Question

9．化学兴趣小组的同学做中和反应实验时，将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中，看到有气泡产生．是不是拿错了药品？经检验确认没有拿错药品，而是氢氧化钠溶液变质了．
[分析]氢氧化钠溶液变质的原因是氢氧化钠与空气中的二氧化碳发生了反应．
[提出问题]该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质？
[查阅资料]①已知反应：BaCl₂+Na₂CO₃=2NaCl+BaCO₃↓（白色）  ②氯化钡溶液呈中性．
[设计实验]依据查阅的资料设计实验步骤，并进行实验，根据实验现象推断相应实验结论．
（1）取待测液于试管中，加入过量氯化钡溶液，并不断振荡，有白色沉淀产生，说明原溶液中一定含有Na₂CO₃．
（2）取（1）试管中的上层清液滴加酚酞试液，溶液变红，则溶液中一定含有NaOH．
[实验结论]该兴趣小组的同学得出的结论是：氢氧化钠溶液部分变质（填“部分”或“全部”）．
[进一步实验]该小组同学用变质的溶液制取不含杂质的氢氧化钠溶液，继续完成中和反应实验．请你帮助他们解决下列问题：
（3）除去氢氧化钠溶液中存在的上述杂质可加入适量的Ca（OH）₂ ．
（4）借助于酚酞试液可判断盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应．

Answer 1

分析 [实验设计]为检验变质程度，利用碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀与氯化钠，可首先使用氯化钡除去变质生成的碳酸钠；然后取上层清液滴加酚酞，如果部分变质，剩余的氢氧化钠能使酚酞变红，如果全部变质，则滴加的酚酞不变色；
[实验结论]实验中观察到滴加的酚酞变红，说明上层清液中含有未变质的氢氧化钠，因此，可得出部分变质的结论；
[进一步实验]利用氢氧化钙溶液等与碳酸钠发生反应生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀，向变质的溶液中加入适量的氢氧化钙等溶液充分反应后，过滤，除去碳酸钙沉淀后即可得到纯净的氢氧化钠溶液；根据酚酞遇碱变红、遇酸或中性溶液不变红的特点，可向溶液中滴入酚酞判断两者恰好完全反应．

解答 解：[实验设计]（1）加入的氯化钡溶液形成了白色沉淀，说明溶液中含有碳酸钠，与氯化钡生成不溶于水的碳酸钡；
（2）加入过量氯化钡溶液与溶液中的碳酸钠充分反应，生成白色沉淀碳酸钡和氯钠而将碳酸钠全部除去后，上层清液仍可使酚酞变成红色，说明清液中含有氢氧化钠；
[实验结论]加入的氯化钡生成白色沉淀，可说明溶液中含有碳酸钠；清液中滴酚酞变红，说明溶液中含有氢氧化钠；因此，可判断原氢氧化钠溶液部分变质；
[进一步实验]（1）因为碳酸根离子能与钙离子结合生成碳酸钙沉淀，溶液过滤除去，因此在除去含有碳酸根离子的碱性溶液中，往往用加入钙离子的方法，将碳酸根离子除掉，为了不加入其它杂质离子，因此在本题中要用氢氧化钙溶液，并且要适量，不能存有过多的钙离子，该反应的反应物是氢氧化钙和碳酸钠，生成物是碳酸钙和氢氧化钠．
（2）可向氢氧化钠溶液中滴入酚酞，溶液变红，然后再滴加稀盐酸，待红色刚好消失，盐酸与氢氧化钠恰好完全反应；或用pH试纸测定溶液的pH，将pH与7比较，看酸碱中和的程度；
故答案为：[实验设计]（1）Na₂CO₃；
（2）NaOH；
[实验结论]部分；
[进一步实验]（1）Ca（OH）₂ ；
（2）酚酞试液或pH计．

点评 本题综合考查了氢氧化钠的性质以及碳酸根的检验方法及除杂方法，注意把握加入试剂的量，除杂过程中不能加入新的杂质离子，正确选择试剂．