Question

小明在实验室，发现了一瓶瓶口已敞开不知多久的氢氧化钠溶液（下称试液），对其成分产生了研究兴趣．老师提供的试剂有：CaCl₂溶液、盐酸、CaCO₃固体、酚酞．
他首先的猜想是：试液没有变质，溶液的溶质还是NaOH．于是进行了如下实验：取少量试液加入试管，滴入酚酞，观察到试液变红．由此得出的结论是原试液没有变质．
（1）反思实验，小明觉得不够完善，原因是

 

；
（2）完善实验方案后，他从提供的试剂中选取一种试剂进行实验发现原试液确已变质．请你写出他这次实验的操作、现象及方程式：

实验步骤及试剂选择	实验现象	相关的化学反应方程式

小明是个爱思考的学生，他又有一个新的疑问：试液真是没有NaOH了吗？他又作了探究：
（3）猜想：

 

．
（4）实验验证：（要求写出操作、现象）

 

，试液中还有NaOH．
（5）通过上述探究，小明明白了：氢氧化钠要

 

保存．

Answer 1

考点：药品是否变质的探究,碱的化学性质,盐的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（1）根据氢氧化钠溶液吸收空气中的二氧化碳后生成碳酸钠和水，氢氧化钠可使酚酞试液变红色，碳酸钠是强碱弱酸盐，显碱性，也会使酚酞试液变红色，所以单凭溶液变红色无法推断出溶液是否变质等知识进行分析；
（2）根据2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+CO₂↑+H₂O，可以用盐酸可检测出药品中是否含有Na₂CO₃，Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl，可以用氯化钙溶液也可检测出溶液中是否含有Na₂CO₃；
（3）、（4）根据酚酞遇碱变红色，如果溶液中尚存NaOH，那么在少量原溶液中加入足量CaCl₂溶液后再加酚酞试液则既产生白色沉淀又变红色，如果溶液中不存在NaOH，加入足量CaCl₂溶液后就除尽了CO₃^2-再加酚酞试液不变色进行分析；
（5）根据氢氧化钠溶液易吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钠变质进行分析．

解答：解：（1）氢氧化钠溶液吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钠和水，氢氧化钠可使酚酞试液变红，碳酸钠是强碱弱酸盐，显碱性，也会使酚酞试液变红色，所以小明觉得不够完善，原因是：碳酸钠溶液呈碱性，也能使无色酚酞试液变红；
（2）2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+CO₂↑+H₂O，可以用盐酸可检测出药品中是否含有Na₂CO₃，Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl，用氯化钙溶液也可检测出溶液中是否含有Na₂CO₃，所以

实验步骤及试剂选择	实验现象	相关的化学反应方程式
取样品少许试液于试管中，滴入稀盐酸	有气泡产生	2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O

（3）药品（3）存放一段时间后会有三种可能的情况：①完全没有变质，②只有部分变质，③完全变质，通过前面的实验已经排除了①、②两种情况，所以猜想为：试液中还有NaOH；     
（4）依据Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl，酚酞遇碱变红色，如果溶液中尚存NaOH，那么在少量NaOH溶液中加入足量CaCl₂溶液，再加酚酞试液则既产生白色沉淀又变红色，如果溶液中不存在NaOH，加入足量CaCl₂溶液后就除尽了CO₃^2-既没有了氢氧化钠，也没有了碳酸钠只产生白色沉淀再加酚酞试液不变色，所以实验验证为：取少量试液于试管中，加入足量的CaCl₂溶液，过滤，向滤液中滴加酚酞试液，振荡，溶液变红；
（5）氢氧化钠溶液易吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钠而变质，应该与空气隔绝，所以通过上述探究，小明明白了：氢氧化钠要密封保存．
故答案为：（1）碳酸钠溶液呈碱性，也能使无色酚酞试液变红；
（2）

实验步骤及试剂选择	实验现象	相关的化学反应方程式
取样品少许试液于试管中，滴入稀盐酸	有气泡产生	2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O

（3）试液中还有NaOH；
（4）取少量试液于试管中，加入足量的CaCl₂溶液，过滤，向滤液中滴加酚酞试液，振荡，溶液变红；
（5）密封．

点评：本题通过实验探究氢氧化钠溶液是否变质来考查酚酞在碱性溶液中显红色、碳酸钠与盐酸的反应、氢氧化钠的变质等知识点，重点培养学生通过实验分析问题、解决问题的能力．