Question

15．某实验小组的同学要探究酸碱盐中碳酸钠的化学性质，设计了如下实验装置及方案：

实验装置	实验步骤及操作	实验现象
	①将注射器2中的溶液推入盛有稀盐酸的瓶中，至不再有气泡产生．	气球变瘪
	②将注射器3稍稍向外拉	澄清石灰水变浑浊
	③将注射器1中的溶液推入瓶中	气球鼓起
	④将注射器4稍稍向外拉	无明显现象
	⑤将注射器4中的溶液推入瓶中	产生白色沉淀

（一）（1）步骤①中气球变瘪的原因碳酸钠与稀盐酸反应生成CO₂，内部压强大于大气压；
（2）步骤①、②可得出碳酸钠具有与盐酸反应生成CO₂的性质；
（3）步骤④的操作是将注射器4稍稍向外拉，其目的是证明CO₂完全被吸收；
（4）步骤⑤中发生反应的化学方程式Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
（5）步骤③④⑤可得出碳酸钠具有与含Ca²⁺的溶液反应生成白色沉淀的性质；
（二）上述实验结束后，实验小组的同学又对瓶内溶液的成分十分好奇，进行了探究：
（1）【提出猜想】通过分析，一致认为瓶内溶液的溶质中一定含有NaOH和NaCl，可能含有氢氧化钙或Na₂CO₃．
（2）【实验验证】设计实验方案确定溶液中溶质的组成．

实验操作	实验现象	实验结论
分别取少量溶液于A、B两支试管中，A中 加入CaCl2溶液，B中加入Na2CO3溶液	A中产生白色沉淀，B中没有沉淀	瓶内溶液中溶质的成分为NaOH、NaCl和Na2CO3

（3）【反思与交流】根据所学化学知识，除了以上方案外，下列哪些物质可以代替试管B中加入的Na₂CO₃溶液完成该实验？ae（填序号）
a．K₂CO₃     b．BaCO₃     c．CO₂     d．无色酚酞    e．CuSO₄．

Answer 1

分析 （一）（1）根据氢氧化钠与二氧化碳反应，使瓶内气压减小考虑；
（2）据二氧化碳的产生和检验方法考虑；
（3）为了验证二氧化碳是否被全部吸收，所以向外拉注射器3（或充分振荡），即可；
（4）根据方程式的书写方法进行书写；
（5）据碳酸钠含有碳酸根，据碳酸根的性质分析；
（二）（1）据瓶中发生的化学反应判断溶质的组成；
（2）据反应现象判断生成物；
（3）据加入碳酸钠的目的是检验氢氧化钙的存在分析；

解答 解：（1）NaOH溶液吸收CO₂装置内压强变小，在外界大气压的作用下气球鼓起；
（2）步骤①说明了碳酸钠与盐酸反应能够产生气体；②说明该气体是二氧化碳，故两步共同说明了
碳酸钠具有 与盐酸反应生成CO₂   的性质；
（3）向外拉注射器3（或充分振荡），如果无任何现象，证明步骤1中装置内的CO₂已被完全吸收；
（4）氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，碳酸钙后面标上沉淀符号，所以化学方程式是：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH
（5）步骤③氢氧化钠与二氧化碳反应产生了碳酸钠；步骤④的目的是验证二氧化碳已全部反应掉；步骤⑤是澄清的石灰水与碳酸钠反应产生了碳酸钙沉淀和氢氧化钠，由此三步可得出碳酸钠具有与含Ca²⁺的溶液反应生成白色沉淀的性质；
（二）（1）瓶中所发生反应的化学方程式为：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH，由此可知溶质一定有氯化钠和氢氧化钠，由步骤①中不再产生气泡可知，盐酸不会有剩余，碳酸钠或氢氧化钙可能有剩余，溶液的溶质中一定含有NaOH和NaCl，可能含有氢氧化钙或
Na₂CO₃．
（2）由A中产生白色沉淀，说明一定有碳酸钠存在；B中没有沉淀，说明无氢氧化钙存在，故瓶内溶液中溶质的成分为NaOH、NaCl和Na₂CO₃；
（3）加入碳酸钠的目的是检验氢氧化钙的存在，能起到这一作用的是碳酸钾和二氧化碳，二者都可与与氢氧化钙反应产生白色沉淀．
故答案为：（一）（1）碳酸钠与稀盐酸反应生成CO₂，内部压强大于大气压；
（2）与盐酸反应生成CO₂；
（3）将注射器4稍稍向外拉，证明CO₂完全被吸收；
（4）Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
（5）与含Ca²⁺的溶液反应生成白色沉淀，
（二）（1）NaOH和NaCl，Na₂CO₃．
（2）【实验验证】

实验操作	实验现象	实验结论
		NaOH、NaCl 和 Na2CO3

（3）ac

点评 解答本题关键是要知道氢氧化钠与二氧化碳反应后，使瓶内压强减小，熟悉方程式的书写方法．