Question

氫氧化鈉是一種重要的化工原料．工業上常用電解飽和食鹽水的方法來制取燒堿，并生成氯氣（Cl₂）和氫氣．
（1）請寫出工業上用電解飽和食鹽水制取燒堿的化學方程式：______．
（2）氫氧化鈉溶液中滴入酚酞試液會變紅色，氫氧化鈉溶液中主要含有Na⁺、OHˉ、水分子．某探究小組為探究氫氧化鈉溶液中的哪種微粒能使酚酞試液變紅，設計了如下實驗方案，得出了初步結論．
①請填寫下表中的實驗結論：

實 驗 過 程	實驗現象	實 驗 結 論
向盛有少量NaCl溶液的試管中滴入酚酞試液，振蕩	溶液無明顯 變化	______

②是否需要做“向水中滴加酚酞試液”的對比實驗？為什么？
（3）某化學興趣小組同學在實驗室用氫氧化鈉與稀鹽酸做探究實驗．將兩種溶液混合后，對溶液中溶質的可能組成作出如下猜想：
甲同學的猜想是：溶液中只有NaCl．
乙同學的猜想是：溶液中可能含有NaCl、NaOH、和 HCl．
①你認為甲乙兩位同學的猜想都合理嗎？并說明理由．
②請你提出一個與甲乙同學不同的猜想，并設計簡單的實驗證明你的猜想成立．
（4）有一瓶因保存不當而部分變質的氫氧化鈉固體，為測其成分，稱取10g樣品配制成溶液，向其中滴加一定質量分數的稀鹽酸，充分反應，共放出0.88g氣體，試求樣品中氫氧化鈉的質量分數是多少？

Answer 1

解：（1）根據題意，電解飽和食鹽水可生成燒堿、氯氣（Cl₂）和氫氣，因此反應的化學方程式為2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）①氯化鈉溶液中含有Na⁺、Cl^-、水分子，酚酞不變紅，說明氫氧化鈉溶液中的Na⁺、水分子同樣不能使酚酞變紅；②無需再進行檢驗水能否使酚酞變紅，因為氯化鈉溶液中含有水，并且酚酞沒有變紅；
（3）①若鹽酸與氫氧化鈉恰好完全反應，甲同學的猜想就是正確的；乙同學猜想中認為既有氫氧化鈉又有鹽酸，這種情況不可能出現，因為鹽酸會和氫氧化鈉繼續反應；
②若鹽酸剩余，則混合溶液為氯化鈉與鹽酸的混合物，可加入紫色石蕊檢驗溶液呈酸性而證明猜想成立；若氫氧化鈉剩余，則混合溶液為氯化鈉與氫氧化鈉的混合物，可加入無色酚酞檢驗溶液呈堿性而證明猜想成立；
故答案為：
（1）2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）①Na⁺、水分子不能使酚酞試液變色；②不用做．在第一步中已經證明了水分子不能使酚酞試液變色；
（3）①乙同學的猜想不合理，因為NaOH和HCl會發生反應，不可能共存．
②可能是NaCl和HCl，取少量反應后的溶液于試管中，向其中滴加石蕊試液，若試液變紅，證明猜想成立（即證明溶液呈酸性）[或者可能含有NaCl和NaOH，取少量反應后的溶液于試管中，向其中滴加酚酞溶液，若試液變紅，證明猜想成立（即證明溶液呈堿性）]；
（4）設混合物中碳酸鈉的質量為x，則有：
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
106 44
x 　　　　　　 0.88g
=
解得x=2.12g
氫氧化鈉的質量分數=×100%=78.8%
答：樣品中氫氧化鈉的質量分數是78.8%．
分析：（1）根據題設對反應的介紹，判斷反應的反應物與生成物，完成反應化學方程式的書寫；
（2）對比氫氧化鈉溶液與氯化鈉溶液中粒子的異同，可得出使酚酞試液變成紅色的粒子；
（3）①根據氫氧化鈉與鹽酸混合可能發生的情況，對反應后的溶液組成進行猜想和判斷；
②氫氧化鈉與鹽酸可能完全反應，所得溶液只有氯化鈉；可能鹽酸剩余，所得溶液為氯化鈉和鹽酸的混合溶液；可能氫氧化鈉剩余，所得溶液為氯化鈉和氫氧化鈉的混合物；根據猜想中物質的性質，設計實驗檢驗猜想中物質的存在；
（4）氫氧化鈉變質生成的碳酸鈉與鹽酸反應放出二氧化碳，根據反應放出二氧化碳的質量可計算固體中的碳酸鈉的質量，樣品質量與碳酸鈉質量差即固體中氫氧化鈉質量，氫氧化鈉質量與樣品質量的比可計算出樣品中氫氧化鈉的質量分數．
點評：對反應后所得溶液組成進行猜想時，可分為恰好完全反應或兩種反應物中有一種反應物剩余兩種情況進行猜想，兩種反應物都有剩余的情況一定不會存在．