Question

16．實驗中學(xué)興趣小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)，上個月做實驗用的氫氧化鈉溶液忘記了蓋瓶蓋．對于溶液是否變質(zhì)，同學(xué)們提出了如下假設(shè)．
【提出假設(shè)】假設(shè)一：該溶液沒有變質(zhì)
假設(shè)二：該溶液全部變質(zhì)，變質(zhì)的原因是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O（用方程式表示）
假設(shè)三：該溶液部分變質(zhì)．此時該溶液中含有的溶質(zhì)是NaOH、Na₂CO₃（用化學(xué)式表示）．
【設(shè)計方案】興趣小組的三位同學(xué)根據(jù)以上假設(shè)設(shè)計了如下三個實驗方案：
方案一：取溶液樣品，向樣品中加入足量的氯化鈣溶液，若無沉淀出現(xiàn)，則假設(shè)一正確；若有沉淀出現(xiàn)，再向反應(yīng)物中加入幾滴酚酞溶液，若無色酚酞溶液變紅，則假設(shè)三成立，若無色酚酞溶液不變色，則另取一種假設(shè)？正確．
方案二：取溶液樣品，向樣品中逐滴加入稀鹽酸至過量，若假設(shè)一正確，則出現(xiàn)的現(xiàn)象是自始至終都無氣體生成；若假設(shè)二成立，則加稀鹽酸就立刻有氣體生成；若假設(shè)三成立，則出現(xiàn)的現(xiàn)象是先無氣泡產(chǎn)生，過一會才產(chǎn)生氣泡（假定Na₂CO₃與鹽酸的反應(yīng)一步完成）
【方案評價】（1）萬宏同學(xué)認(rèn)為將方案一中的氯化鈣溶液換為氫氧化鈣溶液也能完成實驗，你認(rèn)為他的評價錯誤（填“正確”或“錯誤”），其原因是因為氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)會生成氫氧化鈉，這樣無法確定氫氧化鈉的存在，也得不出氫氧化鈉部分變質(zhì)的結(jié)論；
（2）方案二中加入的鹽酸過量的原因是保證把氫氧化鈉完全消耗掉；
【實驗結(jié)論】假設(shè)三正確．
【實驗反思】（1）由以上實驗可知，氫氧化鈉溶液必須密封保存；
（2）盛氫氧化鈉溶液的試劑瓶，不能用玻璃瓶塞（玻璃的主要成分是SiO₂），其原因是在常溫下，氫氧化鈉與玻璃中的二氧化硅緩慢地發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)物使瓶口與瓶塞粘合在一起（寫化學(xué)方程式）

Answer 1

分析 【提出假設(shè)】根據(jù)氫氧化鈉易吸收空氣中的水和二氧化碳來解答，并寫出反應(yīng)的方程式；
【設(shè)計方案】方案一：根據(jù)實驗的現(xiàn)象結(jié)合氫氧化鈉和碳酸鈉的性質(zhì)分析；
方案二：根據(jù)氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物與鹽酸反應(yīng)的先后順序分析產(chǎn)生的現(xiàn)象；
【方案評價】（1）如用氫氧化鈣溶液代替氯化鈣溶液，氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)會生成氫氧化鈉，這樣無法確定原溶液是否有氫氧化鈉；（2）氫氧化鈉和碳酸鈉同時存在時，鹽酸會優(yōu)先與氫氧化鈉反應(yīng)；
【反思拓展】根據(jù)氫氧化鈉和二氧化硅反應(yīng)分析．

解答 解：【提出假設(shè)】氫氧化鈉易吸收空氣中的水而潮解，吸收空氣中的二氧化碳生成碳酸鈉而變質(zhì)，氫氧化鈉變質(zhì)的化學(xué)方程式：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；若部分變質(zhì)，則含有氫氧化鈉和碳酸鈉，化學(xué)式為：NaOH、Na₂CO₃；
【設(shè)計方案】方案一：氯化鈣能與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣和氯化鈉，除去了顯堿性的碳酸鈉，向上層清液加入酚酞試液變紅，說明固體中含有氫氧化鈉，故氫氧化鈉是部分變質(zhì)，故猜想三正確，
方案二：氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物與鹽酸反應(yīng)混合時鹽酸先和堿性較強的氫氧化鈉反應(yīng)無現(xiàn)象，等氫氧化鈉反應(yīng)后，再和碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，因此觀察的現(xiàn)象為：先無氣泡產(chǎn)生，過一會才產(chǎn)生氣泡；
【方案評價】（1）如用氫氧化鈣溶液代替氯化鈣溶液是不行的，因為氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)會生成氫氧化鈉，這樣無法確定氫氧化鈉的存在，也得不出氫氧化鈉部分變質(zhì)的結(jié)論；
（2）如果氫氧化鈉和碳酸鈉同時存在時，鹽酸會優(yōu)先與氫氧化鈉反應(yīng)，要驗證是否有碳酸鈉必須先保證把氫氧化鈉完全消耗掉；
【反思拓展】實驗室盛放氫氧化鈉溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，其原因是在常溫下，氫氧化鈉與玻璃中的二氧化硅緩慢地發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)物使瓶口與瓶塞粘合在一起，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
故答案為：【提出假設(shè)】2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；NaOH、Na₂CO₃；
【設(shè)計方案】三；先無氣泡產(chǎn)生，過一會才產(chǎn)生氣泡；
【方案評價】（1）錯誤；因為氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)會生成氫氧化鈉，這樣無法確定氫氧化鈉的存在，也得不出氫氧化鈉部分變質(zhì)的結(jié)論；
（2）保證把氫氧化鈉完全消耗掉；
【反思拓展】在常溫下，氫氧化鈉與玻璃中的二氧化硅緩慢地發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)物使瓶口與瓶塞粘合在一起．

點評 此題是一道實驗探究題，解題的關(guān)鍵是把握在證明氫氧化鈉部分變質(zhì)時，先除去氫氧化鈉中的碳酸鈉，然后再證明剩余溶液顯堿性，才能說明氫氧化鈉部分變質(zhì)．