Question

某研究性学习小组为了探究实验室里一瓶久置的NaOH固体是否变质．该小组同学进行了如下实验探究：
[提出问题]
猜想Ⅰ：没变质，全部是NaOH；
猜想Ⅱ：可能部分变质，固体是NaOH和 Na₂CO₃的混合物；
猜想Ⅲ：可能全部变质，固体是Na₂CO₃．
[查阅资料]
①已知反应：BaCl₂+Na₂CO₃=BaCO₃↓+2NaCl；
②部分盐溶液在常温下的pH值如下：

盐溶液	NaCl	Na2CO3	BaCl2
pH	等于7	大于7	等于7

[设计方案并进行实验]请你与她们一起共同完成实验，并回答所给问题；
实验方案1：
取该样品少量于试管中，加入适量的水振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液，观察到溶液变成红色．结论：样品中一定有NaOH．
实验方案2：
（1）称取上述氢氧化钠固体样品5.3g溶于50ml水配成溶液，向溶液中滴加过量氯化钡溶液，有白色沉淀产生．说明久置固体中，一定含有______（填化学式）．滴加过量氯化钡溶液的目的是______．
（2）将（1）所得溶液静置，取上层清液，滴加酚酞试液，酚酞试液变红，说明久置固体中，一定含有______（填化学式）．
[反思评价]小明同学认为实验方案1得出的结论不正确，其理由是______．
[实验结论]通过实验，说明上述猜想______是正确的．
[拓展]该小组同学为验证上述实验的可靠性，继续将上述白色沉淀过滤、洗净、干燥，称量得其质量为1.97g，则原样品中氢氧化钠的质量分数为______（假定试剂中无其它杂质）．
[表达]久置的氢氧化钠变质的原因是______（用化学方程式表示）．

Answer 1

解：（1）加入氯化钡溶液后生成不溶于水的白色物质碳酸钡，可以判断久置固体中含有碳酸钠，滴加过量BaCl₂溶液，是保证所取样品中的碳酸钠完全反应；
（2）取反应后的上层清夜滴加酚酞试液，酚酞试液变红，说明溶液显碱性，即久置固体中含有NaOH；
【反思评价】碳酸钠溶液也呈碱性，其溶液也可使酚酞变红，所以不能仅仅根据酚酞变红来判断样品中一定含有NaOH；
【实验结论】由实验方案2的结论可知，原样品中含有碳酸钠和氢氧化钠，则猜想Ⅱ正确；
【拓展】由静置后的混合物过滤，将白色沉淀洗涤、干燥，称得其质量为1.97g，即碳酸钡的质量为1.97g，
设5.3g样品中碳酸钠的质量为x
Na₂C0₃+BaCl₂═BaC0₃↓+2NaCl
106 197
x 1.97g

解得：x=1.06g，所以氢氧化钠的质量为5.3g-1.06g=4.24g
×100%=80%；
【表达】因氢氧化钠在空气中吸收水后能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠，则久置的NaOH固体会变质，其化学方程式为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
故答案为：（1）Na₂CO₃；保证所取样品中的碳酸钠完全反应；
（2）NaOH；
[反思评价]碳酸钠溶液也呈碱性，其溶液也可使酚酞变红；
[实验结论]Ⅱ；
[拓展]80%；
[表达]2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
分析：（1）碳酸钠可以和氯化钡反应生成沉淀，而氢氧化钠不能和氯化钡反应，可以据此解答该题；
（2）由于（1）中加入的是过量的氯化钡，所以排除了碳酸钠的干扰，根据溶液呈碱性可以判断该溶液中所含物质；
【反思评价】碳酸钠溶液也呈碱性，可以据此解答；
【实验结论】根据实验的现象和结论来分析上述猜想是否正确；
【拓展】根据所得固体的质量可以求算出碳酸钠的质量，进而求算出氢氧化钠的质量；
【表达】根据氢氧化钠的性质来进行解答．
点评：本题考查了久置的NaOH固体是否变质的实验探究，学生明确实验现象与结论的关系，利用元素的守恒等来计算分析，并注意结合物质的性质来分析固体变质的原因来解答本题．