Question

小麗來到實驗室，看到實驗桌上有一瓶敞口放置的氫氧化鈉固體，于是對其是否變質產生了興趣．她和同學們準備對這瓶固體進行探究．
查閱資料：a．碳酸鈉溶液顯堿性，氯化鈣溶液呈中性．
b．碳酸鈉溶液與氯化鈣溶液可以發生反應：Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl．
作出猜想：
猜想1．固體沒有變質
猜想2．固體部分變質
猜想3．

 

設計方案：

	實驗操作	實驗現象	實驗結論
方案一	取少量固體放入試管中，滴加幾滴稀鹽酸	無明顯現象	猜想1正確
方案二	取少量固體放入試管中加水溶解，滴加足量澄清石灰水	產生白色沉淀	猜想2正確
	取上層清液放入另一只試管中，滴加酚酞溶液	溶液變為紅色

同學們經過討論，認為兩個方案都不合理．方案一不合理的原因是

 

；
方案二不合理的原因是

 

．同學們重新設計了方案并進行了實驗．
實驗探究：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
取少量固體放入試管中加水溶解，滴加足量	產生白色沉淀	猜想2正確
取上層清液放入另一只試管中，滴加酚酞溶液

若猜想3正確，該實驗的現象應該是

 

．
繼續探究：同學們繼續探究該氫氧化鈉固體樣品中碳酸鈉的質量分數．利用以下裝置進行了實驗．
你認為她們需要測的數據是

 

（填字母序號）．
a．固體樣品的質量             b．堿石灰實驗前后的質量
c．濃硫酸實驗前后的質量       d．氫氧化鈉溶液實驗前后的質量
e．所用稀硫酸的質量
實驗反思：根據所得數據進行計算發現結果比實際偏小，原因可能是

 

．

Answer 1

分析：【作出猜想】根據氫氧化鈉易和空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉來解答；
【設計方案】根據碳酸鈉與氫氧化鈉的性質解答；
【實驗探究】根據碳酸鈉與氯化鈣反應及氫氧化鈉溶液呈堿性來解答；
【繼續探究】氫氧化鈉固體樣品中碳酸鈉的質量分數：

碳酸鈉的質量

樣品質量

×100%來解答．

解答：解：【作出猜想】氫氧化鈉易和空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉，該固體有三種可能：①沒有變質，是氫氧化鈉，②部分變質，是氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物，③完全變質，是碳酸鈉；所以猜想3為固體完全變質；
【設計方案】方案一、取少量固體放入試管中，滴加幾滴稀鹽酸，無明顯現象，不能證明固體沒有變質，因為若樣品變質，加入的少量稀鹽酸先與NaOH反應，無明顯現象；若樣品完全變質，加入的幾滴稀鹽酸與Na₂CO₃反應，產生NaHCO₃，也無明顯現象，所以方案一不合理；
方案二、取少量固體放入試管中加水溶解，滴加足量澄清石灰水，有白色沉淀生成，證明樣品中一定有碳酸鈉，樣品變質，碳酸鈉溶液為堿性，滴加酚酞試液變紅色，所以取上層清液放入另一只試管中，滴加酚酞溶液，溶液變紅色，不能證明溶液中有氫氧化鈉，所以方案二不合理；
【實驗探究】
取少量固體放入試管中加水溶解，滴加足量CaCl₂溶液，產生白色沉淀，證明樣品中一定有碳酸鈉，取上層清液放入另一只試管中，滴加酚酞溶液，溶液由無色變成紅色，證明樣品中有氫氧化鈉，固體部分變質，猜想2正確；
若猜想3正確該實驗現象是：取少量固體放入試管中，滴加足量CaCl₂后產生白色沉淀；取上層清液放入另一只試管中，滴加酚酞溶液后不變色；
【繼續探究】氫氧化鈉固體樣品中碳酸鈉的質量分數：

碳酸鈉的質量

樣品質量

×100%，
要計算碳酸鈉的質量分數，需要知道固體樣品質量和樣品中碳酸鈉的質量，碳酸鈉質量不易測出，可根據氫氧化鈉溶液實驗前后的質量，求出生成的二氧化碳質量，進而求出碳酸鈉質量；
【實驗反思】根據所得數據進行計算發現結果比實際偏小，原因可能是：A、B容器內還有剩余的CO₂沒有完全被氫氧化鈉吸收，致使求出的碳酸鈉質量分數偏�。�
故答案為：
【作出猜想】固體完全變質；
【設計方案】
方案一：若樣品變質，加入的少量稀鹽酸先與NaOH反應，無明顯現象；若樣品完全變質，加入的幾滴稀鹽酸與Na₂CO₃反應，產生NaHCO₃，也無明顯現象；
方案二：碳酸鈉與石灰水反應產生的氫氧化鈉也能使濾液中的酚酞變紅；
【實驗探究】

實驗操作	實驗現象	實驗結論
CaCl2溶液
	溶液由無色變為變紅色

取少量固體放入試管中，滴加足量CaCl₂后產生白色沉淀；取上層清液放入另一只試管中，滴加酚酞溶液后不變色；
【繼續探究】ad；
A、B容器內還有剩余的CO₂沒有完全被氫氧化鈉吸收．

點評：本題考查了學生“NaOH溶液吸收空氣中的CO₂生成Na₂CO₃；Na₂CO₃溶液中加入鈣鹽溶液生成CaCO₃白色沉淀和酚酞試液變色”的一些知識，題目通過藥品是否變質的探究培養了學生的實驗探究能力．