Question

【題目】實驗室有一瓶長期放置的氫氧化鈉固體，某化學興趣小組的同學對該固體的變質情況進行探究。

（提出問題）

該瓶氫氧化鈉固體是否變質，變質情況如何？

（查閱資料）

①氫氧化鈉在空氣中容易變質但不會轉化為NaHCO3；

②CaCl2溶液呈中性。

（提出猜想）

猜想I：固體未變質；

猜想Ⅱ：固體部分變質；

以上猜想是否嚴謹，并說明理由________。

（進行實驗）

小麗同學取少量樣品于燒杯中，加足量水溶解，再向溶液中滴入幾滴酚酞溶液，溶液變紅，由此她得出猜想I正確，但其他同學很快予以否定，理由是__________。

為了進一步得出結論，組內其他三位同學分別取小麗實驗后的溶液于試管中，進行如下實驗：

	小紅	小美	小沙
實驗操作	加入適量氫氧化鈣溶液	加入過量氯化鈣溶液	加入過量稀鹽酸

（實驗結論）

（1）小紅、小美的實驗中都觀察到有____________，于是他們都得出猜想Ⅱ正確；

（2）老師指出，僅憑小紅的實驗操作和現象無法確定猜想Ⅱ成立，理由是_________。

（3）根據小美的實驗結論推測小沙的實驗現象為_________。

（拓展提升）

如何測定變質的氫氧化鈉固體中碳酸鈉的質量分數？

經過討論，小組同學稱取一定質量的樣品，按照如圖所示裝置進行實驗，可通過測量生成二氧化碳的體積計算出碳酸鈉的質量分數（二氧化碳密度已知）。在實驗中，若沒有加入植物油，測定的結果會__________（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】不嚴謹，氫氧化鈉也可能全部變質 碳酸鈉溶液也顯堿性，也能使無色酚酞溶液變紅 白色沉淀生成，溶液顯紅色 加入氫氧化鈣溶液后，會對原溶液中氫氧化鈉的檢驗造成干擾（合理即可） 剛開始無明顯現象，一段時間后有氣泡產生，且溶液顏色逐漸由紅色變為無色 偏小

【解析】

[提出猜想]

長期放置的氫氧化鈉固體可能沒有變質，可能部分變質，也可能是全部變質。

[進行實驗]

由于氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液都呈堿性，都能使無色酚酞溶液變紅，所以取該樣品溶于水滴加無色酚酞溶液不能判斷出該氫氧化鈉樣品是否變質。

[實驗結論]

（1）根據他們得出的結論是猜想Ⅱ正確，可知氫氧化鈉部分變質，所以該樣品中含有氫氧化鈉和碳酸鈉兩種物質，向樣品溶液中滴加氫氧化鈣溶液或氯化鈣溶液，都能生成碳酸鈣白色沉淀，同時溶液中含有氫氧化鈉，溶液呈紅色。

（2）由于氫氧化鈣溶液顯堿性且與碳酸鈉反應后有氫氧化鈉生成，所以向樣品溶液中滴加氫氧化鈣溶液，根據現象只能確定樣品中含有碳酸鈉，不能確定樣品中是否含有氫氧化鈉。

（3）由小美得出的結論該氫氧化鈉樣品部分變質，向其中滴加稀鹽酸時，稀鹽酸先與氫氧化鈉反應，當氫氧化鈉完全反應后，再與碳酸鈉反應，所以實驗現象為剛開始無明顯現象，一段時間后有氣泡產生，溶液逐漸由紅色變為無色。

[拓展提升]

為測定該實驗樣品中碳酸鈉的質量分數，可通過測定其與稀鹽酸反應后生成二氧化碳的質量，又由于二氧化碳為氣體，可以先測定出反應生成氣體的體積，再結合密度計算出生成氣體的質量，所以該實驗裝置設計的原理是通過測定一定質量的樣品與稀鹽酸反應生成的二氧化碳的體積計算出碳酸鈉的質量分數。因為二氧化碳能溶于水且能與水發生反應，所以若沒有在多功能瓶中的水上層滴加植物油，二氧化碳會溶于水且會與水反應，使得測定的結果偏小。