Question

某化學(xué)實驗活動小組的同學(xué)為了探究實驗室中久置氫氧化鈉固體的成分，進行了有關(guān)實驗，請你參與他們進行的探究活動：
【猜想與假設(shè)】
猜想Ⅰ：全部是NaOH；
猜想Ⅱ：全部是Na₂CO₃
猜想Ⅲ：______．
【實驗與探究】
（1）實驗如下：

實驗操作步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論及解釋
步驟一：取少量固體樣品于試管中，加蒸餾水完全溶解，然后加入足量的稀鹽酸．	實驗過程中始終沒有氣泡產(chǎn)生．	則證明猜想______成立．
步驟二：取少量固體樣品于試管中，加蒸餾水完全溶解，然后滴加氫氧化鋇溶液．	實驗過程中產(chǎn)生 ______．	則證明猜想Ⅱ或Ⅲ成立，此過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______．

（2）為了進一步的驗證猜想結(jié)果，小明同學(xué)提出了如下實驗方案：繼續(xù)步驟二的實驗，過濾，然后向濾液中滴加無色酚酞試液，若酚酞變紅，則猜想Ⅲ成立；若酚酞不變紅，則猜想Ⅱ成立．
     小華同學(xué)立即對小明同學(xué)的方案提出了質(zhì)疑，通過查閱資料知道，氯化鋇溶液程中性，不能使無色酚酞試液變紅，但碳酸鈉溶液呈______性（填“酸”或“減”）能使酚酞變紅．因此，他認為該方案的操作步驟中應(yīng)該改進的是______．
（3）實驗小組的同學(xué)展開討論，又提出了一個定量試驗方案，通過測定產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量來證明猜想Ⅱ或Ⅲ成立．試驗如下：準(zhǔn)確稱量m克固體樣品于試管中，加熱蒸餾水完全溶解，然后滴加足量氯化鋇溶液，充分反映后過濾、洗滌、干燥稱的沉淀的質(zhì)量為n克，若猜想Ⅱ成立，則m與n的關(guān)系式為（用含m和n的等式或不等式表示，下同）______；若猜想Ⅲ成立，則m與n的關(guān)系式又為______．
【反思與交流】久置固體氫氧化鈉變質(zhì)的原因是（用化學(xué)方程式表示）______．

Answer 1

【猜想與假設(shè)】氫氧化鈉若變質(zhì)，其產(chǎn)物為碳酸鈉，若氫氧化鈉部分變質(zhì)，則該固體為氫氧化鈉和碳酸鈉混合物；
【實驗與探究】（1）碳酸鈉可以和稀鹽酸反應(yīng)生成氣體，所以若沒有明顯現(xiàn)象，則該固體中沒有碳酸鈉，即只有氫氧化鈉，即猜想Ⅰ成立；
氫氧化鋇溶液和碳酸鈉反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鋇和氫氧化鈉，所以若觀察到產(chǎn)生了白色沉淀，則說明在該固體中含有碳酸鈉，即猜想Ⅱ或猜想Ⅲ成立；該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+2NaOH；
（2）碳酸鈉溶液呈堿性，可以是酚酞變紅，所以為了防止碳酸鈉干擾實驗應(yīng)該將步驟二中的氫氧化鋇溶液改為加入過量的氯化鋇溶液溶液；
（3）假設(shè)所取的mg固體全部為碳酸鈉，則：
Na₂CO₃+BaCl₂═BaCO₃↓+2NaCl 
106             197
m                 n

106

m

=

197

n

即：n=

197m

106

若猜想Ⅱ成立，即全部是碳酸鈉，那么n和m的關(guān)系為：n=

197m

106

；
若猜想Ⅲ成立，即所取固體為碳酸鈉和氫氧化鈉的混合物，所以生成的碳酸鋇的質(zhì)量n＜

197m

106

；
[[反思]氫氧化鈉溶液變質(zhì)是由于和空氣中的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)生成了碳酸鈉的緣故，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
故答案為：【猜想與假設(shè)】固體為氫氧化鈉和碳酸鈉；
【實驗與探究】（1）

實驗操作步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論及解釋
步驟一：取少量固體樣品于試管中，加蒸餾水完全溶解，然后加入足量的稀鹽酸．	實驗過程中始終沒有氣泡產(chǎn)生．	則證明猜想Ⅰ成立．
步驟二：取少量固體樣品于試管中，加蒸餾水完全溶解，然后滴加氫氧化鋇溶液．	實驗過程中產(chǎn)生 白色沉淀．	則證明猜想Ⅱ或Ⅲ成立，此過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Na2CO3+Ba（OH）2═BaCO3↓+2NaOH．

（2）堿；將步驟二中的氫氧化鋇溶液改為加入過量的氯化鋇溶液；
（3）n=

197m

106

；n＜

197m

106

；
[[反思]2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．