Question

4．小刚在化学实验室发现，盛放NaOH溶液的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末．小刚叫来小军和小红，共同探究这种白色粉末的成分．他们依据所学的化学知识，对这种白色粉末的成分作了如下猜想：
【猜想与假设】①可能是NaOH；②可能是Na₂CO₃；③可能是NaOH和Na₂CO₃ 的混合物（请补充完整）．
【查阅资料】为了验证猜想他们查阅了相关资料：碳酸钠溶液呈碱性，CaCl₂溶液呈中性．
【设计与实验】
（1）小刚取少量白色粉末，滴加稀盐酸，有气体生成．由此小刚认为白色粉末是Na₂CO₃．请判断小刚所得结论是否正确，并书写相关化学反应方程式：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．
（2）小军取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加酚酞试液，溶液变为红色．由此小军认为白色粉末是NaOH．他依据的化学原理是氢氧化钠溶液显碱性，酚酞遇碱性溶液变红色．
（3）小红对小军的结论提出质疑，理由是：碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色，带着质疑，小红做了以下实验：取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加CaCl₂试液，有白色沉淀产生．
由此判断白色粉末中含有碳酸钠，反应的化学方程式：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl．
（4）为了验证猜想③，小红继续向溶液中滴加CaCl₂试液至不再产生沉淀，然后过滤．你认为她接下来还应进行的实验是向滤液中加入无色酚酞试液；在小红所做的实验中，若把CaCl₂溶液换成Ca（OH）₂溶液是否可行？请写出化学方程式并简述理由不行，Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH．
（5）由上述实验我们可以得到启示，氢氧化钠贮存不当会导致变质，氢氧化钠变质的原因是（反应的方程式）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，因此氢氧化钠应密封保存．

Answer 1

分析 【猜想与假设】根据氢氧化钠可能全部变质，可能没有变质，也可能部分变质进行分析；
【设计与实验】（1）根据氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠，碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳进行分析；
（2）根据酸碱指示剂指示的是溶液的酸碱性，酚酞遇碱性溶液变红色进行分析；
（3）根据碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞变红色，碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠进行分析；
（4）根据碳酸钠与氯化钙反应的生成物考虑，根据见能使酚酞试液变红考虑是否含有氢氧化钠；
（5）根据氢氧化钠会与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，所以应该密封保存进行分析．

解答 解：【猜想与假设】白色粉末全部是氢氧化钠，说明没变质，全部是碳酸钠说明全部变质，如果部分变质说明既有没变质的氢氧化钠，又有变质的碳酸钠；
【设计与实验】（1）氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠，碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，化学方程式为：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（2）酸碱指示剂指示的是溶液的酸碱性，酚酞遇碱性溶液变红色，所以依据的化学原理是：氢氧化钠溶液显碱性，酚酞遇碱性溶液变红色；
（3）碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞变红色，所以小红对小军的结论提出质疑，理由是：碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色，碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加CaCl₂试液，有白色沉淀产生，判断白色粉末中含有碳酸钠，化学方程式为：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl；
（4）由于氢氧化钠与氯化钙不反应，碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，所以滴加氯化钙溶液，有白色沉淀产生，说明含有碳酸钠；向溶液中滴加氯化钙溶液，至不再产生沉淀，主要是除去混合物中的碳酸钠，因为碳酸钠虽然属于盐，但显碱性也能使酚酞试液变红，除去碳酸钠生成的氯化钠显中性，再加入酚酞变红说明含有氢氧化钠，不变红说明不含有氢氧化钠；如果加入氢氧化钙后，氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，就无法验证原来混合物中是否含有氢氧化钠了；
（5）氢氧化钠会与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，所以应该密封保存．
故答案为：【猜想与假设】NaOH和Na₂CO₃ 的混合物；
【设计与实验】（1）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（2）氢氧化钠溶液显碱性，酚酞遇碱性溶液变红色；
（3）碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色，碳酸钠，CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl；
（4）向滤液中加入无色酚酞试液，不行，Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
（5）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，密封．

点评 解答本题关键是要知道碳酸钠显碱性，也能使酚酞试液变红色，只有先把碳酸钠除掉才能再加入酚酞试液，验证是否含有氢氧化钠．