Question

14．同学们发现NaOH和NaHCO₃溶液混合后物明显现象，产生疑问：两种物质是否发生了化学反应？在老师的帮助下，他们通过以下探究过程证明，NaOH和NaHCO₃发生了反应
实验装备：
（1）查阅资料 NaHCO₃+NaOH═Na₂CO₃+H₂O
（2）用一定溶质质量分数的NaHCO₃，NaOH和Na₂CO₃ 三种溶液进行如下实验，为设计实验方案提供参考

	NaHCO3溶液	NaOH溶液	Na2CO3溶液
加稀盐酸	现象1	无明显现象	产生气泡
加澄清石灰水	溶液变浑浊	无明显现象	现象2
加CaCl2溶液	无明显现象	溶液变浑浊	溶液变浑浊
加热溶液至沸腾，将气体通入澄清石灰水中	澄清石灰水变浑浊	澄清石灰水无明显变化	澄清石灰水无明显变化

表中的现象1为产生气泡，现象2对应的化学方程式为Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH
实验过程：
实验1．目的为证明反应生成了Na₂CO₃溶液
同学们选用了上表中的药品，设计了如右图实验
先在NaHCO₃溶液中加入A溶液，无明显现象，再滴加NaOH溶液，溶液变浑浊，则A溶液是CaCl₂溶液．
有同学提出这的实验不足以证明有Na₂CO₃生成．其理由是CaCl₂+2NaOH═Ca（OH）₂↓+2NaCl（用化学方程式表示）为了证明有Na₂CO₃生成，需要继续进行的操作是过滤，向固体中滴加稀盐酸，有气泡产生其反应方程式为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
实验2．目的是证明反应后NaHCO₃不存在
同学们参考上表的实验，又设计了一个实验，虽然没观察到明显现象，但可以证明原反应发生了，他的实验方案是取一定量反应后的液体与试管中，加热至沸腾，将气体通入澄清石灰水中，观察澄清石灰水不变浑浊．
将Na₂SO₄和 NaOH的混合物10克放入到200克溶质质量分数为4.9%的H₂SO₄溶液中，恰好完全反应，请计算
（1）原混合物中NaOH的质量？
（2）反应后所得溶液的溶质质量分数？

Answer 1

分析 碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳；
氢氧化钙的溶解度很小；
碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水，根据提供的数据可以进行相关方面的计算．

解答 解：表中的现象1为产生气泡，现象2对应的化学方程式为：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
故填：产生气泡；Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
先在NaHCO₃溶液中加入A溶液，无明显现象，再滴加NaOH溶液，溶液变浑浊，则A溶液是氯化钙溶液．
故填：CaCl₂溶液．
有同学提出这的实验不足以证明有Na₂CO₃生成，理由是氢氧化钙溶解度很小，很容易形成沉淀，反应的化学方程式为：CaCl₂+2NaOH═Ca（OH）₂↓+2NaCl．
故填：CaCl₂+2NaOH═Ca（OH）₂↓+2NaCl．
为了证明有Na₂CO₃生成，需要继续进行的操作是：过滤，向固体中滴加稀盐酸，有气泡产生；
其反应方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
故填：过滤，向固体中滴加稀盐酸，有气泡产生；CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
同学们参考上表的实验，又设计了一个实验，虽然没观察到明显现象，但可以证明原反应发生了，他的实验方案是：取一定量反应后的液体与试管中，加热至沸腾，将气体通入澄清石灰水中，观察澄清石灰水不变浑浊．
故填：取一定量反应后的液体与试管中，加热至沸腾，将气体通入澄清石灰水中，观察澄清石灰水不变浑浊．
解：（1）设原混合物中NaOH的质量为x，反应生成的Na₂SO₄质量为y，
参与反应的H₂SO₄的质量为：200g×4.9%=9.8g，
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O
 80    98     142
 x    9.8g     y
$\frac{80}{x}$=$\frac{98}{9.8g}$=$\frac{142}{y}$，
x=8g，
y=14.2g，
反应后溶液的溶质质量分数为：$\frac{10g-8g+14.2g}{10g+200g}$×100%=7.7%，
答：氢氧化钠质量是8g，溶液中硫酸钠质量分数是7.7%．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．