【定量研究】（1）

Na2CO3的質量/g	5.3
變質的NaOH的質量/g	4.0
NaOH的變質程度（用質量分數(shù)表示）	33.3%

（2）50g；
（3）NaOH被中和后，滴加鹽酸，為什么沒有立即產生CO₂氣體．

點評 本題難度較大，主要考查了通過圖象分析有價值的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)化學方程式進行有關量的計算，培養(yǎng)學生的分析能力和解決問題的能力．