Question

像科学家一样“做科学”--探秘氢氧化钠
实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，观察发现，样品表面出现了大量的白色粉末．某兴趣小组的同学对该样品进行了探究．请回答下列问题：
（1）实验证明，这份氢氧化钠已经变质，但不能确定是否完全变质．请你从下列药品中选择合适的试剂，探究氢氧化钠是否完全变质．
药品：蒸馏水、酚酞试液、稀盐酸、氯化钙溶液．
你的实验方案是    ．用化学方程式表示该实验中所依据的化学反应原理：    ．
（2）如果给你一份未知浓度的稀硫酸，要求通过定量实验，测定氢氧化钠变质的程度（即样品中氢氧化钠的含量），请你给出具体的实验方案．

实验方案	反应的化学方程式

（3）实验证明，氢氧化钠部分变质，请你设计一个提纯该样品的实验方案，以得到纯净的氢氧化钠固体．
提纯样品应采用的试剂是    ．

实验方案	反应的化学方程式

Answer

（1）氢氧化钠因吸收二氧化碳而变质，可能部分变质，可能全部变质，也可能没有发生变质；可以通过验证是否含有碳酸钠和氢氧化钠得出结论；由于碳酸钠溶液呈碱性，会影响使用酚酞对氢氧化钠的检验，因此首先使用足量氯化钙等物质，充分反应产生沉淀既能验证碳酸钠又能除去碳酸钠对氢氧化钠碱性的干扰，然后滴加酚酞检验溶液中的氢氧化钠；
（2）可依据稀硫酸和氢氧化钠样品反应前后的质量差，计算粗二氧化碳的质量，再根据化学方程式中二氧化碳和碳酸钠的关系计算碳酸钠的质量，从而得到氢氧化钠的质量计算其含量；
（3）从成分看该杂质中的碳酸根是真正的杂质，因此要选择合适的试剂除掉碳酸根且不与氢氧化钠反应，同时不能引入新的杂质．
【解析】
（1）氢氧化钠可能部分变质，也可能是全部变质，故设计的方案为：取少量待测液于试管，加入足量氯化钙或氯化钡溶液至不再产生白色沉淀；再向静置后的上述试管中，滴加少量酚酞溶液，如果溶液变红，则说明氢氧化钠部分变质；如果溶液没有变红，则说明氢氧化钠完全变质．
（2）由于硫酸的质量分数未知，故可以从氢氧化钠样品与足量的稀硫酸反应前后的质量差计算出产生二氧化碳的质量，再通过碳酸钠的质量知道氢氧化钠的质量，最后通过氢氧化钠的质量与样品质量的比值计算其含量；
故答案为：
                                            实验方案         反应的化学方程式
（1）称出空烧杯的质量；
（2）称出烧杯和氢氧化钠样品的总质量；
（3）用试管取出足量的稀硫酸，称出烧杯和氢氧化钠样品和盛有稀硫酸试管的总质量；
 （4）将试管中的稀硫酸倒入盛有氢氧化钠样品的烧杯里，充分反应后称量其总 质量，记录数据；
（5）根据实验测得的数据计算氢氧化钠的含量． H2SO4+Na2CO3═Na2SO4+H2O+CO2↑

（3）敞口放置于空气中会吸水并与二氧化碳反应生成碳酸钠，要得到纯净的氢氧化钠固体将碳酸根除掉是解题的关键，可加入适量的石灰水（或氢氧化钡溶液）可以除去碳酸钠又可以增加氢氧化钠，然后经过滤蒸发等操作即可得到较纯净的氢氧化钠．
故答案为：
                                            实验方案         反应的化学方程式
（1）将烧碱样品放入试管中，加水振荡，
（2）向上述溶液中逐滴加入澄清石灰水至不再产生沉淀过滤，
（3）然后将滤液蒸发至晶体析出 Ca（OH）2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH