Question

12．化学学习小组的同学们在探究氢氧化钠的性质时，将二氧化碳通入盛有氢氧化钠溶液的大试管中，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．
探究一：二氧化碳是否与氢氧化钠发生了化学反应？
同学们取少量大试管中的液体于另一支试管中，
（1）滴加，观察到有气泡冒出  证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应．
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
【实验验证】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，加入足量氯化钙；溶液，过滤 ②向滤液滴加适量酚酞．	①白色沉淀产生，②溶液变红色	贝贝的猜想成立

【实验反思】写出CO₂与氢氧化钠反应的化学方程式：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
操作①中加入足量该溶液的目的是除去碳酸钠，防止碳酸根离子对氢氧根离子验证的干扰．
【实验拓展】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，边滴边测定混合溶液的pH．请你分析上述方案中，为什么要“当测定pH小于或等于7，”才可证明发生反应了，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．
除了测溶液的pH，更简便的方法是预先向氢氧化钠溶液中滴加酚酞试液，实验现象是溶液红色变为无色．

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】①CO₂与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，加入足量氯化钙溶液要除去碳酸钠；②根据硫酸和氢氧化钠溶液的pH值来完成解答；根据反应时溶液的酸碱性变化等设计实验．

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，碳酸钠与盐酸反应会产生二氧化碳气体，故滴加足量的稀盐酸，观察到有气泡冒出；故填：稀盐酸；
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，所以要证明氢氧化钠先要除去碳酸钠，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；故答案为：氯化钙；①白色沉淀 产生，②溶液变红色；
【实验反思】①CO₂与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；加入足量氯化钙溶液要除去碳酸钠，防止碳酸根离子对氢氧根离子验证的干扰，故填：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；除去碳酸钠，防止碳酸根离子对氢氧根离子验证的干扰；
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；由于酚酞试液遇到碱性溶液会变成红色，而在中性或酸性溶液中表现为无色，因此可以利用酚酞试液来证明二者的反应或酸碱中和反应会放热，利用温度计测定反应前后溶液温度的变化也能说明酸碱反应；故答案为：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；酚酞试液；溶液红色变为无色；（或石蕊试液；溶液蓝色变为紫色）

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．