Question

15．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)要探究酸堿鹽中碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置及方案：

實(shí)驗(yàn)裝置	實(shí)驗(yàn)步驟及操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
	①將注射器2中的溶液推入盛有稀鹽酸的瓶中，至不再有氣泡產(chǎn)生．	氣球變癟
	②將注射器3稍稍向外拉	澄清石灰水變渾濁
	③將注射器1中的溶液推入瓶中	氣球鼓起
	④將注射器4稍稍向外拉	無(wú)明顯現(xiàn)象
	⑤將注射器4中的溶液推入瓶中	產(chǎn)生白色沉淀

（一）（1）步驟①中氣球變癟的原因碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)生成CO₂，內(nèi)部壓強(qiáng)大于大氣壓；
（2）步驟①、②可得出碳酸鈉具有與鹽酸反應(yīng)生成CO₂的性質(zhì)；
（3）步驟④的操作是將注射器4稍稍向外拉，其目的是證明CO₂完全被吸收；
（4）步驟⑤中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
（5）步驟③④⑤可得出碳酸鈉具有與含Ca²⁺的溶液反應(yīng)生成白色沉淀的性質(zhì)；
（二）上述實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)又對(duì)瓶?jī)?nèi)溶液的成分十分好奇，進(jìn)行了探究：
（1）【提出猜想】通過(guò)分析，一致認(rèn)為瓶?jī)?nèi)溶液的溶質(zhì)中一定含有NaOH和NaCl，可能含有氫氧化鈣或Na₂CO₃．
（2）【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案確定溶液中溶質(zhì)的組成．

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
分別取少量溶液于A、B兩支試管中，A中 加入CaCl2溶液，B中加入Na2CO3溶液	A中產(chǎn)生白色沉淀，B中沒有沉淀	瓶?jī)?nèi)溶液中溶質(zhì)的成分為NaOH、NaCl和Na2CO3

（3）【反思與交流】根據(jù)所學(xué)化學(xué)知識(shí)，除了以上方案外，下列哪些物質(zhì)可以代替試管B中加入的Na₂CO₃溶液完成該實(shí)驗(yàn)？ae（填序號(hào)）
a．K₂CO₃     b．BaCO₃     c．CO₂     d．無(wú)色酚酞    e．CuSO₄．

Answer 1

分析 （一）（1）根據(jù)氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)，使瓶?jī)?nèi)氣壓減小考慮；
（2）據(jù)二氧化碳的產(chǎn)生和檢驗(yàn)方法考慮；
（3）為了驗(yàn)證二氧化碳是否被全部吸收，所以向外拉注射器3（或充分振蕩），即可；
（4）根據(jù)方程式的書寫方法進(jìn)行書寫；
（5）據(jù)碳酸鈉含有碳酸根，據(jù)碳酸根的性質(zhì)分析；
（二）（1）據(jù)瓶中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)判斷溶質(zhì)的組成；
（2）據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象判斷生成物；
（3）據(jù)加入碳酸鈉的目的是檢驗(yàn)氫氧化鈣的存在分析；

解答 解：（1）NaOH溶液吸收CO₂裝置內(nèi)壓強(qiáng)變小，在外界大氣壓的作用下氣球鼓起；
（2）步驟①說(shuō)明了碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)能夠產(chǎn)生氣體；②說(shuō)明該氣體是二氧化碳，故兩步共同說(shuō)明了
碳酸鈉具有 與鹽酸反應(yīng)生成CO₂   的性質(zhì)；
（3）向外拉注射器3（或充分振蕩），如果無(wú)任何現(xiàn)象，證明步驟1中裝置內(nèi)的CO₂已被完全吸收；
（4）氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，碳酸鈣后面標(biāo)上沉淀符號(hào)，所以化學(xué)方程式是：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH
（5）步驟③氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生了碳酸鈉；步驟④的目的是驗(yàn)證二氧化碳已全部反應(yīng)掉；步驟⑤是澄清的石灰水與碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生了碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，由此三步可得出碳酸鈉具有與含Ca²⁺的溶液反應(yīng)生成白色沉淀的性質(zhì)；
（二）（1）瓶中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH，由此可知溶質(zhì)一定有氯化鈉和氫氧化鈉，由步驟①中不再產(chǎn)生氣泡可知，鹽酸不會(huì)有剩余，碳酸鈉或氫氧化鈣可能有剩余，溶液的溶質(zhì)中一定含有NaOH和NaCl，可能含有氫氧化鈣或
Na₂CO₃．
（2）由A中產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明一定有碳酸鈉存在；B中沒有沉淀，說(shuō)明無(wú)氫氧化鈣存在，故瓶?jī)?nèi)溶液中溶質(zhì)的成分為NaOH、NaCl和Na₂CO₃；
（3）加入碳酸鈉的目的是檢驗(yàn)氫氧化鈣的存在，能起到這一作用的是碳酸鉀和二氧化碳，二者都可與與氫氧化鈣反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀．
故答案為：（一）（1）碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)生成CO₂，內(nèi)部壓強(qiáng)大于大氣壓；
（2）與鹽酸反應(yīng)生成CO₂；
（3）將注射器4稍稍向外拉，證明CO₂完全被吸收；
（4）Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
（5）與含Ca²⁺的溶液反應(yīng)生成白色沉淀，
（二）（1）NaOH和NaCl，Na₂CO₃．
（2）【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
		NaOH、NaCl 和 Na2CO3

（3）ac

點(diǎn)評(píng) 解答本題關(guān)鍵是要知道氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)后，使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，熟悉方程式的書寫方法．