Question

氢氧化钠是一种重要的化工原料．工业上常用电解饱和食盐水的方法来制取烧碱，并生成氯气（Cl₂）和氢气．
（1）请写出工业上用电解饱和食盐水制取烧碱的化学方程式：

 

．
（2）氢氧化钠溶液中滴入酚酞试液会变红色，氢氧化钠溶液中主要含有Na⁺、OHˉ、水分子．某探究小组为探究氢氧化钠溶液中的哪种微粒能使酚酞试液变红，设计了如下实验方案，得出了初步结论．
①请填写下表中的实验结论：

实 验 过 程	实验现象	实 验 结 论
向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入酚酞试液，振荡	溶液无明显 变化

②是否需要做“向水中滴加酚酞试液”的对比实验？为什么？
（3）某化学兴趣小组同学在实验室用氢氧化钠与稀盐酸做探究实验．将两种溶液混合后，对溶液中溶质的可能组成作出如下猜想：
甲同学的猜想是：溶液中只有NaCl．
乙同学的猜想是：溶液中可能含有NaCl、NaOH、和 HCl．
①你认为甲乙两位同学的猜想都合理吗？并说明理由．
②请你提出一个与甲乙同学不同的猜想，并设计简单的实验证明你的猜想成立．
（4）有一瓶因保存不当而部分变质的氢氧化钠固体，为测其成分，称取10g样品配制成溶液，向其中滴加一定质量分数的稀盐酸，充分反应，共放出0.88g气体，试求样品中氢氧化钠的质量分数是多少？

Answer 1

分析：（1）根据题设对反应的介绍，判断反应的反应物与生成物，完成反应化学方程式的书写；
（2）对比氢氧化钠溶液与氯化钠溶液中粒子的异同，可得出使酚酞试液变成红色的粒子；
（3）①根据氢氧化钠与盐酸混合可能发生的情况，对反应后的溶液组成进行猜想和判断；
②氢氧化钠与盐酸可能完全反应，所得溶液只有氯化钠；可能盐酸剩余，所得溶液为氯化钠和盐酸的混合溶液；可能氢氧化钠剩余，所得溶液为氯化钠和氢氧化钠的混合物；根据猜想中物质的性质，设计实验检验猜想中物质的存在；
（4）氢氧化钠变质生成的碳酸钠与盐酸反应放出二氧化碳，根据反应放出二氧化碳的质量可计算固体中的碳酸钠的质量，样品质量与碳酸钠质量差即固体中氢氧化钠质量，氢氧化钠质量与样品质量的比可计算出样品中氢氧化钠的质量分数．

解答：解：（1）根据题意，电解饱和食盐水可生成烧碱、氯气（Cl₂）和氢气，因此反应的化学方程式为2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）①氯化钠溶液中含有Na⁺、Cl^-、水分子，酚酞不变红，说明氢氧化钠溶液中的Na⁺、水分子同样不能使酚酞变红；②无需再进行检验水能否使酚酞变红，因为氯化钠溶液中含有水，并且酚酞没有变红；
（3）①若盐酸与氢氧化钠恰好完全反应，甲同学的猜想就是正确的；乙同学猜想中认为既有氢氧化钠又有盐酸，这种情况不可能出现，因为盐酸会和氢氧化钠继续反应；
②若盐酸剩余，则混合溶液为氯化钠与盐酸的混合物，可加入紫色石蕊检验溶液呈酸性而证明猜想成立；若氢氧化钠剩余，则混合溶液为氯化钠与氢氧化钠的混合物，可加入无色酚酞检验溶液呈碱性而证明猜想成立；
故答案为：
（1）2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）①Na⁺、水分子不能使酚酞试液变色；②不用做．在第一步中已经证明了水分子不能使酚酞试液变色；
（3）①乙同学的猜想不合理，因为NaOH和HCl会发生反应，不可能共存．
②可能是NaCl和HCl，取少量反应后的溶液于试管中，向其中滴加石蕊试液，若试液变红，证明猜想成立（即证明溶液呈酸性）[或者可能含有NaCl和NaOH，取少量反应后的溶液于试管中，向其中滴加酚酞溶液，若试液变红，证明猜想成立（即证明溶液呈碱性）]；
（4）设混合物中碳酸钠的质量为x，则有：
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
106                44
x  　　　　　　  0.88g

106

x

=

44

0.88g

 
解得x=2.12g
氢氧化钠的质量分数=

10g-2.12g

10g

×100%=78.8%
答：样品中氢氧化钠的质量分数是78.8%．

点评：对反应后所得溶液组成进行猜想时，可分为恰好完全反应或两种反应物中有一种反应物剩余两种情况进行猜想，两种反应物都有剩余的情况一定不会存在．