题目内容

19．某化学实验活动小组的同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验，请你参与他们进行的探究活动：
【猜想与假设】
猜想Ⅰ：全部是NaOH；
猜想Ⅱ：全部是Na2CO3；
猜想Ⅲ：NaOH和Na2CO3．
【实验与探究】
实验操作步骤实验现象结论及解释
步骤一：取少量固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后加入足量的稀盐酸．若实验过程中始终没有气泡产生．则证明猜想Ⅰ成立．
步骤二：取少量固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后滴加氢氧化钡溶液．若实验过程中产生白色沉淀．则证明猜想Ⅱ或Ⅲ成立，此过程中发生反应的化学方程式为Ba（OH）2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaOH．
（1）设计如下实验：
（2）为了进一步验证猜想结果，小明同学提出了如下实验方案：在完成步骤二的实验后，过滤，然后向滤液中滴加无色酚酞试液，若酚酞变红，则猜想Ⅲ成立；若酚酞不变红，则猜想Ⅱ成立．
小华同学立即对小明同学的方案提出了质疑，通过查阅资料知道：氯化钡溶液呈中性．因此氯化钡溶液不能使无色酚酞试液变红，但碳酸钠溶液呈碱性（填“酸”或“碱”），能使酚酞试液变红．所以，他认为该实验方案中应改进的是将氢氧化钡溶液改为加入过量的氯化钡溶液．
（3）实验小组的同学展开讨论，又提出了一个定量实验方案，通过测定产生沉淀的质量来证明猜想Ⅱ或Ⅲ成立．实验如下：准确称量m克固体样品于试管中，加入蒸馏水完全溶解，然后滴加足量氯化钙溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥称得沉淀的质量为n克，若猜想Ⅱ成立，则m与n的关系式为（用含m和n的等式或不等式表示，下同）n=$\frac{197m}{106}$；若猜想Ⅲ成立，则m与n的关系式又为n＜$\frac{197m}{106}$．

分析 【猜想与假设】氢氧化钠若变质，其产物为碳酸钠，所以可以据此结合题中的猜想完成解答；
【实验与探究】（1）碳酸钠可以和稀盐酸反应生成气体，而氢氧化钠和稀盐酸反应时没有明显现象，氯化钡溶液和碳酸钠反应生成白色沉淀，可以据此解答该题；
（2）碳酸钠溶液与氢氧化钡溶液反应生成了氢氧化钠呈碱性，可以使酚酞变红，所以为了防止反应生成的氢氧化钠干扰实验应该加入过量的氯化钡溶液，可以据此进行解答；
（3）根据氯化钡和碳酸钠溶液反应的化学方程式可以得出m和n的关系，然后根据题中的信息进行解答即可；
【反思】氢氧化钠溶液变质是由于和空气中的二氧化碳发生反应生成了碳酸钠的缘故，可以据此写出该反应的化学方程式

解答 解：【猜想与假设】氢氧化钠若变质，其产物为碳酸钠，若氢氧化钠部分变质，则该固体为氢氧化钠和碳酸钠混合物；
【实验与探究】（1）碳酸钠可以和稀盐酸反应生成气体，所以若没有明显现象，则该固体中没有碳酸钠，即只有氢氧化钠，即猜想Ⅰ成立；
氢氧化钡溶液和碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钡和氢氧化钠，所以若观察到产生了白色沉淀，则说明在该固体中含有碳酸钠，即猜想Ⅱ或猜想Ⅲ成立；该化学方程式为：Ba（OH）2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaOH；
（2）通过查阅资料知道，氯化钡溶液呈中性，不能使无色酚酞试液变红，但碳酸钠溶液呈碱性，能使酚酞变红；而碳酸钠溶液与氢氧化钡溶液反应生成了氢氧化钠，可以使酚酞变红，所以为了防止碳酸钠干扰实验应该将步骤二中的氢氧化钡溶液改为加入过量的氯化钡溶液；
（3）假设所取的mg固体全部为碳酸钠，则：
Na2CO3+BaCl2═BaCO3↓+2NaCl 
106             197
m                 n
$\frac{106}{m}=\frac{197}{n}$即：n=$\frac{197m}{106}$
若猜想Ⅱ成立，即全部是碳酸钠，那么n和m的关系为：n=$\frac{197m}{106}$；
若猜想Ⅲ成立，即所取固体为碳酸钠和氢氧化钠的混合物，所以生成的碳酸钡的质量n＜$\frac{197m}{106}$；
[反思]氢氧化钠溶液变质是由于和空气中的二氧化碳发生反应生成了碳酸钠的缘故，该反应的化学方程式为：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O．
故答案为：【猜想与假设】NaOH和Na2CO3；
【实验与探究】

实验操作步骤实验现象结论及解释
步骤一：取少量固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后加入足量的稀盐酸．若实验过程中始终没有气泡产生．则证明猜想Ⅰ成立．
步骤二：取少量固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后滴加氢氧化钡溶液．若实验过程中产生 白色沉淀．则证明猜想Ⅱ或Ⅲ成立，此过程中发生反应的化学方程式为 Ba（OH）2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaOH
（2）碱，将氢氧化钡溶液改为加入过量的氯化钡溶液；
（3）n=$\frac{197m}{106}$，n＜$\frac{197m}{106}$．

点评 在检验氢氧化钠是否是部分变质与检验是否变质是有区别的，检验变质只需用盐酸就可以了，而检验部分变质，还要检验是否有氢氧化钠，常用氯化钙溶液或是氯化钡溶液来进行检验．

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