Question

保持實驗室干凈整潔、實驗用品的整齊有序會給做實驗帶來許多便利．為此，某實驗小組做完實驗后主動提出留下幫助實驗員整理儀器．整理過程中，藝博和謝笛兩名同學發(fā)現實驗用品櫥的一角放著一瓶標簽已破損氫氧化鈉溶液，決定對其進行探究．
（1）該溶液可以與空氣中的______反應而發(fā)生變質，其是否變質呢？旁邊的謝笛同學提出如下三種方法來檢驗，你認為合理的是______．（填“方法一”或“方法二”或“方法三”）
方法一：取樣，用pH試紙測溶液酸堿度，若pH＜7，則說明該溶液沒有變質．
方法二：取樣加入硫酸銅溶液，若有藍色沉淀產生，則說明溶液已變質．
方法三：取樣，加入氯化鋇溶液，若有白色沉淀生成，則說明溶液已變質．
藝博同學提出了更為簡單的方法，他進行了取樣并加入稀鹽酸，觀察到樣品中______（填實驗現象），由此得出結論，該瓶試劑未變質．在此過程中涉及的反應化學方程式為______．
（2）在上述實驗中是否發(fā)生了化學反應呢，如何來證明？聰明的藝博認為只要借助酚酞試液就可以判斷，其理由是______．
（3）謝笛同學提出利用已學的化學知識粗略計算樣品中NaOH溶液的溶質質量分數，重新書寫標簽．藝博同學依據中和反應的原理，設計了如下實驗方案，并進行了其操作．
第一步：向錐形瓶中加入15mL的該NaOH溶液樣品；
第二步：向上述燒杯中滴2滴酚酞試液，充分振蕩；
第三步：向20mL的量筒里注入20mL溶質質量分數為5%的鹽酸；
第四步：用膠頭滴管吸取少許量筒中的鹽酸，逐滴滴入上述燒杯中，一直滴到燒杯中溶液由紅色剛剛變成無色為止．停止滴入鹽酸后，膠頭滴管中殘留的鹽酸應______（填操作過程）．
第五步：記錄實驗數據，其在量筒中的液面如圖所示，已知A與B、B與C刻度均相差1mL，如果A刻度為7，量筒中鹽酸的體積是______ mL．
第六步：計算，確定該氫氧化鈉溶液中NaOH的溶質質量分數．（請寫出具體的計算過程，氫氧化鈉溶液和鹽酸密度均以1.0g/mL計，結果保留一位小數）

Answer 1

【答案】分析：（1）氫氧化鈉溶液可以和空氣中的二氧化碳反應，生成碳酸鈉，檢驗是否變質就是檢驗有沒有碳酸鈉存在；
（2）酚酞遇堿變紅色，可以通過顏色變化判斷反應發(fā)生；
（3）根據反應HCl+NaOH═NaCl+H₂O，由滴加的鹽酸的溶質的質量，計算氫氧化鈉質量，進而求出氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數．
解答：解：（1）①氫氧化鈉可以和空氣中的二氧化碳生成碳酸鈉而變質，檢驗是否變質，通過檢驗碳酸鈉存在即可；
②碳酸鈉溶液和氫氧化鈉溶液均呈堿性，用PH試紙或滴加酚酞試液無法檢驗，故方法一、方法二不合理；氫氧化鈉與氯化鋇不反應，碳酸鈉與氯化鋇反應生成碳酸鋇沉淀，可加入氯化鋇溶液，若有白色沉淀生成，則說明溶液已變質，故方法三合理；
③加入稀鹽酸，氫氧化鈉與鹽酸發(fā)生中和反應，碳酸鈉與鹽酸反應有二氧化碳氣體生成，可以用滴加鹽酸的方法來檢驗氫氧化鈉是否變質；藝博進行試驗，無明顯氣泡產生，該瓶試劑沒有變質；
（3）計算氫氧化鈉質量分數，根據化學方程式：HCl+NaOH═NaCl+H₂O，計算出消耗氯化氫的質量，求出氫氧化鈉的質量，進而求出氫氧化鈉質量分數；
有步驟五可知：消耗鹽酸體積，20-6.2=13.8ml；  氯化氫的質量為：13.8×1.0×5%=0.69g；
設與0.69g氯化氫反應需與xg氫氧化鈉
HCl+NaOH═NaCl+H₂O
36.5  40
0.69g  xg
=，x≈0.76
氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數為：×100%≈5.1%．
故答案為：
（1）CO₂，方法三
（2）無明顯氣泡產生，HCl+NaOH═NaCl+H₂O
（3）通過觀察溶液顏色的變化判斷反應的發(fā)生
（4）將剩余液滴回到量筒中；6.2 mL   
消耗鹽酸體積，20-6.2=13.8ml；  氯化氫的質量為：13.8×1.0×5%=0.69g；
設與0.69g氯化氫反應需與xg氫氧化鈉．
HCl+NaOH═NaCl+H₂O
36.5  40
0.69g  xg
=，x≈0.76
故氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數為：×100%≈5.1%．
點評：本題考查了學生“NaOH溶液吸收空氣中的CO₂生成Na₂CO₃；Na₂CO₃溶液中加入鋇鹽溶液生成CaCO₃白色沉淀和酚酞試液變色”及溶質質量分數的計算的有關知識，題目通過藥品是否變質的探究培養(yǎng)了學生的實驗探究能力，通過溶質質量分數的計算增強計算能力．