Question

小丽来到实验室，看到实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体，于是对其是否变质产生了兴趣．她和同学们准备对这瓶固体进行探究．
查阅资料：a．碳酸钠溶液显碱性，氯化钙溶液呈中性．
b．碳酸钠溶液与氯化钙溶液可以发生反应：Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl．
作出猜想：
猜想1．固体没有变质
猜想2．固体部分变质
猜想3．

 

设计方案：

	实验操作	实验现象	实验结论
方案一	取少量固体放入试管中，滴加几滴稀盐酸	无明显现象	猜想1正确
方案二	取少量固体放入试管中加水溶解，滴加足量澄清石灰水	产生白色沉淀	猜想2正确
	取上层清液放入另一只试管中，滴加酚酞溶液	溶液变为红色

同学们经过讨论，认为两个方案都不合理．方案一不合理的原因是

 

；
方案二不合理的原因是

 

．同学们重新设计了方案并进行了实验．
实验探究：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量固体放入试管中加水溶解，滴加足量	产生白色沉淀	猜想2正确
取上层清液放入另一只试管中，滴加酚酞溶液

若猜想3正确，该实验的现象应该是

 

．
继续探究：同学们继续探究该氢氧化钠固体样品中碳酸钠的质量分数．利用以下装置进行了实验．
你认为她们需要测的数据是

 

（填字母序号）．
a．固体样品的质量             b．碱石灰实验前后的质量
c．浓硫酸实验前后的质量       d．氢氧化钠溶液实验前后的质量
e．所用稀硫酸的质量
实验反思：根据所得数据进行计算发现结果比实际偏小，原因可能是

 

．

Answer 1

分析：【作出猜想】根据氢氧化钠易和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠来解答；
【设计方案】根据碳酸钠与氢氧化钠的性质解答；
【实验探究】根据碳酸钠与氯化钙反应及氢氧化钠溶液呈碱性来解答；
【继续探究】氢氧化钠固体样品中碳酸钠的质量分数：

碳酸钠的质量

样品质量

×100%来解答．

解答：解：【作出猜想】氢氧化钠易和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠，该固体有三种可能：①没有变质，是氢氧化钠，②部分变质，是氢氧化钠和碳酸钠的混合物，③完全变质，是碳酸钠；所以猜想3为固体完全变质；
【设计方案】方案一、取少量固体放入试管中，滴加几滴稀盐酸，无明显现象，不能证明固体没有变质，因为若样品变质，加入的少量稀盐酸先与NaOH反应，无明显现象；若样品完全变质，加入的几滴稀盐酸与Na₂CO₃反应，产生NaHCO₃，也无明显现象，所以方案一不合理；
方案二、取少量固体放入试管中加水溶解，滴加足量澄清石灰水，有白色沉淀生成，证明样品中一定有碳酸钠，样品变质，碳酸钠溶液为碱性，滴加酚酞试液变红色，所以取上层清液放入另一只试管中，滴加酚酞溶液，溶液变红色，不能证明溶液中有氢氧化钠，所以方案二不合理；
【实验探究】
取少量固体放入试管中加水溶解，滴加足量CaCl₂溶液，产生白色沉淀，证明样品中一定有碳酸钠，取上层清液放入另一只试管中，滴加酚酞溶液，溶液由无色变成红色，证明样品中有氢氧化钠，固体部分变质，猜想2正确；
若猜想3正确该实验现象是：取少量固体放入试管中，滴加足量CaCl₂后产生白色沉淀；取上层清液放入另一只试管中，滴加酚酞溶液后不变色；
【继续探究】氢氧化钠固体样品中碳酸钠的质量分数：

碳酸钠的质量

样品质量

×100%，
要计算碳酸钠的质量分数，需要知道固体样品质量和样品中碳酸钠的质量，碳酸钠质量不易测出，可根据氢氧化钠溶液实验前后的质量，求出生成的二氧化碳质量，进而求出碳酸钠质量；
【实验反思】根据所得数据进行计算发现结果比实际偏小，原因可能是：A、B容器内还有剩余的CO₂没有完全被氢氧化钠吸收，致使求出的碳酸钠质量分数偏小．
故答案为：
【作出猜想】固体完全变质；
【设计方案】
方案一：若样品变质，加入的少量稀盐酸先与NaOH反应，无明显现象；若样品完全变质，加入的几滴稀盐酸与Na₂CO₃反应，产生NaHCO₃，也无明显现象；
方案二：碳酸钠与石灰水反应产生的氢氧化钠也能使滤液中的酚酞变红；
【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
CaCl2溶液
	溶液由无色变为变红色

取少量固体放入试管中，滴加足量CaCl₂后产生白色沉淀；取上层清液放入另一只试管中，滴加酚酞溶液后不变色；
【继续探究】ad；
A、B容器内还有剩余的CO₂没有完全被氢氧化钠吸收．

点评：本题考查了学生“NaOH溶液吸收空气中的CO₂生成Na₂CO₃；Na₂CO₃溶液中加入钙盐溶液生成CaCO₃白色沉淀和酚酞试液变色”的一些知识，题目通过药品是否变质的探究培养了学生的实验探究能力．