Question

某同學在做化學實驗時注意到盛放氫氧化鈉溶液的試劑瓶蓋不是玻璃塞，而是橡皮塞，很是好奇．于是，他在網上進行查詢，得知玻璃中含有一種物質叫做二氧化硅（化學式是SiO₂），它能與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉（化學式為Na₂SiO₃）和水，硅酸鈉溶液具有粘性．硅酸鈉中硅元素的化合價為______，
寫出二氧化硅與氫氧化鈉反應的化學方程式：______．
他又注意到盛放氫氧化鈉溶液的瓶口有一些白色固體物質，他猜測可能有碳酸鈉，
他做出這樣猜想的理由是______．
請你幫他設計一個實驗進行驗證（只要寫出實驗方案即可）：
______．
你對此白色固體物質還有哪些猜想？寫出合理猜想和正確的實驗方案，
猜想：______．
實驗方案：______．

Answer 1

【答案】分析：根據硅酸鈉的化學式Na₂SiO₃和化合物中正負化合價的代數和為0的原則計算硅元素的化合價；
根據反應物是氫氧化鈉和二氧化硅、生成物是硅酸鈉和水書寫要求的化學方程式；
根據質量守恒定律，以及氫氧化鈉會與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉而變質進行分析解答；
在實驗室常在樣品中加鹽酸，將生成的氣體通入澄清石灰水中，看是否出現沉淀來檢驗碳酸鹽；
瓶口的白色固體可能是氫氧化鈉溶液中的水分蒸發留下的氫氧化鈉，也可能是變質生成的碳酸鈉，然后對白色固體探究．
解答：解：
根據化合物中化合價代數和為0的原則，設硅的化合價為x，硅酸鈉Na₂SiO₃中（+1）×2+x+（-2）×3=0，解得x=+4，故答案為：+4；
反應物是氫氧化鈉和二氧化硅，生成物是硅酸鈉和水，根據質量守恒定律書寫化學方程式，故答案為：SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
根據氫氧化鈉會和空氣中的二氧化碳等氣體接觸，但是我們知道氫氧化鈉不會和氧氣、氮氣反應，只會和二氧化碳反應，根據質量守恒定律可知，白色固體是碳酸鈉，故答案為：空氣中含有二氧化碳，氫氧化鈉能與二氧化碳反應生成碳酸鈉；
在實驗室檢驗碳酸根離子，就是在樣品中加鹽酸，有氣泡產生，然后將產生的氣體通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁，故答案為：取少量白色固體放入試管中，滴入稀鹽酸，再將產生的氣體通入澄清的石灰水中；
氫氧化鈉在空氣中可能變質，也可能不變質，所白色的固體也可能是氫氧化鈉固體，然后加鹽酸驗證，看是否有氣泡產生，故答案為：取少量白色固體放入試管中，滴入足量的稀鹽酸，不產生氣泡．
點評：本題考查了氫氧化鈉會和二氧化硅生成硅酸鈉，以及碳酸根離子的檢驗方法和實驗探究的設計方法；利用離子的性質進行檢驗和探究，是同學們必須掌握的知識點．