Question

在學習了質量守恒定律后，小明和小華來到實驗室，他們用如圖所示的實驗裝置，驗證了氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液反應是符合質量守恒定律的．
（1）請寫出該反應的化學方程式________；
（2）實驗結束后，在整理儀器時小明發現，原來氫氧化鈉溶液是放在敞口容器中．于是他們對剛剛完成的實驗產生了疑問：
[提出問題]①氫氧化鈉是否變質；
②如果氫氧化鈉溶液已經變質，“變質”的氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液反應為什么仍然符合質量守恒定律．
[查找資料]部分銅鹽的溶解性表（20℃）

陽離子陰離子	SO42-	NO3-	PO43-	Cl-	CO32-
Cu2+	溶	溶	不	溶	不

（3）請你幫助他們完成下面的探究：
他們依據所學知識，對氫氧化鈉樣品溶液的溶質成分作了如下猜想：
[猜想]①可能是NaOH； ②可能是Na₂CO₃； ③可能是NaOH與Na₂CO₃的混合物．
[設計實驗]Ⅰ取少量樣品溶液，滴加稀鹽酸，有氣體生成．由此認為猜想②正確．請判斷此結論是否正確，并簡述理由．________．
Ⅱ取少量樣品溶液，滴加酚酞試液，溶液變為紅色．由此認為猜想①正確．請判斷此結論是否正確，并簡述理由．________．
Ⅲ取少量樣品溶液，滴加BaCl₂試液，有白色沉淀產生．由此判斷白色粉末中含有________．為了驗證猜想③，繼續向溶液中滴加BaCl₂試液至不再產生沉淀，然后過濾．接下來還應進行的實驗是________，若觀察到________現象，則猜想③正確．
[解釋與分析]①假如氫氧化鈉已變質．
②“變質”的氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液反應，為什么仍然符合質量守恒定律：________．

Answer 1

解：（1）該反應是堿和鹽發生的復分解反應，化學方程式為：2NaOH+CuSO₄=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓．
（3）[設計實驗]Ⅰ不正確；氫氧化鈉的變質是氫氧化鈉與二氧化碳的反應，產物中含有碳酸鈉，加入鹽酸后會生成二氧化碳，不能斷定是碳酸鈉一種物質還是混有碳酸鈉的氫氧化鈉．
Ⅱ不正確，碳酸鈉溶液也顯堿性，能使無色的酚酞變紅色；
Ⅲ取少量樣品溶液，滴加BaCl₂試液，有白色沉淀產生．由此判斷白色粉末中含有碳酸鈉，為了驗證猜想③，繼續向溶液中滴加BaCl₂試液至不再產生沉淀，然后過濾．接下來還應進行的實驗是滴加無色的酚酞試液，若觀察到溶液變紅色現象，則猜想③正確．
②碳酸鈉溶液與硫酸銅溶液，反應過程中沒有氣體逸出（或碳酸鈉溶液與硫酸銅溶液反應，反應物與生成物均存在于燒杯中）；
故答案為：
（1）2NaOH+CuSO₄=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓．
（3）Ⅰ不正確 兩者混合物也可Ⅱ不正確 碳酸鈉溶液也呈堿性ⅢNa₂CO₃向濾液中滴加酚酞試液 溶液變紅；
②碳酸鈉溶液與硫酸銅溶液，反應過程中沒有氣體逸出（或碳酸鈉溶液與硫酸銅溶液反應，反應物與生成物均存在于燒杯中）；
分析：（1）該反應是堿和鹽發生的復分解反應；
（3）可根據氫氧化鈉的變質信息解決．變質后產物中有碳酸鈉，所以可選的試劑是能與碳酸鈉反應產生沉淀的物質．
②“變質”的氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液反應仍然符合質量守恒定律．
點評：本題告訴我們在對質量守恒定律進行實驗探究時，要選擇密閉的裝置或者在選擇藥品時要注意不要選擇反應前后有氣體參與或生成的反應．