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实验专题(四) 碱变质的探究
类型1 氢氧化钠变质的探究
1．实验室有一瓶敞口放着的氢氧化钠固体，同学们想探究这瓶固体的成分，请你一同参与探究并回答有关问题。
请你写出氢氧化钠在空气中变质的化学方程式：__2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O__，可加入试剂__稀盐酸__，如有气泡产生则氢氧化钠变质。
【提出猜想】
猜想1：这瓶固体的成分是NaOH；
猜想2：这瓶固体的成分是__Na2CO3__；
猜想3：这瓶固体的成分是NaOH和Na2CO3混合物。
【实验与结论】
(1)取少量样品于试管中，加入适量蒸馏水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞溶液，溶液由无色变成红色。甲同学认为这瓶固体含有NaOH，猜想1正确。乙同学认为甲同学的结论不正确，其理由是__Na2CO3的水溶液也呈碱性__。
(2)向(1)溶液中加入过量的CaCl2溶液，生成白色沉淀，沉淀后静置，溶液由红色变成无色。同学们认为猜想__2__是正确的。
【问题讨论】
(3)丙同学认为实验时也可以先加入过量的CaCl2溶液，振荡、静置，然后在上层清液中加入无色酚酞溶液，你认为丙同学的说法__正确__(填“正确”或“不正确”)，此时反应的化学方程式为__CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl__；若猜想3正确，则现象为__有白色沉淀生成，上层清液变红__，其中无色酚酞溶液还可用一种盐溶液，如__CuCl2__(填化学式)来代替验证猜想。
(4)丁同学认为CaCl2溶液也可以改为Ca(OH)2溶液，你认为丁同学的说法__不正确__(填“正确”或“不正确”)，理由是__会生成新的NaOH，无法检验原来样品中的NaOH__。
2．(2017·随州)实验室中的试剂一般要密封保存，否则可能会与空气接触而变质。淅河中学化学学习小组发现一瓶未密封的氢氧化钾固体，对其是否变质进行探究。
【提出猜想】1.未变质；2.部分变质；3.完全变质。
【查阅资料】KOH与NaOH性质类似，也能与CO2反应而变质。写出KOH变质的化学方程式__2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O__。
【设计实验】
(1)取少量样品于试管中配成溶液，滴加足量稀盐酸有气泡产生，则猜想__1__不成立。
(2)准确称量一定质量的固体样品，放在下图所示的装置中进行实验，根据CO2的体积和密度计算变质产物的质量，从而确定变质情况。你认为这个方案是否可行，并说明理由__不可行，因为CO2能溶于水(或与水反应)，导致测量结果误差较大__。
(3)请你另外设计一个方案，进一步探究变质情况。
实验步骤
实验现象
实验结论
__另取少量样品，配成溶液滴加足量CaCl2溶液，静置后取上层清液滴加酚酞溶液__
__产生白色沉淀，上层清液变红色__
猜想2
成立
3.(2017·菏泽)实验室有一瓶标签残缺并且瓶盖没有完全密封的无色溶液(如下图所示)，化学小组的同学经过寻问老师后只知道是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种溶液，为确认原瓶中是何种溶质并判断其是否变质，化学小组的同学进行了如下的探究活动：
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【进行猜想】
猜想Ⅰ：原溶液的溶质是NaCl；
猜想Ⅱ：原溶液的溶质是NaOH；
猜想Ⅲ：原溶液的溶质是Na2CO3；
猜想Ⅳ：原溶液的溶质是NaHCO3。
【查阅资料】
常温下，有关物质的相关信息如下表：
物质
NaCl
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
常温下的溶解度/g
36
109
21.5
9.6
常温下稀溶液的pH
7
13
11
9
从物质的相关信息可知，原溶液的溶质一定不是NaHCO3，因为__常温下，碳酸氢钠的溶解度是9.6__g，不可能得溶质质量分数为10%的溶液__。
【进行实验】
(1)取少量样品，测得溶液的pH大于7，则原溶液的溶质肯定不是__氯化钠__。
(2)同学们另取样品又进行了如下实验，实验过程如下：
①生成白色沉淀A的化学方程式__CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl__。
②通过实验可以判断样品无色溶液中含有的溶质有__Na2CO3、NaOH__。
【获得结论】实验完成后，最终得到的结论：原瓶中的溶质是__NaOH__，且已变质。
类型2 氢氧化钙变质的探究
4．通过学习碱的性质，某校化学兴趣小组的同学对实验室的“氢氧化钙是否变质以及变质的程度”展开了探究活动，请你一同参与。
(1)提出问题：氢氧化钙是否变质？
(2)猜想与假设：同学们经过讨论认为样品存在三种可能情况：没有变质；部分变质；完全变质。
如果氢氧化钙变质，变质的化学方程式为
__Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O__。
(3)实验探究：补充填空。
实验步骤及操作
实验现象
实验结论
①取样于试管中，加入足量蒸馏水振荡，静置。取上层清液，滴入无色酚酞溶液；②倒去上层清液，再向试管中注入稀盐酸
①无色酚酞溶液变红；
②__有气泡产生__
部分变质
①无色酚酞溶液不变红；
②__有气泡产生__
全部变质
①__无色酚酞试液变红__；
②没有气泡产生
没有变质
(4)小结与思考：
①小蔓同学根据上述实验方案进行实验，确定该样品已部分变质，请写出实验中反应涉及的化学方程式：__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑__。
②氢氧化钙俗称熟石灰，农业上常用来__改良酸性土壤等__。
5．对一瓶久置出现变质的氢氧化钙固体进行如下探究活动。
探究活动一：氢氧化钙样品是否完全变质
(1)用化学方程式表示氢氧化钙变质的原因：
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__Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O__。
(2)检验氢氧化钙样品是否完全变质，进行如下实验：
实验步骤
实验现象
实验结论
取氢氧化钙样品少量，研细后加适量蒸馏水充分混合后静置，__取上层清液于试管中，滴加1～2滴无色酚酞试液，或通入二氧化碳气体__
__酚酞试液变红色或溶液变浑浊__
样品还含有氢氧化钙
探究活动二：测定样品中含有的变质固体(以下用R表示)的质量分数
取3克部分变质的氢氧化钙样品与足量的稀盐酸反应，测量生成气体的体积(气体不溶于植物油)，从而计算出样品中R的质量，便可求出样品中R的质量分数。实验装置(气密性良好)如图1所示。
(3)将稀盐酸滴入样品中，产生气体的化学方程式为__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑__，反应一段时间后，当观察到__无气泡产生__(填实验现象)，才停止滴加稀盐酸。
(4)实验中量筒的作用是__根据进入量筒内水的体积，测量生成的二氧化碳体积__。
(5)实验结束后，量筒内进入水的体积如图2所示，其读数为__165__mL。
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