Question

某實驗小組為檢驗露置在空氣中的NaOH固體是否變質并確定其組成，開展了一下探究活動．
【討論與交流】
（1）NaOH能與空氣中的    （填化學式）發生反應生成Na₂CO₃．
（2）Na₂CO₃的水溶液呈堿性．
【查閱資料】
（3）NaOH在空氣中不會轉化成NaHCO₃；
（4）CaCl₂、NaCl的水溶液均呈中性．
【猜想假設】猜想一：固體全部為NaOH．
猜想一：固體全部為    ．
猜想一：固體為NaOH和Na₂CO₃的混合物．
【實驗探究】將待檢固體溶于水配成溶液．按以下兩種方案進行實驗：
方案一：用潔凈的玻璃棒蘸取該溶液滴在pH試紙上，測得pH    （填“＞”、“＜”或“=”），說明猜想一成立．、
方案二：取該溶液少許，往其中加入足量CaCl₂溶液，有白色沉淀產生；待沉淀不再產生，過濾，再往濾液中滴入酚酞試液，溶液變成    色，說明猜想三成立．
【歸納與總結】很明顯，方案一的結論    （填“正確”或“錯誤”），理由是    ．
【探究與拓展】為進一步確定原固體的組成，該實驗小組的同學稱取26.6g待檢固體，按如圖所示過程實驗（步驟②產生的氣體全部逸出），請參照圖中提供的數據計算：

（5）26.6g固體混合物中Na₂CO₃的質量．
（6）所用稀鹽酸中溶質的質量分數．
（7）實驗最終所得351g溶液中溶質的質量分數．

Answer 1

【答案】分析：【討論與交流】NaOH的變質原因是吸收了空氣中的CO₂，生成了Na₂CO₃；
【猜想假設】根據氫氧化鈉可能沒有變質，固體全部為NaOH；氫氧化鈉可能部分變質，固體為NaOH和Na₂CO₃的混合物；氫氧化鈉完全變質，固體為Na₂CO₃進行猜想；
【實驗探究】方案一：猜想一固體全部為NaOH若成立，則溶液呈現堿性，判斷測定的溶液的pH；
方案二：由于氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液都呈堿性，因此想證明氫氧化鈉的存在，首先得先把碳酸鈉除去，因此先用氯化鈣溶液除去碳酸鈉，再用酚酞試液證明氫氧化鈉的存在；
【歸納與總結】根據碳酸鈉溶液呈堿性可判斷猜想一是否成立；
【探究與拓展】根據反應前后的質量差就是生成CO₂的質量計算出Na₂CO₃的質量，從而進一步確定樣品中NaOH的質量、氯化氫的質量及質量分數及反應后溶液中溶質的質量分數．
解答：解：【討論與交流】NaOH的變質原因是吸收了空氣中的CO₂，生成了Na₂CO₃；
【猜想假設】氫氧化鈉可能沒有變質，固體全部為NaOH；氫氧化鈉可能部分變質，固體為NaOH和Na₂CO₃的混合物；因此也可能是氫氧化鈉完全變質，固體為Na₂CO₃；
【實驗探究】方案一：猜想一固體全部為NaOH若成立，則溶液呈現堿性，所以測定的溶液的pH＞7；
方案二：由于氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液都呈堿性，因此先用氯化鈣溶液除去碳酸鈉，再用酚酞試液變成紅色證明氫氧化鈉的存在，猜想三成立；
【歸納與總結】由于碳酸鈉溶液也呈堿性無法判斷判斷猜想一是否成立，因此方案一的結論錯誤；
【探究與拓展】根據質量守恒定律反應前后的質量差就是生成CO₂的質量：26.6g+178.8g+150g-351g=4.4g
設26.6g固體混合物中Na₂CO₃的質量為x，反應需要氯化氫的質量為y，生成氯化鈉的質量為z
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106     73   117      44
x        y    z       4.4g
=    x=10.6g

=    y=7.3g

=  z=11.7g
26.6g混合物中含有氫氧化鈉的質量為：26.6g-10.6g=16g
則16g氫氧化鈉完全反應需要氯化氫的質量為a，生成氯化鈉的質量為b
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40     36.5  58.5
16g    a    b
=   a=14.6g

=   b=23.4g
∴所用稀鹽酸中溶質的質量分數=×100%=14.6%
實驗最終所得351g溶液中氯化鈉的質量分數=×100%=10%
答：26.6g固體混合物中Na₂CO₃的質量為10.6g；所用稀鹽酸中溶質的質量分數為14.6%；實驗最終所得351g溶液中氯化鈉的質量分數為10%．
故答案為：【討論與交流】CO₂
【猜想假設】Na₂CO₃；
【實驗探究】＞；紅；
【歸納與總結】錯誤；Na₂CO₃溶液也呈堿性；
【探究與拓展】根據質量守恒定律反應前后的質量差就是生成CO₂的質量：26.6g+178.8g+150g-351g=4.4g
設26.6g固體混合物中Na₂CO₃的質量為x，反應需要氯化氫的質量為y，生成氯化鈉的質量為z
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106     73   117      44
x        y    z       4.4g
=    x=10.6g

=    y=7.3g

=  z=11.7g
26.6g混合物中含有氫氧化鈉的質量為：26.6g-10.6g=16g
則16g氫氧化鈉完全反應需要氯化氫的質量為a，生成氯化鈉的質量為b
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40     36.5  58.5
16g    a    b
=   a=14.6g

=   b=23.4g
∴所用稀鹽酸中溶質的質量分數=×100%=14.6%
實驗最終所得351g溶液中氯化鈉的質量分數=×100%=10%
答：26.6g固體混合物中Na₂CO₃的質量為10.6g；所用稀鹽酸中溶質的質量分數為14.6%；實驗最終所得351g溶液中氯化鈉的質量分數為10%．
點評：本題考查了氫氧化鈉的變質的探究及有關的計算，這是氫氧化鈉這一知識點的常考題型，具有典型的代表性，注意碳酸鈉堿性對氫氧化鈉的干擾的探究：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．