Question

氫氧化鈉是一種重要的化工原料．工業(yè)上常用電解飽和食鹽水的方法來制取燒堿，并生成氯氣（Cl₂）和氫氣．
（1）請寫出工業(yè)上用電解飽和食鹽水制取燒堿的化學(xué)方程式：

 

．
（2）氫氧化鈉溶液中滴入酚酞試液會變紅色，氫氧化鈉溶液中主要含有Na⁺、OHˉ、水分子．某探究小組為探究氫氧化鈉溶液中的哪種微粒能使酚酞試液變紅，設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)方案，得出了初步結(jié)論．
①請?zhí)顚懴卤碇械膶?shí)驗(yàn)結(jié)論：

實(shí) 驗(yàn) 過 程	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 論
向盛有少量NaCl溶液的試管中滴入酚酞試液，振蕩	溶液無明顯 變化

②是否需要做“向水中滴加酚酞試液”的對比實(shí)驗(yàn)？為什么？
（3）某化學(xué)興趣小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用氫氧化鈉與稀鹽酸做探究實(shí)驗(yàn)．將兩種溶液混合后，對溶液中溶質(zhì)的可能組成作出如下猜想：
甲同學(xué)的猜想是：溶液中只有NaCl．
乙同學(xué)的猜想是：溶液中可能含有NaCl、NaOH、和 HCl．
①你認(rèn)為甲乙兩位同學(xué)的猜想都合理嗎？并說明理由．
②請你提出一個與甲乙同學(xué)不同的猜想，并設(shè)計簡單的實(shí)驗(yàn)證明你的猜想成立．
（4）有一瓶因保存不當(dāng)而部分變質(zhì)的氫氧化鈉固體，為測其成分，稱取10g樣品配制成溶液，向其中滴加一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸，充分反應(yīng)，共放出0.88g氣體，試求樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題設(shè)對反應(yīng)的介紹，判斷反應(yīng)的反應(yīng)物與生成物，完成反應(yīng)化學(xué)方程式的書寫；
（2）對比氫氧化鈉溶液與氯化鈉溶液中粒子的異同，可得出使酚酞試液變成紅色的粒子；
（3）①根據(jù)氫氧化鈉與鹽酸混合可能發(fā)生的情況，對反應(yīng)后的溶液組成進(jìn)行猜想和判斷；
②氫氧化鈉與鹽酸可能完全反應(yīng)，所得溶液只有氯化鈉；可能鹽酸剩余，所得溶液為氯化鈉和鹽酸的混合溶液；可能氫氧化鈉剩余，所得溶液為氯化鈉和氫氧化鈉的混合物；根據(jù)猜想中物質(zhì)的性質(zhì)，設(shè)計實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想中物質(zhì)的存在；
（4）氫氧化鈉變質(zhì)生成的碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)放出二氧化碳，根據(jù)反應(yīng)放出二氧化碳的質(zhì)量可計算固體中的碳酸鈉的質(zhì)量，樣品質(zhì)量與碳酸鈉質(zhì)量差即固體中氫氧化鈉質(zhì)量，氫氧化鈉質(zhì)量與樣品質(zhì)量的比可計算出樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）根據(jù)題意，電解飽和食鹽水可生成燒堿、氯氣（Cl₂）和氫氣，因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）①氯化鈉溶液中含有Na⁺、Cl^-、水分子，酚酞不變紅，說明氫氧化鈉溶液中的Na⁺、水分子同樣不能使酚酞變紅；②無需再進(jìn)行檢驗(yàn)水能否使酚酞變紅，因?yàn)槁然�鈉溶液中含有水，并且酚酞沒有變紅；
（3）①若鹽酸與氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)，甲同學(xué)的猜想就是正確的；乙同學(xué)猜想中認(rèn)為既有氫氧化鈉又有鹽酸，這種情況不可能出現(xiàn)，因?yàn)辂}酸會和氫氧化鈉繼續(xù)反應(yīng)；
②若鹽酸剩余，則混合溶液為氯化鈉與鹽酸的混合物，可加入紫色石蕊檢驗(yàn)溶液呈酸性而證明猜想成立；若氫氧化鈉剩余，則混合溶液為氯化鈉與氫氧化鈉的混合物，可加入無色酚酞檢驗(yàn)溶液呈堿性而證明猜想成立；
故答案為：
（1）2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）①Na⁺、水分子不能使酚酞試液變色；②不用做．在第一步中已經(jīng)證明了水分子不能使酚酞試液變色；
（3）①乙同學(xué)的猜想不合理，因?yàn)镹aOH和HCl會發(fā)生反應(yīng)，不可能共存．
②可能是NaCl和HCl，取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，向其中滴加石蕊試液，若試液變紅，證明猜想成立（即證明溶液呈酸性）[或者可能含有NaCl和NaOH，取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，向其中滴加酚酞溶液，若試液變紅，證明猜想成立（即證明溶液呈堿性）]；
（4）設(shè)混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為x，則有：
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
106                44
x  　　　　　　  0.88g

106

x

=

44

0.88g

 
解得x=2.12g
氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

10g-2.12g

10g

×100%=78.8%
答：樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是78.8%．

點(diǎn)評：對反應(yīng)后所得溶液組成進(jìn)行猜想時，可分為恰好完全反應(yīng)或兩種反應(yīng)物中有一種反應(yīng)物剩余兩種情況進(jìn)行猜想，兩種反應(yīng)物都有剩余的情況一定不會存在．