Question

16．实验中学兴趣小组的同学发现，上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖．对于溶液是否变质，同学们提出了如下假设．
【提出假设】假设一：该溶液没有变质
假设二：该溶液全部变质，变质的原因是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O（用方程式表示）
假设三：该溶液部分变质．此时该溶液中含有的溶质是NaOH、Na₂CO₃（用化学式表示）．
【设计方案】兴趣小组的三位同学根据以上假设设计了如下三个实验方案：
方案一：取溶液样品，向样品中加入足量的氯化钙溶液，若无沉淀出现，则假设一正确；若有沉淀出现，再向反应物中加入几滴酚酞溶液，若无色酚酞溶液变红，则假设三成立，若无色酚酞溶液不变色，则另取一种假设？正确．
方案二：取溶液样品，向样品中逐滴加入稀盐酸至过量，若假设一正确，则出现的现象是自始至终都无气体生成；若假设二成立，则加稀盐酸就立刻有气体生成；若假设三成立，则出现的现象是先无气泡产生，过一会才产生气泡（假定Na₂CO₃与盐酸的反应一步完成）
【方案评价】（1）万宏同学认为将方案一中的氯化钙溶液换为氢氧化钙溶液也能完成实验，你认为他的评价错误（填“正确”或“错误”），其原因是因为氢氧化钙与碳酸钠反应会生成氢氧化钠，这样无法确定氢氧化钠的存在，也得不出氢氧化钠部分变质的结论；
（2）方案二中加入的盐酸过量的原因是保证把氢氧化钠完全消耗掉；
【实验结论】假设三正确．
【实验反思】（1）由以上实验可知，氢氧化钠溶液必须密封保存；
（2）盛氢氧化钠溶液的试剂瓶，不能用玻璃瓶塞（玻璃的主要成分是SiO₂），其原因是在常温下，氢氧化钠与玻璃中的二氧化硅缓慢地发生反应，产物使瓶口与瓶塞粘合在一起（写化学方程式）

Answer 1

分析 【提出假设】根据氢氧化钠易吸收空气中的水和二氧化碳来解答，并写出反应的方程式；
【设计方案】方案一：根据实验的现象结合氢氧化钠和碳酸钠的性质分析；
方案二：根据氢氧化钠和碳酸钠的混合物与盐酸反应的先后顺序分析产生的现象；
【方案评价】（1）如用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液，氢氧化钙与碳酸钠反应会生成氢氧化钠，这样无法确定原溶液是否有氢氧化钠；（2）氢氧化钠和碳酸钠同时存在时，盐酸会优先与氢氧化钠反应；
【反思拓展】根据氢氧化钠和二氧化硅反应分析．

解答 解：【提出假设】氢氧化钠易吸收空气中的水而潮解，吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钠而变质，氢氧化钠变质的化学方程式：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；若部分变质，则含有氢氧化钠和碳酸钠，化学式为：NaOH、Na₂CO₃；
【设计方案】方案一：氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠，除去了显碱性的碳酸钠，向上层清液加入酚酞试液变红，说明固体中含有氢氧化钠，故氢氧化钠是部分变质，故猜想三正确，
方案二：氢氧化钠和碳酸钠的混合物与盐酸反应混合时盐酸先和碱性较强的氢氧化钠反应无现象，等氢氧化钠反应后，再和碳酸钠反应产生二氧化碳，因此观察的现象为：先无气泡产生，过一会才产生气泡；
【方案评价】（1）如用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液是不行的，因为氢氧化钙与碳酸钠反应会生成氢氧化钠，这样无法确定氢氧化钠的存在，也得不出氢氧化钠部分变质的结论；
（2）如果氢氧化钠和碳酸钠同时存在时，盐酸会优先与氢氧化钠反应，要验证是否有碳酸钠必须先保证把氢氧化钠完全消耗掉；
【反思拓展】实验室盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，其原因是在常温下，氢氧化钠与玻璃中的二氧化硅缓慢地发生反应，产物使瓶口与瓶塞粘合在一起，反应的化学方程式为：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
故答案为：【提出假设】2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；NaOH、Na₂CO₃；
【设计方案】三；先无气泡产生，过一会才产生气泡；
【方案评价】（1）错误；因为氢氧化钙与碳酸钠反应会生成氢氧化钠，这样无法确定氢氧化钠的存在，也得不出氢氧化钠部分变质的结论；
（2）保证把氢氧化钠完全消耗掉；
【反思拓展】在常温下，氢氧化钠与玻璃中的二氧化硅缓慢地发生反应，产物使瓶口与瓶塞粘合在一起．

点评 此题是一道实验探究题，解题的关键是把握在证明氢氧化钠部分变质时，先除去氢氧化钠中的碳酸钠，然后再证明剩余溶液显碱性，才能说明氢氧化钠部分变质．