Question

12．某校興趣小組同學準備進行常見酸、堿、鹽的性質實驗時，發現實驗臺上擺放的藥品中（如圖1），有一裝溶液的試劑瓶未蓋瓶蓋且標簽破損，于是決定對這瓶溶液進行實驗探究：
【提出問題】這瓶溶液是什么溶液？
【獲得信息】實驗中用到含有鈉元素的物質是氯化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉
【提出猜想】這瓶溶液原來是：
猜想一：氯化鈉溶液；猜想二：氫氧化鈉溶液；猜想三：碳酸鈉溶液．
【實驗推斷】
①甲取樣滴加無色酚酞試液，溶液呈紅色，得出結論：該溶液不可能是氯化鈉溶液溶液，理由是氯化鈉溶液呈中性，不能使酚酞試液變色；
②乙另取樣滴加稀鹽酸有氣泡產生，乙得出結論：該溶液原來是碳酸鈉溶液．
③丙認為乙的結論不完全正確，理由是露置于空氣中的NaOH溶液與空氣中的CO₂反應也生成碳酸鈉．小組同學討論后一致認為還需要進行如下實驗：
【繼續探究】
④另取樣加入過量的氯化鈣溶液，觀察到有白色沉淀產生，設計這一步驟的目的是完全除去溶液中的CO₃^2-，避免其對OH^-檢驗造成干擾；靜置后，取上層清液，滴入酚酞試液，溶液呈紅色．
【得出結論】⑤這瓶溶液原來是NaOH溶液．
【拓展遷移】⑥氫氧化鈉溶液與鹽酸發生中和反應，恰好完全反應的微觀過程如圖2所示，反應的實質表達式為：H⁺+OH^-=H₂O，則反應后溶液中存在的陰、陽離子是Cl^-、Na⁺（填離子符號）．請寫出【繼續探究】實驗中加氯化鈣溶液反應的實質表達式：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓（仿照上例，用離子符號表示）．

Answer 1

分析 1、解答本題首先分析實驗目的，實驗目的是對敞口放置在空氣中的某鈉的化合物進行探究．
2、其次要認真分析假設中氯化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉的化學性質，結合實驗現象進行綜合分析．
3、最后在完成解答時要針對具體的知識點的答題要求進行，避免出現知識性錯誤．
4、可通過滴加酚酞來證明氯化鈉的存在與否，加鹽酸出現氣體，不能證明就是碳酸鈉，因為題意中是敞口容器，若是氫氧化鈉可能變質生成部分碳酸鈉．

解答 解：【實驗推斷】
①氫氧化鈉和碳酸鈉溶液都呈堿性與酚酞變紅色，氯化鈉溶液呈中性．
②若有碳酸鈉存在，滴加鹽酸，發生反應Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，有氣泡產生；
③因為該試劑是敞口放置于空氣中，若是氫氧化鈉可能會和空氣中二氧化碳反應變質生成部分碳酸鈉．
【繼續探究】要證明原來是氫氧化鈉，可先加過量氯化鋇或氯化鈣溶液溶液除盡碳酸根，再用酚酞檢驗氫氧化鈉的存在．
【得出結論】⑤因為碳酸根變為碳酸鈣沉淀，滴加酚酞變紅色，證明氫氧根的存在，即氫氧化鈉的存在．
【拓展遷移】通過觀察反應的微觀過程圖，可以看出反應后溶液的陰陽離子為Cl^-、Na⁺；
【繼續探究】氯化鈣和碳酸鈉溶液反應前存在的Ca²⁺、CO₃^2-、Cl^-、Na⁺；反應后碳酸鈣是沉淀，還有離子Cl^-、Na⁺；所以反應的實質是Ca²⁺和CO₃²反應生成碳酸鈣沉淀，即Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓
故答案為：
【實驗推斷】
①氯化鈉溶液；氯化鈉溶液呈中性，不能使酚酞試液變色．
②氣泡；
③露置于空氣中的NaOH溶液與空氣中的CO₂反應也生成碳酸鈉．
【繼續探究】
④白色沉淀；完全除去溶液中的CO₃^2-，避免其對OH^-檢驗造成干擾．
【得出結論】⑤NaOH溶液（填變質的NaOH溶液也可）
【拓展遷移】⑥Cl^-、Na⁺；
【繼續探究】Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓

點評 本題是缺失標簽的實驗探究題，相當于物質鑒別題，在鑒別幾種物質時要從物質的不同性質入手，但試題涉及知識點多，要加強知識的全面性和系統性．