Question

【題目】某化學實驗活動小組的同學為了探究實驗室中久置的氫氧化鈉固體的成分，進行了有關實驗，請你參與他們進行的探究活動：

【猜想與假設】

猜想Ⅰ：全部是NaOH；

猜想Ⅱ：全部是Na2CO3；

猜想Ⅲ：_________________________。

【實驗與探究】

實驗操作步驟	實驗現象	結論及解釋
步驟一：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。	若實驗過程中始終沒有氣泡產生。	則證明猜想___成立。
步驟二：取少量固體樣品于試管中，加蒸餾水完全溶解，然后滴加氫氧化鋇溶液。	若實驗過程中產生___________。	則證明猜想Ⅱ或Ⅲ成立，此過程中發生反應的化學方程式為______________。

(1)設計如下實驗：

(2)為了進一步驗證猜想結果，小明同學提出了如下實驗方案：在完成步驟二的實驗后，過濾，然后向濾液中滴加無色酚酞試液，若酚酞變紅，則猜想Ⅲ成立；若酚酞不變紅，則猜想Ⅱ成立。

小華同學立即對小明同學的方案提出了質疑，通過查閱資料知道：氯化鋇溶液呈中性。因此氯化鋇溶液不能使無色酚酞試液變紅，但碳酸鈉溶液呈_____性(填“酸”或“堿”)，能使酚酞試液變紅。所以，他認為該實驗方案中應改進的是______________。

(3)實驗小組的同學展開討論，又提出了一個定量實驗方案，通過測定產生沉淀的質量來證明猜想Ⅱ或Ⅲ成立。實驗如下：準確稱量m克固體樣品于試管中，加入蒸餾水完全溶解，然后滴加足量氯化鈣溶液，充分反應后過濾、洗滌、干燥稱得沉淀的質量為n克，若猜想Ⅱ成立，則m與n的關系式為(用含m和n的等式或不等式表示，下同)_________；若猜想Ⅲ成立，則m與n的關系式又為________。

Answer 1

【答案】 固體為氫氧化鈉和碳酸鈉 Ⅰ 白色沉淀 Na2CO3+Ba(OH)2═BaCO3↓+2NaOH 堿 將步驟二中的氫氧化鋇溶液改為加入過量的氯化鋇(或氯化鈣)溶液 n= n＜

【解析】【猜想與假設】氫氧化鈉若變質，其產物為碳酸鈉，若氫氧化鈉部分變質，則該固體為氫氧化鈉和碳酸鈉混合物；【實驗與探究】碳酸鈉可以和稀鹽酸反應生成氣體，所以若沒有明顯現象，則該固體中沒有碳酸鈉，即只有氫氧化鈉，即猜想Ⅰ成立；氯化鋇溶液和碳酸鈉反應生成白色沉淀碳酸鋇和氯化鈉，所以若觀察到產生了白色沉淀，則說明在該固體中含有碳酸鈉，即猜想Ⅱ或猜想Ⅲ成立；該化學方程式為：Na2CO3+Ba(OH)2═BaCO3↓+2NaOH；(2)通過查閱資料知道，氯化鋇溶液呈中性，不能使無色酚酞試液變紅，但碳酸鈉溶液呈堿性，能使酚酞變紅；而碳酸鈉溶液與氫氧化鋇溶液反應生成了氫氧化鈉，可以是酚酞變紅，所以為了防止碳酸鈉干擾實驗應該將步驟二中的氯化鋇溶液改為加入過量的氯化鋇溶液；(3)假設所取的mg固體全部為碳酸鈉，則：

Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl

106 100

m n

n=，

若猜想Ⅱ成立，即全部是碳酸鈉，那么n和m的關系為：n=；若猜想Ⅲ成立，即所取固體為碳酸鈉和氫氧化鈉的混合物，所以生成的碳酸鋇的質量n＜。