Question

像科學家一樣“做科學”﹣﹣探秘氫氧化鈉

實驗室有一瓶長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體樣品，觀察發(fā)現(xiàn)，樣品表面出現(xiàn)了大量的白色粉末．某興趣小組的同學對該樣品進行了探究．請回答下列問題：

（1）實驗證明，這份氫氧化鈉已經(jīng)變質(zhì)，但不能確定是否完全變質(zhì)．請你從下列藥品中選擇合適的試劑，探究氫氧化鈉是否完全變質(zhì)．

藥品：蒸餾水、酚酞試液、稀鹽酸、氯化鈣溶液．

你的實驗方案是　　．用化學方程式表示該實驗中所依據(jù)的化學反應(yīng)原理：　　．

（2）如果給你一份未知濃度的稀硫酸，要求通過定量實驗，測定氫氧化鈉變質(zhì)的程度（即樣品中氫氧化鈉的含量），請你給出具體的實驗方案．

實驗方案	反應(yīng)的化學方程式

（3）實驗證明，氫氧化鈉部分變質(zhì)，請你設(shè)計一個提純該樣品的實驗方案，以得到純凈的氫氧化鈉固體．

提純樣品應(yīng)采用的試劑是　氫氧化鈣溶液或氫氧化鋇溶液　．

實驗方案	反應(yīng)的化學方程式

Answer 1

分析：

（1）氫氧化鈉因吸收二氧化碳而變質(zhì)，可能部分變質(zhì)，可能全部變質(zhì)，也可能沒有發(fā)生變質(zhì)；可以通過驗證是否含有碳酸鈉和氫氧化鈉得出結(jié)論；由于碳酸鈉溶液呈堿性，會影響使用酚酞對氫氧化鈉的檢驗，因此首先使用足量氯化鈣等物質(zhì)，充分反應(yīng)產(chǎn)生沉淀既能驗證碳酸鈉又能除去碳酸鈉對氫氧化鈉堿性的干擾，然后滴加酚酞檢驗溶液中的氫氧化鈉； （2）可依據(jù)稀硫酸和氫氧化鈉樣品反應(yīng)前后的質(zhì)量差，計算粗二氧化碳的質(zhì)量，再根據(jù)化學方程式中二氧化碳和碳酸鈉的關(guān)系計算碳酸鈉的質(zhì)量，從而得到氫氧化鈉的質(zhì)量計算其含量； （3）從成分看該雜質(zhì)中的碳酸根是真正的雜質(zhì)，因此要選擇合適的試劑除掉碳酸根且不與氫氧化鈉反應(yīng)，同時不能引入新的雜質(zhì)．

解答：

解：（1）氫氧化鈉可能部分變質(zhì)，也可能是全部變質(zhì)，故設(shè)計的方案為：取少量待測液于試管，加入足量氯化鈣或氯化鋇溶液至不再產(chǎn)生白色沉淀；再向靜置后的上述試管中，滴加少量酚酞溶液，如果溶液變紅，則說明氫氧化鈉部分變質(zhì)；如果溶液沒有變紅，則說明氫氧化鈉完全變質(zhì)． （2）由于硫酸的質(zhì)量分數(shù)未知，故可以從氫氧化鈉樣品與足量的稀硫酸反應(yīng)前后的質(zhì)量差計算出產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量，再通過碳酸鈉的質(zhì)量知道氫氧化鈉的質(zhì)量，最后通過氫氧化鈉的質(zhì)量與樣品質(zhì)量的比值計算其含量； 故答案為：                                             實驗方案         反應(yīng)的化學方程式 （1）稱出空燒杯的質(zhì)量； （2）稱出燒杯和氫氧化鈉樣品的總質(zhì)量； （3）用試管取出足量的稀硫酸，稱出燒杯和氫氧化鈉樣品和盛有稀硫酸試管的總質(zhì)量；  （4）將試管中的稀硫酸倒入盛有氫氧化鈉樣品的燒杯里，充分反應(yīng)后稱量其總 質(zhì)量，記錄數(shù)據(jù)； （5）根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)計算氫氧化鈉的含量． H2SO4+Na2CO3═Na2SO4+H2O+CO2↑ （3）敞口放置于空氣中會吸水并與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉，要得到純凈的氫氧化鈉固體將碳酸根除掉是解題的關(guān)鍵，可加入適量的石灰水（或氫氧化鋇溶液）可以除去碳酸鈉又可以增加氫氧化鈉，然后經(jīng)過濾蒸發(fā)等操作即可得到較純凈的氫氧化鈉． 故答案為：                                             實驗方案         反應(yīng)的化學方程式 （1）將燒堿樣品放入試管中，加水振蕩， （2）向上述溶液中逐滴加入澄清石灰水至不再產(chǎn)生沉淀過濾， （3）然后將濾液蒸發(fā)至晶體析出 Ca（OH）2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH