Question

某化学研究性学习小组欲测定实验室里一瓶久置的NaOH固体是否变质．请你和该小组的同学一起完成如下实验探究：
【作出猜想】猜想I：没变质，全部是NaOH；
猜想II：________
猜想Ⅲ：完全变质，全部是Na₂CO₃．
【查阅资料】①已知反应：BaCl₂+Na₂CO₃=2NaCl+BaCO₃↓
②部分盐溶液在常温下的pH如下：

盐溶液	NaCI	Na2CO3	BaCl2
pH	等于7	大于7	等于7

【设计方案并进行实验】请你与他们一起共同完成，并回答所给问题．

实验步骤	实验现象	实验结论
①称取上述氢氧化钠固体样品10.0g溶于50ml水配成溶液，向溶液中滴加氯化钡溶液至过量，充分反应后，静置．	________	说明久置固体中，一定含有Na2CO3
②用玻璃棒蘸取少量①中充分反应后的上层清液滴在一小块pH试纸上，与标准比色卡对比，测出pH	pH=11	说明久置固体中，还一定含有________

上述步骤①中，滴加过量BaCl₂溶液的目的是________．
【实验结论】通过实验，说明上述猜想中________是正确的．
【拓展】该小组同学为测定出该NaOH固体的变质程度，继续将上述白色沉淀过滤、洗净、干燥，称得其质量为3.94g，求原试剂中NaOH的质量分数．（写出计算过程，假定试剂中无其它杂质）．

Answer 1

部分变质，既含有NaOH，又含有Na₂CO₃    产生白色沉淀    NaOH    使样品中的Na₂C0₃完全反应    Ⅱ
分析：【作出猜想】依据氢氧化钠变质的程度和产物并结合其他猜想分析解答；
【设计方案，并进行验证】根据结论中有碳酸钠，根据碳酸钠和氯化钡的反应来分析现象，再根据充分反应后溶液的pH值分析固体中是否含有氢氧化钠，所加试剂过量是为了让碳酸钠完全反应；
【实验结论】根据实验的现象和结论来分析上述猜想是否正确；
【拓展】根据沉淀质量来计算碳酸钠的质量，再计算原样品中NaOH的质量及质量分数．
解答：【作出猜想】氢氧化钠变质生成碳酸钠，根据猜想Ⅰ没变质，猜想Ⅲ完全变质，可知猜想Ⅱ可能部分变质，既含有氢氧化钠，也含有碳酸钠；
【设计方案，并进行验证】由实验步骤①及由①得出的结论可知，该物质中含有碳酸钠，氯化钡与碳酸钠发生化学反应，生成不溶于水的白色物质碳酸钡，故现象为产生白色沉淀；用玻璃棒蘸取少量①中充分反应后的上层清液滴在一小块pH试纸上，由于步骤①滴加了过量的氯化钡溶液，所以溶液中不含有Na₂C0₃，且pH=11，则说明溶液显碱性，原固体中含有NaOH；
步骤（1）中滴加过量BaCl₂溶液，是保证所取样品中的碳酸钠完全反应，对步骤②的测量不造成影响；
【实验结论】由实验（1）和（2）的结论可知，原样品中含有碳酸钠和氢氧化钠，则猜想Ⅱ正确；
故答案为：【作出猜想】部分变质，既含有NaOH，又含有Na₂CO₃；
【设计方案并进行实验】产生白色沉淀；NaOH；使样品中的Na₂C0₃完全反应；
【实验结论】Ⅱ；
【拓展】由静置后的混合物过滤，将白色沉淀洗涤、干燥，称得其质量为3.94g，即碳酸钡的质量为3.94g，
设样品中含有碳酸钠的质量为X
BaCl₂+Na₂CO₃=2NaCl+BaCO₃↓
106 197
X 3.94g
=
X=2.12g，
则氢氧化钠的质量为10.00g-2.12g=7.88g，
则原样品中NaOH的质量分数为×100%=78.8%
答：原试剂中NaOH的质量分数是78.8%．
点评：本题考查了久置的NaOH固体是否变质的实验探究，以及方程式的计算，明确实验现象与结论的关系，并从题目中获取有用信息，结合物质的性质来分析，同时注意计算答题的规范性．