Question

實驗室有一瓶長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體樣品，某化學興趣小組的同學為了探究這瓶氫氧化鈉固體的成分，進行了有關實驗，請你一起參與他們的探究活動．
【提出問題】這瓶氫氧化鈉固體的成分是什么？
【猜測與假設】
猜想Ⅰ：沒有變質，全部是NaOH
猜想Ⅱ：完全變質，全部是Na₂CO₃
猜想Ⅲ：______
【查閱資料】氯化鋇溶液呈中性，它不能使無色酚酞試液變紅．
【實驗與探究】
（1）為了驗證猜想Ⅰ，小明的實驗方案如下：

實驗步驟	實驗現象	結論及解釋
取少量固體樣品于試管中，加蒸餾水完全溶解，然后加入足量的稀鹽酸	______	則證明猜想Ⅰ成立．

（2）為了驗證猜想Ⅱ和猜想Ⅲ，請你完成下表
藥品：蒸餾水、酚酞試液、氯化鋇溶液．

實驗步驟	實驗現象	結論及解釋
______	______	則證明猜想成立此過程中發生反應的化學方程式為______
______	______	猜想Ⅱ成立． 猜想Ⅲ成立．

（3）實驗證明猜想Ⅲ是正確的，請你設計一個除去該樣品中雜質的實驗方案，以得到純凈的氫氧化鈉固體．______
【反思與交流】長期暴露在空氣中的固體氫氧化鈉變質的原因是（用化學方程式表示）：______．

Answer 1

【猜想與假設】氫氧化鈉若變質，其產物為碳酸鈉，若氫氧化鈉部分變質，則該固體為氫氧化鈉和碳酸鈉混合物；
【實驗與探究】（1）碳酸鈉可以和稀鹽酸反應生成氣體，所以若沒有明顯現象，則該固體中沒有碳酸鈉，即只有氫氧化鈉，即猜想Ⅰ成立；
（2）氯化鋇溶液和碳酸鈉反應生成白色沉淀碳酸鋇和氯化鈉，所以若觀察到產生了白色沉淀，則說明在該固體中含有碳酸鈉，即猜想Ⅱ或猜想Ⅲ成立；該反應的化學方程式為：Na₂CO₃+BaCl₂═BaCO₃↓+2NaCl；
碳酸鈉被完全反應后，若溶液能夠使酚酞溶液變紅，則說明溶液呈堿性，從而可以判斷該溶液中含有氫氧化鈉，則猜想Ⅲ成立；若酚酞試液沒有變紅，說明不含有氫氧化鈉，則猜想Ⅱ成立；
（3）除去氫氧化鈉溶液中存在的碳酸鈉雜質，可以加入氫氧化鈣或氫氧化鋇溶液，生成碳酸鈣或碳酸鋇沉淀和氫氧化鈉，其化學方程式為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+NaOH，碳酸鈣是不溶于水的，可以通過過濾的方式除去；
【反思與交流】氫氧化鈉易潮解，潮解之后會和空氣的二氧化碳反應生成碳酸鈉而變質，反應的方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
故答案為：【猜想與假設】部分變質，是NaOH和Na₂CO₃；
【實驗與探究】（1）

實驗步驟	實驗現象	結論及解釋
	實驗過程中始終沒有氣泡產生

（2）

實驗步驟	實驗現象	結論及解釋
取少量待測液于試管，加入足量氯化鋇溶液至不再產生白色沉淀	產生白色沉淀	Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
再向靜置后的上述試管中，滴加少量酚酞溶液	如果溶液沒有變紅，則說明氫氧化鈉完全變質； 如果溶液變紅，則說明氫氧化鈉部分變質

（3）①取固體加水溶解；②滴加氫氧化鈣溶液或氫氧化鋇溶液至不再產生沉淀；③過濾；④蒸發溶液至氫氧化鈉固體晶體析出為止；
【反思與交流】2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．