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(qǐng)你參與他們進(jìn)行的探究活動(dòng)：

【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】

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。	若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中始終沒(méi)有氣泡產(chǎn)生。	則證明猜想___成立。
步驟二：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。	若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生___________。	則證明猜想Ⅱ或Ⅲ成立，此過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。

(1)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：

(2)為了進(jìn)一步驗(yàn)證猜想結(jié)果，小明同學(xué)提出了如下實(shí)驗(yàn)方案：在完成步驟二的實(shí)驗(yàn)后，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。

小華同學(xué)立即對(duì)小明同學(xué)的方案提出了質(zhì)疑，通過(guò)查閱資料知道：氯化鋇溶液呈中性。因此氯化鋇溶液不能使無(wú)色酚酞試液變紅，但碳酸鈉溶液呈_____性(填“酸”或“堿”)，能使酚酞試液變紅。所以，他認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)方案中應(yīng)改進(jìn)的是______________。

(3)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)展開(kāi)討論，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(chēng)量m克固體樣品于試管中，加入蒸餾水完全溶解，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(chēng)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________。

Answer 1

【答案】 固體為氫氧化鈉和碳酸鈉 Ⅰ 白色沉淀 Na2CO3+Ba(OH)2═BaCO3↓+2NaOH 堿 將步驟二中的氫氧化鋇溶液改為加入過(guò)量的氯化鋇(或氯化鈣)溶液 n= n＜

【解析】【猜想與假設(shè)】氫氧化鈉若變質(zhì)，其產(chǎn)物為碳酸鈉，若氫氧化鈉部分變質(zhì)，則該固體為氫氧化鈉和碳酸鈉混合物；【實(shí)驗(yàn)與探究】碳酸鈉可以和稀鹽酸反應(yīng)生成氣體，所以若沒(méi)有明顯現(xiàn)象，則該固體中沒(méi)有碳酸鈉，即只有氫氧化鈉，即猜想Ⅰ成立；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，即猜想Ⅱ或猜想Ⅲ成立；該化學(xué)方程式為：Na2CO3+Ba(OH)2═BaCO3↓+2NaOH；(2)通過(guò)查閱資料知道，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；而碳酸鈉溶液與氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成了氫氧化鈉，可以是酚酞變紅，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；(3)假設(shè)所取的mg固體全部為碳酸鈉，則：

Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl

106 100

m n

n=，

若猜想Ⅱ成立，即全部是碳酸鈉，那么n和m的關(guān)系為：n=；若猜想Ⅲ成立，即所取固體為碳酸鈉和氫氧化鈉的混合物，所以生成的碳酸鋇的質(zhì)量n＜。