試劑瓶口的變故

臻臻到實(shí)驗(yàn)室里為化學(xué)興趣小組的同學(xué)準(zhǔn)備探究實(shí)驗(yàn)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(xué)很好奇，決定跟化學(xué)興趣小組的同學(xué)一起探個(gè)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(yīng)，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(yīng)，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(qiáng)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(qiáng)酸（如鹽酸等）發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，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(yīng)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(shè)】根據(jù)已有知識(shí)及所查資料，臻臻對(duì)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(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象】亮亮根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

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?yàn)镹a2CO3+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?yàn)镹a2SiO3+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(jìn)一步說明白色固體中含有硅酸鈉和碳酸鈉，因?yàn)镹a2CO3+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(píng)價(jià)】臻臻認(rèn)為亮亮做的步驟②不嚴(yán)謹(jǐn)，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(huì)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(xué)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(rèn)為不可以，因?yàn)镹a2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓，反應(yīng)生成了氫氧化鈉，無法驗(yàn)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。