Question

13．已知CO₂通入澄清石灰水中，溶液變渾濁，繼續通CO₂氣體由渾濁又變澄清，CaCO₃+H₂O+CO₂═Ca（HCO₃）₂，由此某化學興趣小組欲探究CO₂與NaOH溶液反應后的溶質組成．
【提出問題】CO₂與NaOH溶液反應后的溶質組成
【查閱資料】①、NaHCO₃+NaOH═Na₂CO₃+H₂O
②、鹽酸滴入碳酸鈉溶液中，實際反應分兩步進行
第一步反應：Na₂CO₃+HCl═NaCl+NaHCO₃
第二步反應：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑
【提出猜想】猜想1：溶質為Na₂CO₃
猜想2：溶質為Na₂CO₃和NaOH（填化學式，以下同）
猜想3：溶質為NaHCO₃和Na₂CO₃
猜想4：溶質為NaHCO₃
【實驗方案】Ⅰ甲組同學為確定CO₂與NaOH溶液反應后所得溶液中溶質組成，設計如下實驗方案．
（1）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，過濾后向溶液中加入足量的稀鹽酸無氣泡產生，則溶質為Na₂CO₃或Na₂CO₃和NaOH．
（2）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若無白色沉淀生成，溶液中加入足量的稀鹽酸有氣泡產生，則溶質為NaHCO₃．
（3）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，過濾后向溶液中加入足量的稀鹽酸有氣泡產生，則溶質為NaHCO₃和Na₂CO₃．
Ⅱ乙組同學根據甲組同學的猜想，通過定量分析繪制出向所得溶液中逐滴加入稀鹽酸的質量與生成二氧化碳的質量關系示意圖，請根據圖象確定溶質成分．

Answer 1

分析 【查閱資料】根據CO₂通入澄清石灰水中，溶液變渾濁，繼續通CO₂氣體由渾濁又變澄清，CaCO₃+H₂O+CO₂=Ca（HCO₃）₂，進行類比分析；
【實驗方案】根據CaCO₃為白色沉淀，Ca（HCO₃）₂可溶，碳酸鹽和碳酸氫鹽都可以與稀鹽酸反應生成二氧化碳氣體分析；

解答 解：【查閱資料】CO₂與NaOH溶液反應可能為①二氧化碳不足，反應后的溶質組成為Na₂CO₃和剩余的NaOH；②CO₂與NaOH溶液反應生成Na₂CO₃，反應后的溶質組成為Na₂CO₃；③二氧化碳稍過量，由于部分Na₂CO₃反應生成NaHCO₃，反應后的溶質組成為NaHCO₃和Na₂CO₃；④二氧化碳過量，由于全部Na₂CO₃反應生成NaHCO₃，反應后的溶質組成為NaHCO₃；
【實驗方案】（1）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，說明溶液中含有Na₂CO₃，并且已經被除盡；過濾后向溶液中加入足量的稀鹽酸無氣泡產生，說明沒有NaHCO₃；則溶質為Na₂CO₃或Na₂CO₃和NaOH；
（2）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若沒有白色沉淀生成，說明溶液中沒有Na₂CO₃，并且已經被除盡；過濾后向溶液中加入足量的稀鹽酸有氣泡產生，說明有NaHCO₃；則溶質為NaHCO₃；
（3）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，說明溶液中含有Na₂CO₃，并且已經被除盡；過濾后向溶液中加入足量的稀鹽酸有氣泡產生，說明有NaHCO₃；則溶質為NaHCO₃和Na₂CO₃；
Ⅱ根據鹽酸滴入碳酸鈉溶液中，實際反應分兩步進行：第一步反應：Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃；第二步反應：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑；
B圖可以看到隨著加入鹽酸立即又氣體產生，說明溶質為NaHCO₃；
C圖對比A圖來看，比只有Na₂CO₃時多消耗了一些鹽酸才有氣體產生，說明溶質除了Na₂CO₃外還有NaOH；
D圖對比A圖來看，比只有Na₂CO₃時生成氣體時多消耗了一些鹽酸，說明溶質除了Na₂CO₃外還有NaHCO₃；
故答案為：【查閱資料】；Na₂CO₃和NaOH；NaHCO₃和Na₂CO₃；NaHCO₃；
【實驗方案】（1）Na₂CO₃或Na₂CO₃和NaOH；（2）NaHCO₃；（3）NaHCO₃和Na₂CO₃；
B、NaHCO₃；C、Na₂CO₃和NaOH；D、Na₂CO₃和NaHCO₃．

點評 本題為未知物的推斷，主要考查了未知物的檢驗方法，題目難度較大，明確常見物質的化學性質及檢驗方法是解題關鍵．