Question

5．某同学发现，做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖，该同学猜想这瓶氢氧化钠溶液可能变质了，其变质的原因是2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O（用“化学方程式”表示）
【提出问题】该溶液中的溶质可能是什么呢？
【作出猜想】猜想Ⅰ：没有变质，溶质为NaOH；
           猜想Ⅱ：全部变质，溶质为Na₂CO₃；
           猜想Ⅲ：部分变质，溶质为NaOH和Na₂CO₃．
【实验探究】同学们在老师带领下设计实验对猜想进行验证．
验证Ⅰ：蘸取少量溶液滴到pH试纸上，与比色卡比较，pH大于7，有同学认为溶质是NaOH，请问此结论是否正确？错误（填“正确”或“错误”），原因是碳酸钠溶液也显碱性，可能有碳酸钠存在；
验证Ⅱ：向溶液中滴加稀盐酸，发现有气泡产生．有同学认为溶质成分仅含有Na₂CO₃．
验证Ⅲ：先向溶液中加入足量的CaCl₂溶液，目的是检验并除尽溶液中的碳酸钠，可以看到有白色沉淀产生，写出该化学反应方程式CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl；然后向上层清液中加入酚酞溶液，若溶液变成红色，验证了猜想Ⅲ是正确的．
【实验反思】
（1）由验证Ⅲ的结果可知，验证Ⅱ的结论错误，因为它不能排除碳酸钠的存在；
（2）小明认为验证Ⅲ中不能用Ca（OH）₂溶液代替CaCl₂溶液，理由是用Ca（OH）₂溶液代替CaCl₂溶液，会引入氢氧根离子．
【拓展延伸】在实验室，氢氧化钠固体需要密封保存．原因之一是氢氧化钠能和二氧化碳反应而变质，还有一个原因是吸收空气中的水蒸气．

Answer 1

分析 氢氧化钠变质是因为与二氧化碳发生反应生成了碳酸钠，据此写出反应的方程式；
【猜想与假设】根据已有的知识进行分析，物质露置在空气的情况是不变质、部分变质或是不变质分析；
【实验探究】验证Ⅰ：根据碳酸钠溶液显碱性分析．验证Ⅲ：要验证氢氧化钠存在时，必须排除碳酸钠的干扰．
【实验反思】（1）验证Ⅲ排出了碳酸钠的干扰；（2）实验中要验证氢氧根的存在，所以不能引入氢氧根离子．
【拓展延伸】根据已有的氢氧化钠的性质进行分析解答．

解答 解：氢氧化钠变质是因为与二氧化碳发生反应生成了碳酸钠，反应的方程式为：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；故答案为：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
【猜想与假设】氢氧化钠露置在空气的情况是不变质、部分变质或是不变质，因此猜想Ⅲ是部分变质，成分是氢氧化钠和碳酸钠；故填：NaOH和Na₂CO₃；
验证Ⅰ：用pH试纸测得的pH大于7，不能确定固体是NaOH，因为Na₂CO₃和NaOH的水溶液都显碱性，因此错误．
故答案为：错误；碳酸钠溶液也显碱性，可能有碳酸钠存在；
验证Ⅲ：先向溶液中加入足量的氯化钙溶液，是为了排除碳酸钠溶液的干扰，再滴加酚酞试剂时，溶液显红色，就证明一定有氢氧化钠了．
故答案为：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl；酚酞
【实验反思】（1）验证Ⅱ的结论错误，因为它不能排除碳酸钠的存在；
（2）实验中要验证氢氧根的存在，所以不能引入氢氧根离子，用Ca（OH）₂溶液代替CaCl₂溶液，会引入氢氧根离子，
故答案为：（1）碳酸钠；（2）用Ca（OH）₂溶液代替CaCl₂溶液，会引入氢氧根离子；
【拓展延伸】氢氧化钠具有吸水性，能与空气中的二氧化碳反应而变质，故需要密封保存，故答案为：吸收空气中的水蒸气．

点评 本题为物质变质情况的实验探究题，完成此题，可以依据已有的物质性质结合反应的实验现象进行，通过对化学实验方案的设计与评价，学会运用猜想与事实验证的方法和技巧处理实验问题．