Question

实验室有一瓶长期放置的氢氧化钠固体，某化学兴趣小组的同学对该固体的变质情况进行探究。

（提出问题）

该瓶氢氧化钠固体是否变质，变质情况如何？

（查阅资料）

①氢氧化钠在空气中容易变质但不会转化为NaHCO₃；

②CaCl₂溶液呈中性。

（提出猜想）

猜想I：固体未变质；

猜想Ⅱ：固体部分变质；

以上猜想是否严谨，并说明理由________。

（进行实验）

小丽同学取少量样品于烧杯中，加足量水溶解，再向溶液中滴入几滴酚酞溶液，溶液变红，由此她得出猜想I正确，但其他同学很快予以否定，理由是__________。

为了进一步得出结论，组内其他三位同学分别取小丽实验后的溶液于试管中，进行如下实验：

	小红	小美	小沙
实验操作	加入适量氢氧化钙溶液	加入过量氯化钙溶液	加入过量稀盐酸

（实验结论）

（1）小红、小美的实验中都观察到有____________，于是他们都得出猜想Ⅱ正确；

（2）老师指出，仅凭小红的实验操作和现象无法确定猜想Ⅱ成立，理由是_________。

（3）根据小美的实验结论推测小沙的实验现象为_________。

（拓展提升）

如何测定变质的氢氧化钠固体中碳酸钠的质量分数？

经过讨论，小组同学称取一定质量的样品，按照如图所示装置进行实验，可通过测量生成二氧化碳的体积计算出碳酸钠的质量分数（二氧化碳密度已知）。在实验中，若没有加入植物油，测定的结果会__________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

Answer

不严谨，氢氧化钠也可能全部变质 碳酸钠溶液也显碱性，也能使无色酚酞溶液变红 白色沉淀生成，溶液显红色 加入氢氧化钙溶液后，会对原溶液中氢氧化钠的检验造成干扰（合理即可） 刚开始无明显现象，一段时间后有气泡产生，且溶液颜色逐渐由红色变为无色 偏小

【解析】

[提出猜想]

长期放置的氢氧化钠固体可能没有变质，可能部分变质，也可能是全部变质。

[进行实验]

由于氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都呈碱性，都能使无色酚酞溶液变红，所以取该样品溶于水滴加无色酚酞溶液不能判断出该氢氧化钠样品是否变质。

[实验结论]

（1）根据他们得出的结论是猜想Ⅱ正确，可知氢氧化钠部分变质，所以该样品中含有氢氧化钠和碳酸钠两种物质，向样品溶液中滴加氢氧化钙溶液或氯化钙溶液，都能生成碳酸钙白色沉淀，同时溶液中含有氢氧化钠，溶液呈红色。

（2）由于氢氧化钙溶液显碱性且与碳酸钠反应后有氢氧化钠生成，所以向样品溶液中滴加氢氧化钙溶液，根据现象只能确定样品中含有碳酸钠，不能确定样品中是否含有氢氧化钠。

（3）由小美得出的结论该氢氧化钠样品部分变质，向其中滴加稀盐酸时，稀盐酸先与氢氧化钠反应，当氢氧化钠完全反应后，再与碳酸钠反应，所以实验现象为刚开始无明显现象，一段时间后有气泡产生，溶液逐渐由红色变为无色。

[拓展提升]

为测定该实验样品中碳酸钠的质量分数，可通过测定其与稀盐酸反应后生成二氧化碳的质量，又由于二氧化碳为气体，可以先测定出反应生成气体的体积，再结合密度计算出生成气体的质量，所以该实验装置设计的原理是通过测定一定质量的样品与稀盐酸反应生成的二氧化碳的体积计算出碳酸钠的质量分数。因为二氧化碳能溶于水且能与水发生反应，所以若没有在多功能瓶中的水上层滴加植物油，二氧化碳会溶于水且会与水反应，使得测定的结果偏小。