Question

（2013?湘潭）某实验小组为检验露置在空气中的NaOH固体是否变质并确定其组成，开展了一下探究活动．
【讨论与交流】
（1）NaOH能与空气中的

CO₂

（填化学式）发生反应生成Na₂CO₃．
（2）Na₂CO₃的水溶液呈碱性．
【查阅资料】
（3）NaOH在空气中不会转化成NaHCO₃；
（4）CaCl₂、NaCl的水溶液均呈中性．
【猜想假设】猜想一：固体全部为NaOH．
猜想一：固体全部为

Na₂CO₃

．
猜想一：固体为NaOH和Na₂CO₃的混合物．
【实验探究】将待检固体溶于水配成溶液．按以下两种方案进行实验：
方案一：用洁净的玻璃棒蘸取该溶液滴在pH试纸上，测得pH

＞

（填“＞”、“＜”或“=”），说明猜想一成立．、
方案二：取该溶液少许，往其中加入足量CaCl₂溶液，有白色沉淀产生；待沉淀不再产生，过滤，再往滤液中滴入酚酞试液，溶液变成

红

色，说明猜想三成立．
【归纳与总结】很明显，方案一的结论

错误

（填“正确”或“错误”），理由是

Na₂CO₃溶液也呈碱性

．
【探究与拓展】为进一步确定原固体的组成，该实验小组的同学称取26.6g待检固体，按如图所示过程实验（步骤②产生的气体全部逸出），请参照图中提供的数据计算：

（5）26.6g固体混合物中Na₂CO₃的质量．
（6）所用稀盐酸中溶质的质量分数．
（7）实验最终所得351g溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

分析：【讨论与交流】NaOH的变质原因是吸收了空气中的CO₂，生成了Na₂CO₃；
【猜想假设】根据氢氧化钠可能没有变质，固体全部为NaOH；氢氧化钠可能部分变质，固体为NaOH和Na₂CO₃的混合物；氢氧化钠完全变质，固体为Na₂CO₃进行猜想；
【实验探究】方案一：猜想一固体全部为NaOH若成立，则溶液呈现碱性，判断测定的溶液的pH；
方案二：由于氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都呈碱性，因此想证明氢氧化钠的存在，首先得先把碳酸钠除去，因此先用氯化钙溶液除去碳酸钠，再用酚酞试液证明氢氧化钠的存在；
【归纳与总结】根据碳酸钠溶液呈碱性可判断猜想一是否成立；
【探究与拓展】根据反应前后的质量差就是生成CO₂的质量计算出Na₂CO₃的质量，从而进一步确定样品中NaOH的质量、氯化氢的质量及质量分数及反应后溶液中溶质的质量分数．

解答：解：【讨论与交流】NaOH的变质原因是吸收了空气中的CO₂，生成了Na₂CO₃；
【猜想假设】氢氧化钠可能没有变质，固体全部为NaOH；氢氧化钠可能部分变质，固体为NaOH和Na₂CO₃的混合物；因此也可能是氢氧化钠完全变质，固体为Na₂CO₃；
【实验探究】方案一：猜想一固体全部为NaOH若成立，则溶液呈现碱性，所以测定的溶液的pH＞7；
方案二：由于氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都呈碱性，因此先用氯化钙溶液除去碳酸钠，再用酚酞试液变成红色证明氢氧化钠的存在，猜想三成立；
【归纳与总结】由于碳酸钠溶液也呈碱性无法判断判断猜想一是否成立，因此方案一的结论错误；
【探究与拓展】根据质量守恒定律反应前后的质量差就是生成CO₂的质量：26.6g+178.8g+150g-351g=4.4g
设26.6g固体混合物中Na₂CO₃的质量为x，反应需要氯化氢的质量为y，生成氯化钠的质量为z
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106     73   117      44
x        y    z       4.4g

106

x

=

44

44g．

    x=10.6g

73

y

=

44

4.4g

    y=7.3g

117

z

=

44

4.4g

  z=11.7g
26.6g混合物中含有氢氧化钠的质量为：26.6g-10.6g=16g
则16g氢氧化钠完全反应需要氯化氢的质量为a，生成氯化钠的质量为b
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40     36.5  58.5
16g    a    b

40

16g

=

36.5

a

   a=14.6g

40

16g

=

58.5

b

   b=23.4g
∴所用稀盐酸中溶质的质量分数=

7.3g+14.6g

150g

×100%=14.6%
实验最终所得351g溶液中氯化钠的质量分数=

11.7g+23.4g

351g

×100%=10%
答：26.6g固体混合物中Na₂CO₃的质量为10.6g；所用稀盐酸中溶质的质量分数为14.6%；实验最终所得351g溶液中氯化钠的质量分数为10%．
故答案为：【讨论与交流】CO₂
【猜想假设】Na₂CO₃；
【实验探究】＞；红；
【归纳与总结】错误；Na₂CO₃溶液也呈碱性；
【探究与拓展】根据质量守恒定律反应前后的质量差就是生成CO₂的质量：26.6g+178.8g+150g-351g=4.4g
设26.6g固体混合物中Na₂CO₃的质量为x，反应需要氯化氢的质量为y，生成氯化钠的质量为z
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106     73   117      44
x        y    z       4.4g

106

x

=

44

44g．

    x=10.6g

73

y

=

44

4.4g

    y=7.3g

117

z

=

44

4.4g

  z=11.7g
26.6g混合物中含有氢氧化钠的质量为：26.6g-10.6g=16g
则16g氢氧化钠完全反应需要氯化氢的质量为a，生成氯化钠的质量为b
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40     36.5  58.5
16g    a    b

40

16g

=

36.5

a

   a=14.6g

40

16g

=

58.5

b

   b=23.4g
∴所用稀盐酸中溶质的质量分数=

7.3g+14.6g

150g

×100%=14.6%
实验最终所得351g溶液中氯化钠的质量分数=

11.7g+23.4g

351g

×100%=10%
答：26.6g固体混合物中Na₂CO₃的质量为10.6g；所用稀盐酸中溶质的质量分数为14.6%；实验最终所得351g溶液中氯化钠的质量分数为10%．

点评：本题考查了氢氧化钠的变质的探究及有关的计算，这是氢氧化钠这一知识点的常考题型，具有典型的代表性，注意碳酸钠碱性对氢氧化钠的干扰的探究：先除去氢氧化钠中的碳酸钠，然后再证明剩余溶液显碱性，才能说明氢氧化钠部分变质．