Question

化学兴趣小组的同学做中和反应实验时，将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中，看到有气泡产生，是不是拿错了药品？经检验确认没有拿错药品，而是氢氧化钠溶液变质了．
【分析】氢氧化钠溶液变质的原因是

氢氧化钠与空气中二氧化碳反应而变质

．
【提出问题】该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质？
【查阅资料】①已知反应：BaCl₂+Na₂CO₃═2NaCl+BaCO₃↓（白色）
②氯化钡溶液呈中性．
【设计实验】依据查阅的资料设计实验步骤，并进行实验，根据实验现象推断相应实验结论．

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量氯化钡溶液，并不断振荡．	有白色沉淀产生．	说明原溶液中一定含有 Na2CO3 ．
（2）取（1）试管中的上层清液滴加酚酞试液．	溶液变红色．	则溶液中一定含有 NaOH ．

【实验结论】该兴趣小组的同学得出的结论是：氢氧化钠溶液

部分

变质（填“部分”或“全部”）．
【进一步实验】该小组同学用变质的溶液制取不含杂质的氢氧化钠溶液，继续完成中和反应实验．请你帮助他们解决下列问题：
（1）除去氢氧化钠溶液中存在的上述杂质可加入适量的

Ca（OH）₂（合理均可）

．
（2）借助于

酚酞试液（合理均可）

可判断盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应．
【研究课题2】取25.2g氢氧化钠样品（杂质为碳酸钠）溶于水配制成46g溶液，再加入74g溶质质量分数为20%的氢氧化钙溶液，恰好完全反应．求：反应后所得溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

分析：【分析】根据实验中滴加盐酸有气体放出，可推断氢氧化钠吸收了空气中二氧化碳生成碳酸钠而变质；
【实验设计】为检验变质程度，利用碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀与氯化钠，可首先使用氯化钡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；
【实验结论】实验中观察到滴加酚酞变红，说明上层清液中含有未变质的氢氧化钠，因此，可得出部分变质的结论；
【进一步实验】利用氢氧化钙溶液与碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀进行分析；根据酚酞遇碱变红、遇酸或中性溶液不变红的特点，可向溶液中滴入酚酞判断两者恰好完全反应；
【研究课题2】根据反应化学方程式可知，反应后所得溶液的溶质是氢氧化钠；根据题意：碳酸钠和氢氧化钙溶液恰好完全反应，以及氢氧化钙的质量结合化学方程式可求碳酸钠的质量，同时也可求出生成的新的氢氧化钠的质量．最后根据溶质的质量分数计算公式即可计算出反应后溶液的溶质质量分数，需要注意的是溶质氢氧化钠既包括生成的氢氧化钠，还包括样品中的氢氧化钠．

解答：解：【分析】氢氧化钠能吸收空气中的二氧化碳发生反应生成碳酸钠和水而变质；
【实验设计】（1）氢氧化钠与氯化钡不反应，加入氯化钡溶液形成了白色沉淀，说明溶液中含有碳酸钠，与氯化钡生成不溶于水的碳酸钡；
（2）加入过量氯化钡溶液与溶液中的碳酸钠充分反应，生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠，从而将碳酸钠全部除去，上层清液仍可使酚酞变成红色，说明清液中含有氢氧化钠；
【实验结论】加入的氯化钡生成白色沉淀，可说明溶液中含有碳酸钠；清液中滴酚酞变红，说明溶液中含有氢氧化钠；因此，可判断原氢氧化钠溶液部分变质；
【进一步实验】（1）向变质的溶液中加入适量的氢氧化钙溶液，氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤去碳酸钙沉淀，可得到较为纯净的氢氧化钠溶液；
（2）可向氢氧化钠溶液中滴入酚酞，溶液变红，然后再滴加稀盐酸，待红色刚好消失，盐酸与氢氧化钠恰好完全反应，也可使用pH试纸或pH计等；
故答案为：
【分析】氢氧化钠与空气中二氧化碳反应而变质；
【设计实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量氯化钡溶液，并不断振荡．	有白色沉淀产生．	说明原溶液中一定含有    Na2CO3．
（2）取（1）试管中的上层清液滴加酚酞试液．	溶液变红色．	则溶液中一定含有  NaOH．

【实验结论】部分；
【进一步实验】（1）氢氧化钙溶液；
（2）酚酞试液（合理均可）；
【研究课题2】设氢氧化钠中碳酸钠质量为x，反应生成的氢氧化钠质量为y
Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH
106      74               80
x       74g×20%           y

106

x

=

74

74g×20%

     x=21.2g

74

74g×20%

=

80

y

        y=16g
根据质量守恒定律可知生成碳酸钙的质量是：21.2g+74g×20%-16g=20g
则样品中氢氧化钠的质量是：25.2g-21.2g=4g
则所得氢氧化钠溶液的溶质质量分数为：

4g+16g

25.2g+46g+74g-20g

×100%≈15.97%
答：反应后所得溶液的溶质质量分数为15.97%．

点评：本题综合考查了氢氧化钠的性质以及碳酸根的检验方法及除杂方法，以及根据方程式的计算，注意把握加入试剂的量，除杂过程中不能加入新的杂质离子，正确选择试剂，并注意计算解题规范，有一定的思维难度．