Question

纯碱、烧碱等是重要的化工原料．
（1）利用如图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应：将A与B连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的实验现象是______，反应的离子方程式是______．
（2）向100mL2mol/L的NaOH 溶液中通入一定量CO₂，充分反应后将溶液在一定条件下蒸发结晶，得到少量的白色固体．试设计实验确认该白色固体的成分．
①提出合理假设．
假设1：该白色固体为NaOH和Na₂CO₃；
假设2：该白色固体为只有Na₂CO₃；
假设3：该白色固体为只有NaHCO₃；
假设4：该白色固体为______．
②基于假设1，设计实验方案进行实验证明固体的成分是NaOH和Na₂CO₃．请在答题卡上写出实验步骤及预期现象和结论．（步骤可不填满也可增加）
限选实验试剂及仪器：1moL?L^-1HCl溶液、1mol?L^-1 MgCl₂溶液、0.5moL?L^-1BaCl₂溶液、1mol?L^-1 Ba（OH）₂溶液、甲基橙试液、酚酞试液、试管、胶头滴管、过滤装置．

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：______	______
步骤2：______	______
步骤3：______	______

Answer 1

解：（1）二氧化碳与烧碱溶液发生了反应，引起压强减小，导致水沿导管由广口瓶进入烧瓶，反应的离子方程式为
2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O（或OH^-+CO₂=HCO₃^-），
故答案为：水沿导管由广口瓶进入烧瓶（或：水倒吸进入烧瓶）；2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O（或OH^-+CO₂=HCO₃^-）；
（2）NaOH与CO₂反应可生成Na₂CO₃或NaHCO₃，结晶的固体可能为NaOH和Na₂CO₃、Na₂CO₃、NaHCO₃、Na₂CO₃ 和NaHCO₃，要验证NaOH和Na₂CO₃同时存在，根据题中所给试剂，要首先利用中性溶液BaCl₂检验出碳酸钠，并将碳酸根离子全部沉淀，再通过检验溶于的pH来确定是否含有NaOH，
故答案为：Na₂CO₃ 和NaHCO₃；

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取少量白色固体于试管中，加适量水溶解，再加0.5moL?L-1BaCl2溶液至过量．	产生白色沉淀，说明固体中含有Na2CO3．
步骤2：过滤，取少量滤液（或：静置，用胶头滴管取上层清液少许）于试管中，再向试管中滴加1～2滴酚酞试液．	溶液变红色，说明固体中含有NaOH．

分析：（1）CO₂与NaOH反应生成Na₂CO₃，烧瓶内压强减小；
（2）要验证NaOH和Na₂CO₃同时存在，根据题中所给试剂，要首先利用中性溶液BaCl₂检验出碳酸钠，并将碳酸根离子全部沉淀，再通过检验溶于的pH来确定是否含有NaOH．
点评：本题考查较为综合，以物质的制备实验为载体，综合考查实验的设计、物质的分离、提纯等知识，注意根据物质的性质设计实验方案，题目难度中等．