Question

保持實驗室干凈整潔、實驗用品的整齊有序會給做實驗帶來許多便利．為此，某實驗小組做完實驗后主動提出留下幫助實驗員整理儀器．整理過程中，藝博和謝笛兩名同學發(fā)現(xiàn)實驗用品櫥的一角放著一瓶標簽已破損氫氧化鈉溶液，決定對其進行探究．
（1）該溶液可以與空氣中的

 

反應(yīng)而發(fā)生變質(zhì)，其是否變質(zhì)呢？旁邊的謝笛同學提出如下三種方法來檢驗，你認為合理的是

 

．（填“方法一”或“方法二”或“方法三”）
方法一：取樣，用pH試紙測溶液酸堿度，若pH＜7，則說明該溶液沒有變質(zhì)．
方法二：取樣加入硫酸銅溶液，若有藍色沉淀產(chǎn)生，則說明溶液已變質(zhì)．
方法三：取樣，加入氯化鋇溶液，若有白色沉淀生成，則說明溶液已變質(zhì)．
藝博同學提出了更為簡單的方法，他進行了取樣并加入稀鹽酸，觀察到樣品中

 

（填實驗現(xiàn)象），由此得出結(jié)論，該瓶試劑未變質(zhì)．在此過程中涉及的反應(yīng)化學方程式為

 

．
（2）在上述實驗中是否發(fā)生了化學反應(yīng)呢，如何來證明？聰明的藝博認為只要借助酚酞試液就可以判斷，其理由是

 

．
（3）謝笛同學提出利用已學的化學知識粗略計算樣品中NaOH溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)，重新書寫標簽．藝博同學依據(jù)中和反應(yīng)的原理，設(shè)計了如下實驗方案，并進行了其操作．
第一步：向錐形瓶中加入15mL的該NaOH溶液樣品；
第二步：向上述燒杯中滴2滴酚酞試液，充分振蕩；
第三步：向20mL的量筒里注入20mL溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為5%的鹽酸；
第四步：用膠頭滴管吸取少許量筒中的鹽酸，逐滴滴入上述燒杯中，一直滴到燒杯中溶液由紅色剛剛變成無色為止．停止滴入鹽酸后，膠頭滴管中殘留的鹽酸應(yīng)

 

（填操作過程）．
第五步：記錄實驗數(shù)據(jù)，其在量筒中的液面如圖所示，已知A與B、B與C刻度均相差1mL，如果A刻度為7，量筒中鹽酸的體積是

 

 mL．
第六步：計算，確定該氫氧化鈉溶液中NaOH的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)．（請寫出具體的計算過程，氫氧化鈉溶液和鹽酸密度均以1.0g/mL計，結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析：（1）氫氧化鈉溶液可以和空氣中的二氧化碳反應(yīng)，生成碳酸鈉，檢驗是否變質(zhì)就是檢驗有沒有碳酸鈉存在；
（2）酚酞遇堿變紅色，可以通過顏色變化判斷反應(yīng)發(fā)生；
（3）根據(jù)反應(yīng)HCl+NaOH═NaCl+H₂O，由滴加的鹽酸的溶質(zhì)的質(zhì)量，計算氫氧化鈉質(zhì)量，進而求出氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（1）①氫氧化鈉可以和空氣中的二氧化碳生成碳酸鈉而變質(zhì)，檢驗是否變質(zhì)，通過檢驗碳酸鈉存在即可；
②碳酸鈉溶液和氫氧化鈉溶液均呈堿性，用PH試紙或滴加酚酞試液無法檢驗，故方法一、方法二不合理；氫氧化鈉與氯化鋇不反應(yīng)，碳酸鈉與氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，可加入氯化鋇溶液，若有白色沉淀生成，則說明溶液已變質(zhì)，故方法三合理；
③加入稀鹽酸，氫氧化鈉與鹽酸發(fā)生中和反應(yīng)，碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)有二氧化碳氣體生成，可以用滴加鹽酸的方法來檢驗氫氧化鈉是否變質(zhì)；藝博進行試驗，無明顯氣泡產(chǎn)生，該瓶試劑沒有變質(zhì)；
（3）計算氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)，根據(jù)化學方程式：HCl+NaOH═NaCl+H₂O，計算出消耗氯化氫的質(zhì)量，求出氫氧化鈉的質(zhì)量，進而求出氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)；
有步驟五可知：消耗鹽酸體積，20-6.2=13.8ml；  氯化氫的質(zhì)量為：13.8×1.0×5%=0.69g；
設(shè)與0.69g氯化氫反應(yīng)需與xg氫氧化鈉
HCl+NaOH═NaCl+H₂O
36.5  40
0.69g  xg

36.5

40

=

0.69

x

，x≈0.76
氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為：

0.76

15×1.0

×100%≈5.1%．
故答案為：
（1）CO₂，方法三
（2）無明顯氣泡產(chǎn)生，HCl+NaOH═NaCl+H₂O
（3）通過觀察溶液顏色的變化判斷反應(yīng)的發(fā)生
（4）將剩余液滴回到量筒中；6.2 mL   
消耗鹽酸體積，20-6.2=13.8ml；  氯化氫的質(zhì)量為：13.8×1.0×5%=0.69g；
設(shè)與0.69g氯化氫反應(yīng)需與xg氫氧化鈉．
HCl+NaOH═NaCl+H₂O
36.5  40
0.69g  xg

36.5

40

=

0.69

x

，x≈0.76
故氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為：

0.76

15×1.0

×100%≈5.1%．

點評：本題考查了學生“NaOH溶液吸收空氣中的CO₂生成Na₂CO₃；Na₂CO₃溶液中加入鋇鹽溶液生成CaCO₃白色沉淀和酚酞試液變色”及溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的計算的有關(guān)知識，題目通過藥品是否變質(zhì)的探究培養(yǎng)了學生的實驗探究能力，通過溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的計算增強計算能力．