Question

某化學研究性學習小組欲測定實驗室里一瓶久置的NaOH固體是否變質．請你和該小組的同學一起完成如下實驗探究：
【作出猜想】猜想I：沒變質，全部是NaOH；
猜想II：________
猜想Ⅲ：完全變質，全部是Na₂CO₃．
【查閱資料】①已知反應：BaCl₂+Na₂CO₃=2NaCl+BaCO₃↓
②部分鹽溶液在常溫下的pH如下：

鹽溶液	NaCI	Na2CO3	BaCl2
pH	等于7	大于7	等于7

【設計方案并進行實驗】請你與他們一起共同完成，并回答所給問題．

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①稱取上述氫氧化鈉固體樣品10.0g溶于50ml水配成溶液，向溶液中滴加氯化鋇溶液至過量，充分反應后，靜置．	________	說明久置固體中，一定含有Na2CO3
②用玻璃棒蘸取少量①中充分反應后的上層清液滴在一小塊pH試紙上，與標準比色卡對比，測出pH	pH=11	說明久置固體中，還一定含有________

上述步驟①中，滴加過量BaCl₂溶液的目的是________．
【實驗結論】通過實驗，說明上述猜想中________是正確的．
【拓展】該小組同學為測定出該NaOH固體的變質程度，繼續將上述白色沉淀過濾、洗凈、干燥，稱得其質量為3.94g，求原試劑中NaOH的質量分數．（寫出計算過程，假定試劑中無其它雜質）．

Answer 1

部分變質，既含有NaOH，又含有Na₂CO₃    產生白色沉淀    NaOH    使樣品中的Na₂C0₃完全反應    Ⅱ
分析：【作出猜想】依據氫氧化鈉變質的程度和產物并結合其他猜想分析解答；
【設計方案，并進行驗證】根據結論中有碳酸鈉，根據碳酸鈉和氯化鋇的反應來分析現象，再根據充分反應后溶液的pH值分析固體中是否含有氫氧化鈉，所加試劑過量是為了讓碳酸鈉完全反應；
【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】根據沉淀質量來計算碳酸鈉的質量，再計算原樣品中NaOH的質量及質量分數．
解答：【作出猜想】氫氧化鈉變質生成碳酸鈉，根據猜想Ⅰ沒變質，猜想Ⅲ完全變質，可知猜想Ⅱ可能部分變質，既含有氫氧化鈉，也含有碳酸鈉；
【設計方案，并進行驗證】由實驗步驟①及由①得出的結論可知，該物質中含有碳酸鈉，氯化鋇與碳酸鈉發生化學反應，生成不溶于水的白色物質碳酸鋇，故現象為產生白色沉淀；用玻璃棒蘸取少量①中充分反應后的上層清液滴在一小塊pH試紙上，由于步驟①滴加了過量的氯化鋇溶液，所以溶液中不含有Na₂C0₃，且pH=11，則說明溶液顯堿性，原固體中含有NaOH；
步驟（1）中滴加過量BaCl₂溶液，是保證所取樣品中的碳酸鈉完全反應，對步驟②的測量不造成影響；
【實驗結論】由實驗（1）和（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；
故答案為：【作出猜想】部分變質，既含有NaOH，又含有Na₂CO₃；
【設計方案并進行實驗】產生白色沉淀；NaOH；使樣品中的Na₂C0₃完全反應；
【實驗結論】Ⅱ；
【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3.94g，即碳酸鋇的質量為3.94g，
設樣品中含有碳酸鈉的質量為X
BaCl₂+Na₂CO₃=2NaCl+BaCO₃↓
106 197
X 3.94g
=
X=2.12g，
則氫氧化鈉的質量為10.00g-2.12g=7.88g，
則原樣品中NaOH的質量分數為×100%=78.8%
答：原試劑中NaOH的質量分數是78.8%．
點評：本題考查了久置的NaOH固體是否變質的實驗探究，以及方程式的計算，明確實驗現象與結論的關系，并從題目中獲取有用信息，結合物質的性質來分析，同時注意計算答題的規范性．