Question

化學老師交給某學校研究性學習小組一個任務：測定實驗室里一瓶久置的NaOH固體是否變質．該小組的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：部分變質，________；
猜想Ⅲ：完全變質，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100ml，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．	產生白色沉淀	說明久置固體中，一定含有 ________（填化學式）．
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 ________ （填化學式）．

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4.0g，則原樣品中NaOH的質量分數為________ （保留一位小數）．
反思：久置的氫氧化鈉變質的原因是________（用化學方程式表示）．

Answer 1

NaOH和Na₂CO₃．    Na₂CO₃    NaOH    燒杯    讓碳酸鈉全部參加反應    猜想Ⅱ    78.5%    2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O
分析：猜想Ⅱ：部分變質，說明一部分氫氧化鈉發生了反應，氫氧化鈉和空氣中的二氧化碳生成碳酸鈉和水．設計方案并進行實驗：碳酸鈉和氯化鋇生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉，反應后溶液中溶質有氯化鈉和氯化鋇（剩余）．根據圖表可知，氯化鈉溶液和氯化鋇溶液的pH都等于7，所以pH=11說明溶液中還有氫氧化鈉．
實驗結論：白色沉淀說明樣品中有碳酸鈉，pH=11說明樣品中有氫氧化鈉．
拓展：由沉淀的質量可以計算出碳酸鈉的質量，然后求NaOH的質量分數．
反思：根據質量守恒定律可知．
解答：猜想Ⅱ：部分變質，說明一部分氫氧化鈉發生了反應，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．
設計方案并進行實驗：①碳酸鈉和氯化鋇生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉，因此白色沉淀說明樣品中含有碳酸鈉．反應后溶液中溶質肯定有氯化鈉和氯化鋇（剩余），根據圖表可知，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pH=11就無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．
實驗結論：白色沉淀說明樣品中有碳酸鈉，pH=11說明樣品中有氫氧化鈉，故答案為：猜想Ⅱ．
拓展：根據題目信息可知，沉淀（碳酸鋇）的質量是4克，設碳酸鈉的質量是X．
Na₂CO₃+BaCl₂═BaCO₃↓+2NaCl
106 197
X 4克
═
得：X=2.15克
∴樣品中氫氧化鈉的質量=10克-2.15克=7.85克，則原樣品中NaOH的質量分數=×100%═78.5%，故答案為：78.5%．
反思：根據質量守恒定律可知，空氣中二氧化碳參加反應，故答案為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
點評：掌握分析物質組成的方法，鑒別物質一般要求是現象明顯，比如：沉淀、氣體．