Question

化學(xué)老師交給某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組一個(gè)任務(wù)：測(cè)定實(shí)驗(yàn)室里一瓶久置的NaOH固體是否變質(zhì)．該小組的同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究：
提出問(wèn)題：猜想I：沒(méi)變質(zhì)，全部是NaOH；
猜想II：部分變質(zhì)，

 

；
猜想Ⅲ：完全變質(zhì)，全部是Na₂CO₃．
查閱資料：部分溶液在常溫下的pH如下：

鹽溶液	NaCl	Na2CO3	BaCl2
pH	等于7	大于7	等于7

設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：請(qǐng)你與他們一起共同完成，并回答所給問(wèn)題．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①稱取上述氫氧化鈉固體樣品10.0g溶于100ml，水配成溶液，向溶液中滴加氯化鋇溶液至過(guò)量，充分反應(yīng)后，靜置．	產(chǎn)生白色沉淀	說(shuō)明久置固體中，一定含有   （填化學(xué)式）．
②用玻璃棒蘸取少量①中充分反應(yīng)后的上層清液滴在一小塊pH試紙上，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比，測(cè)出pH．	pH=11	說(shuō)明久置固體中，還一定含有    （填化學(xué)式）．

上述步驟①中，稱量氫氧化鈉固體樣品用到的玻璃儀器名稱是

 

，滴加過(guò)量BaCl₂溶液的目的是

 

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明上述猜想中

 

是正確的．
拓展：該小組同學(xué)為測(cè)定出該NaOH固體的變質(zhì)程度，繼續(xù)將上述白色沉淀過(guò)濾、洗凈、干燥，稱得其質(zhì)量為4.0g，則原樣品中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

 （保留一位小數(shù)）．
反思：久置的氫氧化鈉變質(zhì)的原因是

 

（用化學(xué)方程式表示）．

Answer 1

分析：猜想Ⅱ：部分變質(zhì)，說(shuō)明一部分氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)，氫氧化鈉和空氣中的二氧化碳生成碳酸鈉和水．設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：碳酸鈉和氯化鋇生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉，反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)有氯化鈉和氯化鋇（剩余）．根據(jù)圖表可知，氯化鈉溶液和氯化鋇溶液的pH都等于7，所以pH=11說(shuō)明溶液中還有氫氧化鈉．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：白色沉淀說(shuō)明樣品中有碳酸鈉，pH=11說(shuō)明樣品中有氫氧化鈉．
拓展：由沉淀的質(zhì)量可以計(jì)算出碳酸鈉的質(zhì)量，然后求NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
反思：根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知．

解答：解：猜想Ⅱ：部分變質(zhì)，說(shuō)明一部分氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)，氫氧化鈉和空氣中的二氧化碳生成碳酸鈉和水，故答案為：NaOH和Na₂CO₃．
設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①碳酸鈉和氯化鋇生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉，因此白色沉淀說(shuō)明樣品中含有碳酸鈉．反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)肯定有氯化鈉和氯化鋇（剩余），根據(jù)圖表可知，氯化鈉溶液和氯化鋇溶液的pH都等于7，所以pH=11說(shuō)明溶液中還有氫氧化鈉．碳酸鈉溶液的pH也大于7，所以根據(jù)pH=11就無(wú)法斷定是否是氫氧化鈉．故答案為：Na₂CO₃ ；
NaOH；燒杯；讓碳酸鈉全部參加反應(yīng)．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：白色沉淀說(shuō)明樣品中有碳酸鈉，pH=11說(shuō)明樣品中有氫氧化鈉，故答案為：猜想Ⅱ．
拓展：根據(jù)題目信息可知，沉淀（碳酸鋇）的質(zhì)量是4克，設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量是X．
Na₂CO₃+BaCl₂═BaCO₃↓+2NaCl
106           197
X             4克

106

197

═

X

4克

得：X=2.15克
∴樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量=10克-2.15克=7.85克，則原樣品中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

7.85

10

×100%═78.5%，故答案為：78.5%．
反思：根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，空氣中二氧化碳參加反應(yīng)，故答案為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．

點(diǎn)評(píng)：掌握分析物質(zhì)組成的方法，鑒別物質(zhì)一般要求是現(xiàn)象明顯，比如：沉淀、氣體．