Question

15．某實驗小組的同學要探究酸堿鹽中碳酸鈉的化學性質，設計了如下實驗裝置及方案：

實驗裝置	實驗步驟及操作	實驗現象
	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	無明顯現象
	⑤將注射器4中的溶液推入瓶中	產生白色沉淀

（一）（1）步驟①中氣球變癟的原因碳酸鈉與稀鹽酸反應生成CO₂，內部壓強大于大氣壓；
（2）步驟①、②可得出碳酸鈉具有與鹽酸反應生成CO₂的性質；
（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中發生反應的化學方程式Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
（5）步驟③④⑤可得出碳酸鈉具有與含Ca²⁺的溶液反應生成白色沉淀的性質；
（二）上述實驗結束后，實驗小組的同學又對瓶內溶液的成分十分好奇，進行了探究：
（1）【提出猜想】通過分析，一致認為瓶內溶液的溶質中一定含有NaOH和NaCl，可能含有氫氧化鈣或Na₂CO₃．
（2）【實驗驗證】設計實驗方案確定溶液中溶質的組成．

實驗操作	實驗現象	實驗結論
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中產生白色沉淀，B中沒有沉淀	瓶內溶液中溶質的成分為NaOH、NaCl和Na2CO3

（3）【反思與交流】根據所學化學知識，除了以上方案外，下列哪些物質可以代替試管B中加入的Na₂CO₃溶液完成該實驗？ae（填序號）
a．K₂CO₃     b．BaCO₃     c．CO₂     d．無色酚酞    e．CuSO₄．

Answer 1

分析 （一）（1）根據氫氧化鈉與二氧化碳反應，使瓶內氣壓減小考慮；
（2）據二氧化碳的產生和檢驗方法考慮；
（3）為了驗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）根據方程式的書寫方法進行書寫；
（5）據碳酸鈉含有碳酸根，據碳酸根的性質分析；
（二）（1）據瓶中發生的化學反應判斷溶質的組成；
（2）據反應現象判斷生成物；
（3）據加入碳酸鈉的目的是檢驗氫氧化鈣的存在分析；

解答 解：（1）NaOH溶液吸收CO₂裝置內壓強變小，在外界大氣壓的作用下氣球鼓起；
（2）步驟①說明了碳酸鈉與鹽酸反應能夠產生氣體；②說明該氣體是二氧化碳，故兩步共同說明了
碳酸鈉具有 與鹽酸反應生成CO₂   的性質；
（3）向外拉注射器3（或充分振蕩），如果無任何現象，證明步驟1中裝置內的CO₂已被完全吸收；
（4）氫氧化鈣與碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，碳酸鈣后面標上沉淀符號，所以化學方程式是：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH
（5）步驟③氫氧化鈉與二氧化碳反應產生了碳酸鈉；步驟④的目的是驗證二氧化碳已全部反應掉；步驟⑤是澄清的石灰水與碳酸鈉反應產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⁺的溶液反應生成白色沉淀的性質；
（二）（1）瓶中所發生反應的化學方程式為：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH，由此可知溶質一定有氯化鈉和氫氧化鈉，由步驟①中不再產生氣泡可知，鹽酸不會有剩余，碳酸鈉或氫氧化鈣可能有剩余，溶液的溶質中一定含有NaOH和NaCl，可能含有氫氧化鈣或
Na₂CO₃．
（2）由A中產生白色沉淀，說明一定有碳酸鈉存在；B中沒有沉淀，說明無氫氧化鈣存在，故瓶內溶液中溶質的成分為NaOH、NaCl和Na₂CO₃；
（3）加入碳酸鈉的目的是檢驗氫氧化鈣的存在，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產生白色沉淀．
故答案為：（一）（1）碳酸鈉與稀鹽酸反應生成CO₂，內部壓強大于大氣壓；
（2）與鹽酸反應生成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⁺的溶液反應生成白色沉淀，
（二）（1）NaOH和NaCl，Na₂CO₃．
（2）【實驗驗證】

實驗操作	實驗現象	實驗結論
		NaOH、NaCl 和 Na2CO3

（3）ac

點評 解答本題關鍵是要知道氫氧化鈉與二氧化碳反應后，使瓶內壓強減小，熟悉方程式的書寫方法．