Question

16．化学学习小组的同学们在探究氢氧化钠的性质时，将CO₂通入盛有氢氧化钠溶液的大试管中，如图所示，结果同学们没有观察到明显现象，于是他们展开了如下探究．
探究一：CO₂是否与氢氧化钠发生了化学反应？
为了证明CO₂与氢氧化钠的确发生了化学反应，你选择的物质是c、d、e（填写字母）．请任意选择一个能证明CO₂与氢氧化钠发生反应的化学方程式Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
a．无色酚酞溶液  　 b．硝酸钠溶液   　 c．硫酸
d．硝酸钡溶液      e．Ba（OH）₂溶液
探究二：反应后大试管中的溶液所含溶质的成分是什么？
【提出猜想】
佳佳认为溶质是Na₂CO₃，贝贝认为溶质是Na₂CO₃和NaOH．
写出CO₂与氢氧化钠反应的化学方程式2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
【实验验证】
佳佳同学取实验后的溶液滴加酚酞溶液，观察到无色酚酞溶液变红色，则证明自己的猜想正确．该实验设计是否合理不合理，其理由是含有碳酸钠的溶液和含有氢氧化钠的溶液均显碱性，都能使无色酚酞溶液变红；
贝贝为了验证自己的猜想，进行了如下实验，请你补充完整．

实验操作	实验现象	实验结论
①取一定量大试管中的溶液于试管中，加入足量CaCl2溶液，过滤 ②向滤液滴加适量无色酚酞试液	①产生白色沉淀 ②溶液变红	贝贝的猜想成立

【实验反思】
①要除去氢氧化钠中含有的碳酸钠，所用的方法（用化学方程式表示）Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．
②同学们联想到了氢氧化钠与稀硫酸发生中和反应也观察不到明显现象，为了确定其反应是否反生，有同学设计了如下的实验方案：先用pH试纸测定氢氧化钠溶液的pH，然后向其中滴加稀硫酸，边滴加边测定混合溶液的pH．请你分析上述方案中，只强调pH变小为什么要“当测定pH小于或等于7”才可证明发生了反应，其原因是稀硫酸中的水会稀释氢氧化钠，使ph值变小．当ph值小于等于7时，说明氢氧化钠消耗完毕，则说明氢氧化钠和稀硫酸反应．

Answer 1

分析 探究一：据氢氧化钠变质会变成碳酸钠，碳酸钠与盐酸反应会产生二氧化碳气体分析；
探究二：【实验验证】根据含有碳酸钠的溶液和含有氢氧化钠的溶液均显碱性，都能使无色酚酞溶液变红来分析佳佳同学的猜想是否合理；既然贝贝的猜想正确，说明溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠；溶液中加入足量氯化钙溶液后，其中的碳酸钠与氯化钙反应产生了碳酸钙沉淀和氯化钠，过滤后再滴加酚酞，由于存在氢氧化钠，溶液会变成红色；
【实验反思】①根据除去杂质的同时而不增加新杂质的原则完成解答；②根据硫酸和氢氧化钠溶液的pH值来完成解答；

解答 解：探究一：由题意知，氢氧化钠已变质，氢氧化钠变质会变成碳酸钠，碳酸钠与硫酸反应会产生二氧化碳气体，碳酸钠与硝酸钡溶液反应会产生碳酸钡沉淀，碳酸钠与Ba（OH）₂溶液反应也会产生碳酸钡沉淀，故为了证明CO₂与氢氧化钠的确发生了化学反应，选择的物质的字母代号是c、d、e；
探究二：【实验验证】因为含有碳酸钠的溶液和含有氢氧化钠的溶液均显碱性，都能使无色酚酞溶液变红，佳佳同学的猜想不正确，证明自己的猜想正确的实验设计不合理；既然贝贝的猜想正确，说明溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠；溶液中加入足量氯化钙溶液后，其中的碳酸钠与氯化钙反应产生了碳酸钙沉淀和氯化钠，过滤后再滴加酚酞，由于存在氢氧化钠，溶液会变成红色；
【实验反思】①要除去氢氧化钠中含有的碳酸钠，可用加入氢氧化钙的方法（用化学方程式表示）：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
②稀硫酸中的水会稀释氢氧化钠，使ph值变小．当ph值小于等于7时，说明氢氧化钠消耗完毕，则 说明氢氧化钠和稀硫酸反应；
故答案为：探究一：c、d、e；
化学方程式Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂；
探究二：化学方程式：
2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
【实验验证】不合理；含有碳酸钠的溶液和含有氢氧化钠的溶液均显碱性，都能使无色酚酞溶液变红；

实验步骤	实验现象	实验 结论
①   CaCl2 ②无色酚酞溶液	① 白色沉淀 产生 ②  溶液变红

①Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；②稀硫酸中的水会稀释氢氧化钠，使ph值变小．当ph值小于等于7时，说明氢氧化钠消耗完毕，则 说明氢氧化钠和稀硫酸反应．

点评 此题在以往对中和反应探究考查的基础上又有所拓展，从定量研究的角度对同学们提出了要求．很多同学由于基础知识掌握不牢固，心理素质较差，缺乏分析推理和实验探究能力而不能顺利解答此类综合性问题．