Question

16．實驗中學興趣小組的同學發現，上個月做實驗用的氫氧化鈉溶液忘記了蓋瓶蓋．對于溶液是否變質，同學們提出了如下假設．
【提出假設】假設一：該溶液沒有變質
假設二：該溶液全部變質，變質的原因是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O（用方程式表示）
假設三：該溶液部分變質．此時該溶液中含有的溶質是NaOH、Na₂CO₃（用化學式表示）．
【設計方案】興趣小組的三位同學根據以上假設設計了如下三個實驗方案：
方案一：取溶液樣品，向樣品中加入足量的氯化鈣溶液，若無沉淀出現，則假設一正確；若有沉淀出現，再向反應物中加入幾滴酚酞溶液，若無色酚酞溶液變紅，則假設三成立，若無色酚酞溶液不變色，則另取一種假設？正確．
方案二：取溶液樣品，向樣品中逐滴加入稀鹽酸至過量，若假設一正確，則出現的現象是自始至終都無氣體生成；若假設二成立，則加稀鹽酸就立刻有氣體生成；若假設三成立，則出現的現象是先無氣泡產生，過一會才產生氣泡（假定Na₂CO₃與鹽酸的反應一步完成）
【方案評價】（1）萬宏同學認為將方案一中的氯化鈣溶液換為氫氧化鈣溶液也能完成實驗，你認為他的評價錯誤（填“正確”或“錯誤”），其原因是因為氫氧化鈣與碳酸鈉反應會生成氫氧化鈉，這樣無法確定氫氧化鈉的存在，也得不出氫氧化鈉部分變質的結論；
（2）方案二中加入的鹽酸過量的原因是保證把氫氧化鈉完全消耗掉；
【實驗結論】假設三正確．
【實驗反思】（1）由以上實驗可知，氫氧化鈉溶液必須密封保存；
（2）盛氫氧化鈉溶液的試劑瓶，不能用玻璃瓶塞（玻璃的主要成分是SiO₂），其原因是在常溫下，氫氧化鈉與玻璃中的二氧化硅緩慢地發生反應，產物使瓶口與瓶塞粘合在一起（寫化學方程式）

Answer 1

分析 【提出假設】根據氫氧化鈉易吸收空氣中的水和二氧化碳來解答，并寫出反應的方程式；
【設計方案】方案一：根據實驗的現象結合氫氧化鈉和碳酸鈉的性質分析；
方案二：根據氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物與鹽酸反應的先后順序分析產生的現象；
【方案評價】（1）如用氫氧化鈣溶液代替氯化鈣溶液，氫氧化鈣與碳酸鈉反應會生成氫氧化鈉，這樣無法確定原溶液是否有氫氧化鈉；（2）氫氧化鈉和碳酸鈉同時存在時，鹽酸會優先與氫氧化鈉反應；
【反思拓展】根據氫氧化鈉和二氧化硅反應分析．

解答 解：【提出假設】氫氧化鈉易吸收空氣中的水而潮解，吸收空氣中的二氧化碳生成碳酸鈉而變質，氫氧化鈉變質的化學方程式：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；若部分變質，則含有氫氧化鈉和碳酸鈉，化學式為：NaOH、Na₂CO₃；
【設計方案】方案一：氯化鈣能與碳酸鈉反應生成碳酸鈣和氯化鈉，除去了顯堿性的碳酸鈉，向上層清液加入酚酞試液變紅，說明固體中含有氫氧化鈉，故氫氧化鈉是部分變質，故猜想三正確，
方案二：氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物與鹽酸反應混合時鹽酸先和堿性較強的氫氧化鈉反應無現象，等氫氧化鈉反應后，再和碳酸鈉反應產生二氧化碳，因此觀察的現象為：先無氣泡產生，過一會才產生氣泡；
【方案評價】（1）如用氫氧化鈣溶液代替氯化鈣溶液是不行的，因為氫氧化鈣與碳酸鈉反應會生成氫氧化鈉，這樣無法確定氫氧化鈉的存在，也得不出氫氧化鈉部分變質的結論；
（2）如果氫氧化鈉和碳酸鈉同時存在時，鹽酸會優先與氫氧化鈉反應，要驗證是否有碳酸鈉必須先保證把氫氧化鈉完全消耗掉；
【反思拓展】實驗室盛放氫氧化鈉溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，其原因是在常溫下，氫氧化鈉與玻璃中的二氧化硅緩慢地發生反應，產物使瓶口與瓶塞粘合在一起，反應的化學方程式為：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
故答案為：【提出假設】2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；NaOH、Na₂CO₃；
【設計方案】三；先無氣泡產生，過一會才產生氣泡；
【方案評價】（1）錯誤；因為氫氧化鈣與碳酸鈉反應會生成氫氧化鈉，這樣無法確定氫氧化鈉的存在，也得不出氫氧化鈉部分變質的結論；
（2）保證把氫氧化鈉完全消耗掉；
【反思拓展】在常溫下，氫氧化鈉與玻璃中的二氧化硅緩慢地發生反應，產物使瓶口與瓶塞粘合在一起．

點評 此題是一道實驗探究題，解題的關鍵是把握在證明氫氧化鈉部分變質時，先除去氫氧化鈉中的碳酸鈉，然后再證明剩余溶液顯堿性，才能說明氫氧化鈉部分變質．