小明在实验室发现一瓶氢氧化钠固体没有塞上瓶塞,于是他和他的同学一起对这瓶氢氧化钠固体展开探究,请你与他们一起进行探究。
【提出问题】这瓶氢氧化钠固体是否变质?
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。
【猜想与假设】
①氢氧化钠没有变质;②该氢氧化钠部分变质;③该氢氧化钠 。
【设计实验】取氢氧化钠固体样品溶于水配成溶液A,进行如下实验:
实验步骤 | 实验现象 | 结论及解释 |
(1)取少量溶液A于试管中,向其中滴加足量的稀盐酸; | 有气泡产生 | 猜想 不成立 |
(2)另取少量溶液A于试管中,向其中滴加足量的氯化钙溶液; | 产生 | 反应的化学方程式为:
|
(3)将步骤(2)所得的混合液静置,向上层清液中滴加无色的酚酞溶液。 | 溶液呈红色 | 猜想 成立 |
【反思与交流】
久置的氢氧化钠变质的原因是(用化学方程式表示) ,因此,氢氧化钠应 保存。
【探索与拓展】为进一步探究氢氧化钠的变质程度,小明称取18.6g氢氧化钠固体样品放入烧杯中,向其中逐滴加入稀盐酸,到不再产生气泡为止,共消耗稀盐酸100g,反应后称得烧杯中溶液的质量为114.2g。试计算:
(1)该样品中碳酸钠的质量为 ;
(2)该氢氧化钠的变质程度(即变质的氢氧化钠占变质前的氢氧化钠的质量分数)为 。
【猜想与假设】③全部变质
【设计实验】
实验步骤 | 实验现象 | 结论及解释 |
(1) | ① | |
(2) | 白色沉淀 | Na2CO3+ CaCl2=CaCO3↓+2NaCl |
(3) | ② |
【反思与交流】CO2+ 2NaOH = Na2CO3 + H2O、密封
【探索与拓展】(1)10.6 (2)50%
题目分析:【猜想与假设】三个猜想:①氢氧化钠没有变质;②该氢氧化钠部分变质;③该氢氧化钠全部变质
【设计实验】:因为碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳,产生气泡:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,而氢氧化钠虽然会也盐酸反应,但没有气体生成:NaOH+HCl=NaCl+H2O,所以根据现象有气泡产生,说明有碳酸钠存在,故猜想①不成立,在步骤(2)中滴加足量的氯化钙溶液,溶液中的碳酸钠会与氯化钙反应:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,现象:生成了白色沉淀,由于所加的氯化钙溶液是足量,所以把溶液中的碳酸钠全部反应掉了,故在步骤(3)中将步骤(2)所得的混合液静置,向上层清液中滴加无色的酚酞溶液,结果溶液呈红色,说明溶液仍然呈碱性,也就是说溶液中有NaOH,所以猜想②成立,溶液部分变质
【反思与交流】:久置的氢氧化钠会吸收空气中的二氧化碳而变质,化学方程式为:CO2+ 2NaOH = Na2CO3 + H2O,因此,氢氧化钠应密封保存
【探索与拓展】:根据质量守恒定律:参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和,所以可以直接判断生成的二氧化碳气体质量=18.6g+100g-114.2g=4.4g,再根据化学反应方程式:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑中二氧化碳与碳酸钠的质量关系便可算出碳酸钠的质量,然后再根据化学反应方程式:CO2+ 2NaOH = Na2CO3 + H2O中碳酸钠与NaOH的质量关系求出变质的NaOH质量,进一步可算出该氢氧化钠的变质程度
解:设碳酸钠的质量为x,变质的NaOH质量为y
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
x 4.4g
(1)106:44=x:4.4g ∴x=10.6g
故原固体中未变质的NaOH质量=18.6g-10.6g=8g
CO2+ 2NaOH = Na2CO3 + H2O
80 106
y 10.6g
(2)80:106=y:10.6g ∴y=8g
故该氢氧化钠的变质程度=8g÷(8g+8g)×100%=50%