Question

實(shí)驗(yàn)室有一瓶長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體樣品，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)為了探究這瓶氫氧化鈉固體的成分，進(jìn)行了有關(guān)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你一起參與他們的探究活動(dòng)．
【提出問題】這瓶氫氧化鈉固體的成分是什么？
【猜測與假設(shè)】
猜想Ⅰ：沒有變質(zhì)，全部是NaOH
猜想Ⅱ：完全變質(zhì)，全部是Na₂CO₃
猜想Ⅲ：

 

【查閱資料】氯化鋇溶液呈中性，它不能使無色酚酞試液變紅．
【實(shí)驗(yàn)與探究】
（1）為了驗(yàn)證猜想Ⅰ，小明的實(shí)驗(yàn)方案如下：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論及解釋
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		則證明猜想Ⅰ成立．

（2）為了驗(yàn)證猜想Ⅱ和猜想Ⅲ，請(qǐng)你完成下表
藥品：蒸餾水、酚酞試液、氯化鋇溶液．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論及解釋
		則證明猜想成立此過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
		猜想Ⅱ成立． 猜想Ⅲ成立．

（3）實(shí)驗(yàn)證明猜想Ⅲ是正確的，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)除去該樣品中雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方案，以得到純凈的氫氧化鈉固體．

 

【反思與交流】長期暴露在空氣中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

考點(diǎn)：藥品是否變質(zhì)的探究,堿的化學(xué)性質(zhì),鹽的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

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）根據(jù)氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)無現(xiàn)象而碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡分析；
（2）根據(jù)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)除雜的原則及碳酸鈉和氫氧化鈣等反應(yīng)選擇試劑分析；
【反思與交流】氫氧化鈉易潮解，潮解之后會(huì)和空氣的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉而變質(zhì)，可以據(jù)此寫出反應(yīng)的方程式．

解答：解：【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】（1）碳酸鈉可以和稀鹽酸反應(yīng)生成氣體，所以若沒有明顯現(xiàn)象，則該固體中沒有碳酸鈉，即只有氫氧化鈉，即猜想Ⅰ成立；
（2）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，則說明在該固體中含有碳酸鈉，即猜想Ⅱ或猜想Ⅲ成立；該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+BaCl₂═BaCO₃↓+2NaCl；
碳酸鈉被完全反應(yīng)后，若溶液能夠使酚酞溶液變紅，則說明溶液呈堿性，從而可以判斷該溶液中含有氫氧化鈉，則猜想Ⅲ成立；若酚酞試液沒有變紅，說明不含有氫氧化鈉，則猜想Ⅱ成立；
（3）除去氫氧化鈉溶液中存在的碳酸鈉雜質(zhì)，可以加入氫氧化鈣或氫氧化鋇溶液，生成碳酸鈣或碳酸鋇沉淀和氫氧化鈉，其化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+NaOH，碳酸鈣是不溶于水的，可以通過過濾的方式除去；
【反思與交流】氫氧化鈉易潮解，潮解之后會(huì)和空氣的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉而變質(zhì)，反應(yīng)的方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
故答案為：【猜想與假設(shè)】部分變質(zhì)，是NaOH和Na₂CO₃；
【實(shí)驗(yàn)與探究】（1）

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論及解釋
	實(shí)驗(yàn)過程中始終沒有氣泡產(chǎn)生

（2）

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論及解釋
取少量待測液于試管，加入足量氯化鋇溶液至不再產(chǎn)生白色沉淀	產(chǎn)生白色沉淀	Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
再向靜置后的上述試管中，滴加少量酚酞溶液	如果溶液沒有變紅，則說明氫氧化鈉完全變質(zhì)； 如果溶液變紅，則說明氫氧化鈉部分變質(zhì)

（3）①取固體加水溶解；②滴加氫氧化鈣溶液或氫氧化鋇溶液至不再產(chǎn)生沉淀；③過濾；④蒸發(fā)溶液至氫氧化鈉固體晶體析出為止；
【反思與交流】2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了氫氧化鈉變質(zhì)的檢驗(yàn)、變質(zhì)程度的測定及除雜的問題，綜合性較強(qiáng)，難度較大，特別是語言的表達(dá)；解這類題目時(shí)，選擇試劑很重要，要注意在檢驗(yàn)和除雜的不同，在除去雜質(zhì)的同時(shí)，原物質(zhì)不能減少，但可以增多，且反應(yīng)后不能生成新的雜質(zhì)．