試劑瓶口的變故

臻臻到實驗室里為化學興趣小組的同學準備探究實驗所用的儀器和藥品，忽然發(fā)現(xiàn)盛放氫氧化鈉溶液的試劑瓶口塞著玻璃瓶塞，試劑瓶口和玻璃瓶塞上有少量白色固體，而且瓶塞也打不開了。臻臻同學很好奇，決定跟化學興趣小組的同學一起探個究竟。

【提出問題】試劑瓶口和玻璃塞上的白色固體的成分是什么呢？

【查閱資料】①玻璃的主要成分是二氧化硅（SiO2），試劑瓶身經(jīng)拋光處理，不易與氫氧化鈉反應，而瓶口和玻璃塞上的磨砂將二氧化硅裸露出來，使得二氧化硅能與氫氧化鈉反應，產(chǎn)生硅酸鈉（Na2SiO3）和 水 ：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；②硅酸鈉是一種白色固體，易溶于水，其水溶液俗稱“水玻璃”，有很強的粘合性，能將玻璃粘合在一起；③硅酸鈉溶液呈堿性，能與強酸（如鹽酸等）發(fā)生復分解反應，產(chǎn)生的偏硅酸（H2SiO3）是一種難溶于水的白色固體：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓（白色）；④硅酸鈉溶液能與氯化鈣溶液反應產(chǎn)生白色沉淀：Na2SiO3+CaCl2=2NaCl+CaSiO3↓（白色），氯化鈣的水溶液呈中性。

【猜想與假設】根據(jù)已有知識及所查資料，臻臻對白色固體的成分做出如下猜想：

猜想①：可能是Na2SiO3；

猜想②：可能是Na2CO3和Na2SiO3的混合物；

猜想③：可能是NaOH、Na2CO3和Na2SiO3的混合物。

【實驗操作及現(xiàn)象】亮亮根據(jù)物質(zhì)的化學性質(zhì)，設計實驗方案并進行了如下實驗：

步驟①：取少量白色固體于試管中，加水充分溶解，向溶液中滴加稀鹽酸至過量，觀察到有氣泡冒出且產(chǎn)生白色沉淀。

步驟②：另取少量白色固體于試管中，加水充分溶解，向其中加入氯化鈣溶液，有白色沉淀產(chǎn)生；靜置后取少量上層清液于另一支試管中，向試管中滴加2滴～3滴無色酚酞溶液，觀察到溶液變紅。

【結(jié)論及解釋】由步驟①得出猜想①不成立，加過量稀鹽酸產(chǎn)生氣泡，說明白色固體中一定含有碳酸鈉，因為Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑；加過量稀鹽酸產(chǎn)生白色沉淀，說明白色固體中一定含有硅酸鈉，因為Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓。由步驟②得出猜想③成立，加氯化鈣溶液產(chǎn)生白色沉淀，進一步說明白色固體中含有硅酸鈉和碳酸鈉，因為Na2CO3+Ca-Cl2=2NaCl+CaCO3↓ ，Na2SiO3+CaCl2=2NaCl+CaSiO3↓；滴加無色酚酞溶液，溶液變紅，說明白色固體中含有氫氧化鈉。

【反思與評價】臻臻認為亮亮做的步驟②不嚴謹，如果加入的氯化鈣溶液不足量，則硅酸鈉和碳酸鈉其中之一或二者會有剩余，硅酸鈉和碳酸鈉溶液均顯堿性，均能使無色酚酞溶液變紅，所以無法說明白色固體中一定含有氫氧化鈉。亮亮覺得臻臻的說法有道理，于是重做步驟②，加入過量氯化鈣溶液，有白色沉淀產(chǎn)生；靜置后取少量上層清液于另一支試管中，向試管中滴加2滴～3滴無色酚酞溶液，觀察到溶液不變紅，于是得出結(jié)論：猜想②成立。

安安同學提出，步驟②中可以用氫氧化鈣溶液代替氯化鈣溶液，亮亮認為不可以，因為Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓，反應生成了氫氧化鈉，無法驗證白色固體中是否含有氫氧化鈉。

通過以上探究可知，氫氧化鈉溶液必須密封保存，且試劑瓶口只能塞橡皮塞，不能塞玻璃瓶塞。