Question

【題目】某化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)小組的同學(xué)為了探究實(shí)驗(yàn)室中久置的氫氧化鈉固體的成分，進(jìn)行了有關(guān)實(shí)驗(yàn)。請你參與他們進(jìn)行的探究活動(dòng)：

【提出問題】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：__________________。

【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
步驟一：取少量固體樣品于試管中，加蒸餾水完全溶解，然后加入足量的稀鹽酸。	實(shí)驗(yàn)過程中始終沒有氣泡產(chǎn)生。	則證明猜想______成立。
步驟二：另取少量固體樣品于試管中，加蒸餾水完全溶解，然后滴加氯化鋇溶液。	實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生_______。	則證明猜想Ⅱ或Ⅲ成立。此過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。

(2)為了進(jìn)一步的驗(yàn)證猜想結(jié)果，小明同學(xué)提出如下實(shí)驗(yàn)方案：繼續(xù)步驟二的實(shí)驗(yàn)，過濾，然后向?yàn)V液中滴加無色酚酞試液，若酚酞變紅，則猜想Ⅲ成立；若酚酞不變紅，則猜想Ⅱ成立。

小華同學(xué)立即對小明同學(xué)的方案提出了質(zhì)疑，通過查閱資料知道，氯化鋇溶液呈中性，不能使無色酚酞試液變紅，但碳酸鈉溶液呈________性(填“酸”或“堿”)，能使酚酞變紅，因此他認(rèn)為該方案的操作步驟中應(yīng)該改進(jìn)的是______________________。

(3)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)展開討論，又提出了一個(gè)定量實(shí)驗(yàn)方案，通過測定產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量來證明猜想Ⅱ或Ⅲ成立。實(shí)驗(yàn)如下：準(zhǔn)確稱取m克固體樣品于試管中，加蒸餾水完全溶解，然后滴加足量氯化鋇溶液，充分反應(yīng)后過濾、洗滌、干燥稱得沉淀的質(zhì)量為n克，若猜想Ⅱ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，下同)___________________；若猜想Ⅲ成立，則m與n的關(guān)系式又為_________________________。

【反思與交流】久置的固體氫氧化鈉變質(zhì)的原因是(用化學(xué)方程式表示)：

__________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 NaOH和Na2CO3 Ⅰ 白色沉淀 BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl 堿 滴加過量的氯化鋇溶液 n =197m/106( 或n=1.86m或m=106n/197或m=0.54n) 0<n< 197m/106(或0<n< 1.86m) CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

【解析】【猜想與假設(shè)】固體可能全部是NaOH，也可能全部是Na2CO3，也可能是NaOH和Na2CO3；【實(shí)驗(yàn)與探究】(1)取少量固體樣品于試管中，加蒸餾水完全溶解，然后加入足量的稀鹽酸，沒有氣泡產(chǎn)生，說明不含碳酸鈉；猜想Ⅰ成立；取少量固體樣品于試管中，加蒸餾水完全溶解，然后滴加氫氧化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明含碳酸鈉；則證明猜想Ⅱ或Ⅲ成立；碳酸鈉和氫氧化鋇反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2CO3+Ba（OH）2═BaCO3↓+2NaOH；(2)碳酸鈉溶液呈堿性，能使酚酞變紅，因此，該方案的操作步驟中應(yīng)該改進(jìn)的是：繼續(xù)滴加氯化鋇溶液至過量，過濾，然后向?yàn)V液中滴加無色酚酞試液，若酚酞變紅，則猜想Ⅲ成立；若酚酞不變紅，則猜想Ⅱ成立；(3)設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x，

BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl

106 197

x ng

x=ng

若猜想Ⅱ成立，則m與n的關(guān)系式為： ng=mg；即n=m；

若猜想Ⅲ成立，則m與n的關(guān)系式為： ng＜mg，即n＜m，

【反思與交流】氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。