Question

4．学校小组的同学在实验室中进行探究实验，请你参与进来：

图1实验中，通过甲中红色溶液变成无色的现象，证明了稀盐酸和氢氧化钙发生了反应．
向乙中滴加稀盐酸一段时间后，溶液的盐酸一直没有发生变化，却出现了气泡．产生上述现象的原因是氢氧化钠在空气中与二氧化碳反应变质生成可溶性的碳酸钠且氢氧化钠剩余，氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液均显碱性，加入稀盐酸时，氢氧化钠先与盐酸反应，生成氯化钠和水．氢氧化钠被盐酸耗尽后，盐酸再与碳酸钠反应，生成二氧化碳气体；
【继续实验】将两支试管的废液混合在同一烧杯中，出现了图2的现象，同学们对废液中的离子成分展开探究：
【提出问题】废液中含有哪些离子？
【猜想与假设】甲的猜想：Na⁺、Cl^-、CO₃^2-
乙的猜想：Na⁺、Cl^-、Ca²⁺
你的猜想：Na⁺、Cl^-、Ca²⁺、H⁺
上述猜想中，错误的是甲的猜想，理由是最终得到无色溶液，说明甲中生成的氯化钙未与乙中的碳酸钠反应，即钙离子一定存在于溶液中，碳酸根离子一定不能存在于溶液中；
【实验探究】取无色溶液少量于试管中，滴加紫色石蕊溶液，出现紫色溶液变成红色，证明“你的猜想”成立．
【归纳与总结】通过上述实验我们能够总结出：在确定化学反应后所得溶液中的离子成分时，只需探究可能存在的离子是都存在就可以确定溶液中的离子成分．

Answer 1

分析 根据已有的知识进行分析，氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液都显碱性，氢氧化钠易吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钠，盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水、盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳；盐酸能使紫色石蕊试液变红．

解答 解：图1实验中，通过甲中红色溶液变成无色溶液，证明了稀盐酸和氢氧化钙发生了反应．
氢氧化钠在空气中与二氧化碳反应变质生成可溶性的碳酸钠且氢氧化钠剩余，氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液均显碱性，加入稀盐酸时，氢氧化钠先与盐酸反应，生成氯化钠和水．氢氧化钠被盐酸耗尽后，盐酸再与碳酸钠反应，生成二氧化碳气体，且反应后碳酸钠剩余；
【猜想与假设】最终得到无色溶液，说明甲中生成的氯化钙未与乙中的碳酸钠反应，即钙离子一定存在于溶液中，碳酸根离子一定不能存在于溶液中．若盐酸过量，则溶液中还有氢离子，所以我的猜想是溶液中有Na⁺、Cl^-、Ca²⁺、H⁺；甲的猜想是错误；
【实验探究】取无色溶液少量于试管中，滴加紫色石蕊溶液，出现紫色溶液变成红色，证明“你的猜想”成立．
故填：甲中红色溶液变成无色；氢氧化钠在空气中与二氧化碳反应变质生成可溶性的碳酸钠且氢氧化钠剩余，氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液均显碱性，加入稀盐酸时，氢氧化钠先与盐酸反应，生成氯化钠和水．氢氧化钠被盐酸耗尽后，盐酸再与碳酸钠反应，生成二氧化碳气体；Na⁺、Cl^-、Ca²⁺、H⁺；甲；最终得到无色溶液，说明甲中生成的氯化钙未与乙中的碳酸钠反应，即钙离子一定存在于溶液中，碳酸根离子一定不能存在于溶液中；紫色石蕊；紫色溶液变成红色．

点评 此题难度较大，本题考查了酸碱中和反应以及实验设计的能力．设计实验时，可以从反应后的产物和其有关的性质着手．