Question

化学课后，化学兴趣小组的同学在整理实验桌时，发现有一瓶氢氧化钠溶液没有塞橡皮塞，征得老师同意后，开展了以下探究：
【提出问题1】该氢氧化钠溶液是否变质了呢？
【实验探究1】

实验操作	实验现象	实验结论
取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加稀盐酸，并不断振荡．		氢氧化钠溶液一定变质了．

【提出问题2】该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质呢？
【猜想与假设】
猜想1：氢氧化钠溶液部分变质． 猜想2：氢氧化钠溶液全部变质．
【查阅资料】氯化钡溶液呈中性．
【实验探究2】

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量的氯化钡溶液，并不断振荡．	有   生成．	说明原溶液中一定有碳酸钠．
（2）取步骤（1）试管中的少量上层清液，滴加酚酞溶液．	溶液变红色．	说明原溶液中一定有   ．

【实验结论】该氢氧化钠溶液

 

（填“部分”或“全部”）变质．
【反思与评价】
在上述【实验探究2】中，小明提出可用氢氧化钙溶液代替氯化钡溶液，你认为该方案

 

（填“可行”或“不可行”），理由是

 

【理解与应用】（1）氢氧化钠溶液容易变质，必须密封保存．实验室必须密封保存的药品还有很多，试另举一例：

 

．
【提出问题3】该溶液的变质程度如何呢？
实验步骤：取该溶液42.2克，逐滴加入质量分数为7.3%的稀盐酸至无气泡冒出为止，所加盐酸质量与产生气体质量关系如图：
试计算：
（1）m=

 

g．
（2）P点处溶液中溶质的质量分数是多少？
（写出计算过程）

Answer 1

考点：药品是否变质的探究,有关溶质质量分数的简单计算,碱的化学性质,盐的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究,综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）

分析：【提出问题1】
【实验探究1】已知氢氧化钠溶液已变质，所以氢氧化钠溶液中一定含有碳酸根离子，因为氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳并发生反应生成碳酸钠，故加入盐酸会有气泡产生．
【提出问题2】
【实验探究】（1）取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量的氯化钡溶液，溶液中的碳酸钠会与之反应生成碳酸钙白色沉淀．
（2）从（1）的结论可知原溶液中含有碳酸钠时，滴加氯化钡溶液时一定会生成白色的碳酸钡沉淀，取步骤（1）试管中的少量上层清液，滴加酚酞溶液，溶液变红色．因碳酸钠已完全被氯化钡反应，所以说明原溶液中一定有氢氧化钠．
【实验结论】该氢氧化钠溶液部分变质．
【反思与评价】在上述[实验探究2]中，如用氢氧化钙溶液代替氯化钡溶液是不行的，根据氢氧化钙与碳酸钠反应会生成氢氧化钠，这样无法确定原溶液是否有氢氧化钠；因此得不出氢氧化钠部分变质的结论，可以据此解答该题；
【理解与应用】根据常见的易挥发、易变质的物质回答；
【提出问题3】根据题中信息可以知道消耗盐酸的质量，然后根据盐酸和碳酸钠反应的化学方程式可以计算出二氧化碳的质量和碳酸钠的质量，进而求算出氢氧化钠的质量、生成的氯化钠的质量及质量分数．

解答：解：【提出问题1】
实验探究1：已知氢氧化钠溶液已变质，所以氢氧化钠溶液中含有碳酸根离子，因此加入盐酸必产生二氧化碳气体，故加入盐酸会有气泡产生；
【提出问题2】
实验探究2：（1）取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量的氯化钡溶液，因碳酸钠与氯化钡能生成碳酸钡沉淀，所以有白色沉淀生成，说明原溶液中一定有碳酸钠，该反应的化学方程式为：Na₂CO₃+BaCl₂═2NaCl+BaCO₃↓；
（2）取步骤（1）试管中的少量上层清液，滴加酚酞溶液，溶液变红色．溶液显碱性，因溶液中碳酸钠已被氯化钡完全消耗，所以说明原溶液中一定有氢氧化钠．从而得出[实验结论]该氢氧化钠溶液部分变质；
【反思与评价】
如用氢氧化钙溶液代替氯化钡溶液是不行的，因为氢氧化钙与碳酸钠反应会生成氢氧化钠，这样无法确定（2）步骤的实验结论，得不出氢氧化钠部分变质的结论，所以该方案不可行；
【理解与应用】氢氧化钠溶液容易变质，必须密封保存．实验室必须密封保存的药品还有很多，如氢氧化钙、浓盐酸、浓硫酸等；
【提出问题3】（1）由题意可以知道产生二氧化碳消耗的盐酸中溶质的质量为：（60g-10g）×7.3%=3.65g；
设生成二氧化碳的质量为x，生成氯化钠的质量为y
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
        73     117         44
       3.65g     y      x 

73

3.65g

=

44

x

     解得：x=2.2g    即m的值为2.2；
（2）由（1）的方程式可知氯化钠的质量为：

117

y

=

73

3.65g

     y=5.85g
根据坐标可知前10g盐酸和氢氧化钠反应，设产生氯化钠的质量为z
NaOH+HCl═NaCl+H₂O
     36.5    58.5
     10g×7.3%  z

36.5

10g×7.3%

=

58.5

z

 解的z=1.17g
因此反应后氯化钠的质量分数=

5.85g+1.17g

42.2g+60g-2.2g

×100%=7.02%．
答：P点处所得氯化钠溶液的溶质质量分数为7.02%．
故答案为：[实验探究1]有气泡冒出；
[实验探究2]（1）白色沉淀；（2）氢氧化钠；
[实验结论]部分；
[反思与评价]不可行；碳酸钠和氢氧化钙反应会生成氢氧化钠，干扰对原有氢氧化钠的检验；
[理解与应用]如氢氧化钙  （答案合理都可）．
实验步骤：（1）2.2 g；（2）7.02%．

点评：此题是一道实验探究题，解题的关键是把握在证明氢氧化钠部分变质时，先除去氢氧化钠中的碳酸钠，然后再证明剩余溶液显碱性，才能说明氢氧化钠部分变质．