Question

某研究性學習小組為了探究實驗室里一瓶久置的NaOH固體是否變質(zhì)．該小組同學進行了如下實驗探究：
[提出問題]
猜想Ⅰ：沒變質(zhì)，全部是NaOH；
猜想Ⅱ：可能部分變質(zhì)，固體是NaOH和 Na₂CO₃的混合物；
猜想Ⅲ：可能全部變質(zhì)，固體是Na₂CO₃．
[查閱資料]
①已知反應(yīng)：BaCl₂+Na₂CO₃=BaCO₃↓+2NaCl；
②部分鹽溶液在常溫下的pH值如下：

鹽溶液	NaCl	Na2CO3	BaCl2
pH	等于7	大于7	等于7

[設(shè)計方案并進行實驗]請你與她們一起共同完成實驗，并回答所給問題；
實驗方案1：
取該樣品少量于試管中，加入適量的水振蕩，樣品全部溶于水，向其中加入無色酚酞試液，觀察到溶液變成紅色．結(jié)論：樣品中一定有NaOH．
實驗方案2：
（1）稱取上述氫氧化鈉固體樣品5.3g溶于50ml水配成溶液，向溶液中滴加過量氯化鋇溶液，有白色沉淀產(chǎn)生．說明久置固體中，一定含有______（填化學式）．滴加過量氯化鋇溶液的目的是______．
（2）將（1）所得溶液靜置，取上層清液，滴加酚酞試液，酚酞試液變紅，說明久置固體中，一定含有______（填化學式）．
[反思評價]小明同學認為實驗方案1得出的結(jié)論不正確，其理由是______．
[實驗結(jié)論]通過實驗，說明上述猜想______是正確的．
[拓展]該小組同學為驗證上述實驗的可靠性，繼續(xù)將上述白色沉淀過濾、洗凈、干燥，稱量得其質(zhì)量為1.97g，則原樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)為______（假定試劑中無其它雜質(zhì)）．
[表達]久置的氫氧化鈉變質(zhì)的原因是______（用化學方程式表示）．

Answer 1

解：（1）加入氯化鋇溶液后生成不溶于水的白色物質(zhì)碳酸鋇，可以判斷久置固體中含有碳酸鈉，滴加過量BaCl₂溶液，是保證所取樣品中的碳酸鈉完全反應(yīng)；
（2）取反應(yīng)后的上層清夜滴加酚酞試液，酚酞試液變紅，說明溶液顯堿性，即久置固體中含有NaOH；
【反思評價】碳酸鈉溶液也呈堿性，其溶液也可使酚酞變紅，所以不能僅僅根據(jù)酚酞變紅來判斷樣品中一定含有NaOH；
【實驗結(jié)論】由實驗方案2的結(jié)論可知，原樣品中含有碳酸鈉和氫氧化鈉，則猜想Ⅱ正確；
【拓展】由靜置后的混合物過濾，將白色沉淀洗滌、干燥，稱得其質(zhì)量為1.97g，即碳酸鋇的質(zhì)量為1.97g，
設(shè)5.3g樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂C0₃+BaCl₂═BaC0₃↓+2NaCl
106 197
x 1.97g

解得：x=1.06g，所以氫氧化鈉的質(zhì)量為5.3g-1.06g=4.24g
×100%=80%；
【表達】因氫氧化鈉在空氣中吸收水后能與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉，則久置的NaOH固體會變質(zhì)，其化學方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
故答案為：（1）Na₂CO₃；保證所取樣品中的碳酸鈉完全反應(yīng)；
（2）NaOH；
[反思評價]碳酸鈉溶液也呈堿性，其溶液也可使酚酞變紅；
[實驗結(jié)論]Ⅱ；
[拓展]80%；
[表達]2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
分析：（1）碳酸鈉可以和氯化鋇反應(yīng)生成沉淀，而氫氧化鈉不能和氯化鋇反應(yīng)，可以據(jù)此解答該題；
（2）由于（1）中加入的是過量的氯化鋇，所以排除了碳酸鈉的干擾，根據(jù)溶液呈堿性可以判斷該溶液中所含物質(zhì)；
【反思評價】碳酸鈉溶液也呈堿性，可以據(jù)此解答；
【實驗結(jié)論】根據(jù)實驗的現(xiàn)象和結(jié)論來分析上述猜想是否正確；
【拓展】根據(jù)所得固體的質(zhì)量可以求算出碳酸鈉的質(zhì)量，進而求算出氫氧化鈉的質(zhì)量；
【表達】根據(jù)氫氧化鈉的性質(zhì)來進行解答．
點評：本題考查了久置的NaOH固體是否變質(zhì)的實驗探究，學生明確實驗現(xiàn)象與結(jié)論的關(guān)系，利用元素的守恒等來計算分析，并注意結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)來分析固體變質(zhì)的原因來解答本題．