Question

3．小明在实验室发现一瓶氢氧化钠固体没有塞上瓶塞，于是他和他的同学一起对这瓶氢氧化钠固体开展探究，请你与他们一起进行探究．
提出问题：
这瓶氢氧化钠固体是否变质？
猜想与假设：
氢氧化钠没有变质；该氢氧化钠部分变质；该氢氧化钠全部变质
设计实验：
取氢氧化钠固体样品溶于水配成溶液A，进行如下实验：

实验步骤	实验现象	结论及解释
（1）取少量溶液A 于试管中，向其中滴加足量的稀盐酸；	有气泡产生	猜想（1）不成立
（2）另取少量溶液A于试管中，向其中滴加足量的氯化钙溶液；	产生白色沉淀	反应的化学方程式Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
（3）将步骤（2）所得的混合液静置，向上层清液中滴加无色的酚酞溶液．	溶液呈红色	猜想②成立

反思与交流：
（4）久置的氢氧化钠变质的原因是（用化学方程式）CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
探究与拓展：
（5）为进一步探究氢氧化钠的变质程度，小明称取20克氢氧化钠固体样品放入烧杯中，向其中逐滴加入稀盐酸，到不再产上气泡为止，共消耗稀盐酸100克，反应后称的烧杯中溶液的质量为115.6克，求该样品中碳酸钠的质量分数（要写出计算过程）．

Answer 1

分析 【设计实验】如果溶液变质则溶液中存在的碳酸钠能够和稀盐酸反应生成气体，所以可加入稀盐酸溶液看是否有气泡冒出来判断溶液是否变质；NaOH变质是因为NaOH会与空气中二氧化碳反应生成碳酸钠和水；碳酸钠中的碳酸根离子一般用稀盐酸检验．如果进一步探究是否完全变质，可以先加入足量的钙离子或钡离子，把碳酸根全部除去，然后再用酚酞试液检验是否还有氢氧化钠．
【反思与交流】根据氢氧化钠固体暴露在空气中容易吸收水分而潮解，吸收空气中的二氧化碳而变质来思考；
【探索与拓展】根据题中信息进行解答；

解答 解：【设计实验】（1）碳酸钠中的碳酸根离子一般用稀盐酸检验，如果有气泡产生，就证明已经变质．故①不成立；
（2）如果进一步探究是否完全变质，可以先加入足量的钙离子，把碳酸根全部除去，
（3）然后再用酚酞试液检验是否还有氢氧化钠，如果有白色沉淀生成，无色酚酞试液不变色，证明NaOH已全部变质．（12分）
【反思与交流】】：氢氧化钠固体暴露在空气中容易吸收水分而潮解，吸收空气中的二氧化碳而变质，化学方程式表示为：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，因此，氢氧化钠应密封保存；
【探索与拓展】：根据题意可知放出气体质量为4.4g，是CO₂的质量．
设该样品中碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                    4.4g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$
x=10.6g
因此碳酸钠的质量分数=$\frac{10.6g}{20g}$×100%=53%
答案：
【设计实验】

实验步骤	实验现象	结论及解释
（1）取少量溶液A于试管中，向其中滴加足量的稀盐酸；	有气泡产生	猜想①不成立
（2）另取少量溶液A于试管中，向其中滴加足量的氯化钙溶液；	产生白色沉淀	反应的化学方程式为：Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
（3）将步骤（2）所得的混合液静置，向上层清液中滴加无色的酚酞溶液．	溶液呈红色	猜想 ②成立

【反思与交流】CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
【探索与拓展】53%．

点评 本题探究了氢氧化钠的变质情况，有关实验方案的设计和对实验方案的评价是中考的热点之一，关于对实验设计方案的评价，要在两个方面考虑，一是方案是否可行，能否达到实验目的；二是设计的方法进行比较，那种方法更简便．