Question

20．实验室有一瓶放置已久的氢氧化钠溶液，为探究其变质情况，某化学兴趣小组进行了以下探究．
【猜想与假设】
猜想1：没有变质，溶质为氢氧化钠；
猜想2：部分变质，溶质为氢氧化钠和碳酸钠；
猜想3：完全变质，溶质为碳酸钠．
【实验探究1】

实验操作	实验现象	实验结论
（1）取少量该溶液与试管中，加入足量稀盐酸	有气泡冒出	氢氧化钠溶液一定变质了
（2）另取少量该溶液与试管中，加入氯化钙（或CaCl2）．	有白色沉淀生成	猜想2正确
（3）取步骤（2）试管中的少量上层清液，加入酚酞试液	溶液变成红色

【实验探究2】
为了进一步确认该氢氧化钠溶液的变质情况，该小组的同学又进行了如下实验，请计算原氢氧化钠溶液中变质的氢氧化钠与未变质的氢氧化钠的质量比为1：1．

【反思与评价】
氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质，请写出相关反应的化学方程式CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，所以在实验室中必须密闭保存该物质．

Answer 1

分析 【实验探究1】为检验变质程度，利用碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀与氯化钠，可首先使用氯化钙除去变质生成的碳酸钠；然后取上层清液滴加酚酞，如果部分变质，剩余的氢氧化钠能使酚酞变红，如果全部变质，则滴加的酚酞不变色；
【实验探究2】根据质量守恒定律计算生成二氧化碳的质量，依据化学方程式计算参加反应的碳酸钠的质量，然后计算步骤1中加入的盐酸与氢氧化钠、碳酸钠的反应情况进行分析计算；
【反思与评价】氢氧化钠变质是由于氢氧化钠与二氧化碳发生反应的结果．

解答 解：【实验探究1】根据氢氧化钠部分变质的结论，可知步骤2：加入的氯化钙溶液与碳酸钠发生反应，生成碳酸钙沉淀和氯化钠；因此，可观察到生成了白色沉淀；
故答案为：氯化钙（或CaCl₂）；
步骤3：实验得出氢氧化钠部分变质的结论，说明实验中观察到了滴入的酚酞变红，判断溶液中含有氢氧化钠；
故答案为：酚酞试液；溶液变成红色；
【实验探究2】根据质量守恒定律可知生成二氧化碳的质量为50g+200g-245.6g=4.4g，
设样品溶液中碳酸钠质量为x，消耗盐酸的质量为z
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106         73                         44
x               z                      4.4g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$         $\frac{73}{z}$=$\frac{44}{4.4g}$
 x=10.6g                z=7.3g
与碳酸钠反应的稀盐酸的质量为$\frac{7.3g}{73g}$×100%=100g，
因此与氢氧化钠反应的稀盐酸的质量为：200g-100g=100g，
设未变质的氢氧化钠的质量为m
  NaOH+HCl=NaCl+H₂O
   40      36.5
   m     100g×7.3%
$\frac{40}{m}$=$\frac{36.5}{100×7.3%}$
m=8g
设变质的氢氧化钠质量为n
CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O
          80          106
           n          10.6g
$\frac{80}{n}$=$\frac{106}{10.6g}$
n=8g
所以原氢氧化钠溶液中变质的氢氧化钠与未变质的氢氧化钠质量比为8g：8g=1：1．
故答案为：1：1；
【反思与评价】氢氧化钠变质为碳酸钠是由于氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水；
故答案为：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；密闭．

点评 本题考查了氢氧化钠变质及相关的计算，检验氢氧化钠与碳酸钠的混合物时，可先把碳酸钠变成沉淀并且不生成影响氢氧化钠检验的碱性物质，然后使用酚酞检验氢氧化钠；体现运用化学知识分析问题、解决问题的能力．