Question

14．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)：
【提出問(wèn)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：NaOH和Na₂CO₃．
【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(guò)程中始終沒(méi)有氣泡產(chǎn)生．	則證明猜想Ⅰ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(guò)程中產(chǎn)生白色沉淀．	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Na2CO3+BaCl2═BaCO3↓+2NaCl．

（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(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，不能使無(wú)色酚酞試液變紅，但碳酸鈉溶液呈堿性（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)的是加入過(guò)量的氯化鋇溶液．
（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(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(guò)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）$\frac{106}{197}$n=m；若猜想Ⅲ成立，則m與n的關(guān)系式又為$\frac{106}{197}$n＜m．
【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）2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】氫氧化鈉若變質(zhì)，其產(chǎn)物為碳酸鈉，所以可以據(jù)此結(jié)合題中的猜想完成解答；
【實(shí)驗(yàn)與探究】（1）氫氧化鈉能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水；
碳酸鈉可以和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，同時(shí)碳酸鈉可以和氯化鋇溶液反應(yīng)生成白色沉淀，可以據(jù)此解答該題；
（2）碳酸鈉溶液與氯化鋇溶液反應(yīng)生成了碳酸鋇和氯化鈉，其中碳酸鋇為固體，而氯化鈉為中性溶液，所以為了確認(rèn)氫氧化鈉是否存在，應(yīng)該加入過(guò)量的氯化鋇溶液，然后再取上層清液，加入酚酞溶液進(jìn)行判斷即可．
（3）根據(jù)氯化鋇和碳酸鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式可以得出m和n的關(guān)系，然后根據(jù)題中的信息進(jìn)行解答即可；
【反思與交流】
氫氧化鈉能和空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水．

解答 解：【猜想與假設(shè)】
久置氫氧化鈉固體的成分可能全部是NaOH，也可能全部是Na₂CO₃，也可能是NaOH、Na₂CO₃．
故填：NaOH、Na₂CO₃．
【實(shí)驗(yàn)與探究】
（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下表所示：

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(guò)程中始終沒(méi)有氣泡產(chǎn)生．	則證明猜想Ⅰ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(guò)程中產(chǎn)生白色沉淀．	則證明猜想Ⅱ或Ⅲ成立．

（2）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(guò)量，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．
故填：繼續(xù)滴加氯化鋇溶液至過(guò)量，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．
（3）設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x，
BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl，
      106      197
      x       ng
$\frac{106}{x}$=$\frac{197}{ng}$，
x=$\frac{106}{197}$ng，
若猜想Ⅲ成立，則m與n的關(guān)系式為：$\frac{106}{197}$ng＜mg，即：$\frac{106}{197}$n＜m，
故填：$\frac{106}{197}$n=m；$\frac{106}{197}$n＜m．
【反思與交流】
久置的固體氫氧化鈉變質(zhì)的原因是：氫氧化鈉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．

點(diǎn)評(píng) 在檢驗(yàn)氫氧化鈉是否是部分變質(zhì)與檢驗(yàn)是否變質(zhì)是有區(qū)別的，檢驗(yàn)變質(zhì)只需用鹽酸就可以了，而檢驗(yàn)部分變質(zhì)，還要檢驗(yàn)是否有氫氧化鈉，常用氯化鈣溶液或是氯化鋇溶液來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)．