Question

像科學家一樣“做科學”--探秘氫氧化鈉
實驗室有一瓶長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體樣品，觀察發現，樣品表面出現了大量的白色粉末．某興趣小組的同學對該樣品進行了探究．請回答下列問題：
（1）實驗證明，這份氫氧化鈉已經變質，但不能確定是否完全變質．請你從下列藥品中選擇合適的試劑，探究氫氧化鈉是否完全變質．
藥品：蒸餾水、酚酞試液、稀鹽酸、氯化鈣溶液．
你的實驗方案是    ．用化學方程式表示該實驗中所依據的化學反應原理：    ．
（2）如果給你一份未知濃度的稀硫酸，要求通過定量實驗，測定氫氧化鈉變質的程度（即樣品中氫氧化鈉的含量），請你給出具體的實驗方案．

實驗方案	反應的化學方程式

（3）實驗證明，氫氧化鈉部分變質，請你設計一個提純該樣品的實驗方案，以得到純凈的氫氧化鈉固體．
提純樣品應采用的試劑是    ．

實驗方案	反應的化學方程式

Answer 1

【答案】分析：（1）氫氧化鈉因吸收二氧化碳而變質，可能部分變質，可能全部變質，也可能沒有發生變質；可以通過驗證是否含有碳酸鈉和氫氧化鈉得出結論；由于碳酸鈉溶液呈堿性，會影響使用酚酞對氫氧化鈉的檢驗，因此首先使用足量氯化鈣等物質，充分反應產生沉淀既能驗證碳酸鈉又能除去碳酸鈉對氫氧化鈉堿性的干擾，然后滴加酚酞檢驗溶液中的氫氧化鈉；
（2）可依據稀硫酸和氫氧化鈉樣品反應前后的質量差，計算粗二氧化碳的質量，再根據化學方程式中二氧化碳和碳酸鈉的關系計算碳酸鈉的質量，從而得到氫氧化鈉的質量計算其含量；
（3）從成分看該雜質中的碳酸根是真正的雜質，因此要選擇合適的試劑除掉碳酸根且不與氫氧化鈉反應，同時不能引入新的雜質．
解答：解：（1）氫氧化鈉可能部分變質，也可能是全部變質，故設計的方案為：取少量待測液于試管，加入足量氯化鈣或氯化鋇溶液至不再產生白色沉淀；再向靜置后的上述試管中，滴加少量酚酞溶液，如果溶液變紅，則說明氫氧化鈉部分變質；如果溶液沒有變紅，則說明氫氧化鈉完全變質．
（2）由于硫酸的質量分數未知，故可以從氫氧化鈉樣品與足量的稀硫酸反應前后的質量差計算出產生二氧化碳的質量，再通過碳酸鈉的質量知道氫氧化鈉的質量，最后通過氫氧化鈉的質量與樣品質量的比值計算其含量；
故答案為：

實驗方案	反應的化學方程式
（1）稱出空燒杯的質量； （2）稱出燒杯和氫氧化鈉樣品的總質量； （3）用試管取出足量的稀硫酸，稱出燒杯和氫氧化鈉樣品和盛有稀硫酸試管的總質量；  （4）將試管中的稀硫酸倒入盛有氫氧化鈉樣品的燒杯里，充分反應后稱量其總 質量，記錄數據； （5）根據實驗測得的數據計算氫氧化鈉的含量．	H2SO4+Na2CO3═Na2SO4+H2O+CO2↑

（3）敞口放置于空氣中會吸水并與二氧化碳反應生成碳酸鈉，要得到純凈的氫氧化鈉固體將碳酸根除掉是解題的關鍵，可加入適量的石灰水（或氫氧化鋇溶液）可以除去碳酸鈉又可以增加氫氧化鈉，然后經過濾蒸發等操作即可得到較純凈的氫氧化鈉．
故答案為：

實驗方案	反應的化學方程式
（1）將燒堿樣品放入試管中，加水振蕩， （2）向上述溶液中逐滴加入澄清石灰水至不再產生沉淀過濾， （3）然后將濾液蒸發至晶體析出	Ca（OH）2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH

點評：本題考查了氫氧化鈉變質的檢驗、變質程度的測定及除雜的問題，綜合性較強，難度較大，特別是語言的表達；解這類題目時，選擇試劑很重要，要注意在檢驗和除雜的不同，在除去雜質的同時，原物質不能減少，但可以增多，且反應后不能生成新的雜質．