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．該小組同學進行了如下實驗探究：
[提出問題]
猜想Ⅰ：沒變質，全部是NaOH；
猜想Ⅱ：可能部分變質，固體是NaOH和 Na₂CO₃的混合物；
猜想Ⅲ：可能全部變質，固體是Na₂CO₃．
[查閱資料]
①已知反應：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得出的結論不正確，其理由是______．
[實驗結論]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，繼續將上述白色沉淀過濾、洗凈、干燥，稱量得其質量為1.97g，則原樣品中氫氧化鈉的質量分數為______（假定試劑中無其它雜質）．
[表達]久置的氫氧化鈉變質的原因是______（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；
（2）取反應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，所以不能僅僅根據酚酞變紅來判斷樣品中一定含有NaOH；
【實驗結論】由實驗方案2的結論可知，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，稱得其質量為1.97g，即碳酸鋇的質量為1.97g，
設5.3g樣品中碳酸鈉的質量為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生成碳酸鈉，則久置的NaOH固體會變質，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；
（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生成沉淀，而氫氧化鈉不能和氯化鋇反應，可以據此解答該題；
（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，根據溶液呈堿性可以判斷該溶液中所含物質；
【反思評價】碳酸鈉溶液也呈堿性，可以據此解答；
【實驗結論】根據實驗的現象和結論來分析上述猜想是否正確；
【拓展】根據所得固體的質量可以求算出碳酸鈉的質量，進而求算出氫氧化鈉的質量；
【表達】根據氫氧化鈉的性質來進行解答．
點評：本題考查了久置的NaOH固體是否變質的實驗探究，學生明確實驗現象與結論的關系，利用元素的守恒等來計算分析，并注意結合物質的性質來分析固體變質的原因來解答本題．