Question

8．实验室有一瓶长期露置于空气中氢氧化钠溶液，确认已变质．某学习小组展开如下探究，确定该溶液的成分，并进一步制定回收方案．
[提出问题1]该溶液中含有哪些物质？
[作出猜想]通过分析，作出如下猜想：
猜想I：已完全变质，该样品中只含碳酸钠；猜想II：部分变质，该样品中含有氢氧化钠和碳酸钠．
氢氧化钠变质的化学反应方程式为2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
[实验方案1]

实验操作	实验现象	实验结论
I．取少量溶液于试管中，向溶液中滴加足量的氯化钙溶液，并不断振荡．	白色沉淀产生	猜想II正确，含有氢氧化钠和碳酸钠
II．将步骤I反应后的混合物静置，取少量上层清液，滴加2～3滴酚酞试液．	酚酞试液变红色

[提出问题2]如何从变质的氢氧化钠溶液中回收得到较纯净的氢氧化钠固体．
[探究2]回收纯净的氢氧化钠固体．
[查阅资料]在不同温度下NaOH的溶解度如表所示：

温度（℃）	10	20	40	60	80	100
溶解度（g/100g水）	64	85	138	203	285	376

[实验方案2]如图所示：
[交流表达]请回答下列问题：
I．试剂x的化学式Ca（OH）₂，操作y的名称为过滤．
II．根据相关物质的溶解度数据，系列操作z中②操作名称为降温结晶．
[反思提高]实验方案1中的物质检验和试验方案2中的杂质提纯都将碳酸钠进行了转化，但二者的目的不同．
I．实验方案1中的目的是防止对检验氢氧化钠产生干扰．
II．实验方案2中的目的是为了除去产品中的杂质而将碳酸铵转化为产品氢氧化钠．

Answer 1

分析 [作出猜想]
氢氧化钠能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水；
[实验方案1]
氯化钙溶液显中性，能和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠；
氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色；
[交流表达]
碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；
氢氧化钙的溶解度随着温度升高而减小；
过滤能够把不溶于水的固体从液体中分离出来；
氢氧化钠的溶解度随着温度升高而增大．

解答 解：[作出猜想]
氢氧化钠变质的化学反应方程式为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
故填：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
[实验方案1]
实验过程如下表所示：

实验操作	实验现象	实验结论
I．取少量溶液于试管中，向溶液中滴加足量的氯化钙溶液，并不断振荡．	白色沉淀产生	猜想II正确，含有氢氧化钠和碳酸钠
II．将步骤I反应后的混合物静置，取少量上层清液，滴加2～3滴酚酞试液．	酚酞试液变红色

[交流表达]
I．试剂x的化学式是 Ca（OH）₂，加入氢氧化钙时，能和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，操作y的名称为过滤，通过过滤把碳酸钙从溶液中分离出来．
故填：Ca（OH）₂；过滤．
II．氢氧化钠的溶解度随着温度降低而减小，氢氧化钙的溶解度随着温度降低而增大，因此通过浓缩、降温结晶、过滤可以得到氢氧化钠固体，因此系列操作z中②操作名称为降温结晶．
故填：降温结晶．
[反思提高]
I．实验方案1中的目的是防止对检验氢氧化钠产生干扰．
故填：防止对检验氢氧化钠产生干扰．

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．