Question

18．化学化学兴趣小组同学准备进行常见酸、碱、盐的性质实验时，发现试实验台上摆放的药品（如图甲），有一装溶液的试剂瓶为未盖瓶盖且标签破损，于是决定对这瓶溶液进行实验探究：

【提出问题】这瓶溶液是什么溶液？
【获得信息】酸、碱、盐的性质实验中用到含有钠元素的物质是氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠
【提出猜想】猜想这瓶溶液可能是：①氯化钠溶液；②氢氧化钠溶液；③碳酸钠溶液；
【实验推断】
（1）小红取样滴加酚酞试液，观察到溶液呈红色，得出结论：该溶液不可能是NaCl溶液．
（2）小兰另取样滴加稀盐酸有气泡产生，反应的化学方程式为Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，她得出结论：该溶液是碳酸钠溶液．
（3）小青认为小兰的结论不完全正确，理由是NaOH溶液变质后滴加稀盐酸也会产生气体小组同学讨论后一致认为还需进行如下实验：
【继续探究】小黄同学另取样加入过量的CaCl₂溶液，观察到有白色沉淀产生，设计这一步骤的目的是除去Na₂CO₃防止干扰，静置后，取上层清液，滴入酚酞试液，溶液呈红色．
【实验结论】这瓶溶液是NaOH和Na₂CO₃．
【拓展迁移】若氢氧化钠溶液与盐酸发生中和反应，恰好完全反应的微观过程如图乙所示，反应的“实质表达式”为：H⁺+OH^-=H₂O，反应后溶液中存在的阴、阳离子是Cl^-、Na⁺．
请写出小黄同学加入CaCl₂溶液时，反应的实质表达式：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓（用化学符号表示）．

Answer 1

分析 【实验推断】根据氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠三种溶液的酸碱性进行分析；
根据碳酸钠溶液与盐酸的反应进行分析；
【继续探究】根据碳酸钠和氯化钙反应结合碳酸钠和氢氧化钠的检验方法进行分析；
【实验结论】根据实验现象得出结论；
【拓展迁移】根据反应的微观示意图结合反应的实质分析．

解答 解：【实验推断】
（1）氢氧化钠和碳酸钠溶液都呈碱性能使酚酞试液变红色，氯化钠溶液呈中性，所以，小吴取样滴加无酚酞试液，溶液呈红色，得出结论：该溶液不可能是氯化钠溶液；故填：NaCl溶液呈中性，不能使无色酚酞试液变红；
（2）盐酸能与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，故会观察到有气体产生，故填：气体；Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）因为该试剂是敞口放置于空气中，若是氢氧化钠可能会和空气中二氧化碳反应变质生成部分碳酸钠，所以，青认为小刚的结论不完全正确，理由是露置于空气中的NaOH溶液与空气中的CO₂反应也生成碳酸钠；
【继续探究】要证明原来是氢氧化钠，可先加过量氯化钙溶液溶液除尽碳酸根，再用酚酞检验氢氧化钠的存在．所以，另取样加入过量的CaCl₂溶液，观察到有白色沉淀产生，设计这一步骤的目的是完全除去溶液中的CO₃^2-，避免其对OH^-检验造成干扰；静置后，取上层清液，滴入酚酞试液，溶液呈红色；【实验结论】因为滴加氯化钙有白色沉淀产生且滴加酚酞变红色，说明含有碳酸钠和氢氧化钠；故填：NaOH和Na₂CO₃；
【拓展迁移】通过观察反应的微观过程图，可以看出反应后溶液的阴阳离子为Cl^-、Na⁺；氯化钙和碳酸钠溶液反应前存在的Ca²⁺、CO₃^2-、Cl^-、Na⁺；反应后碳酸钙是沉淀，还有离子Cl^-、Na⁺；所以反应的实质是Ca²⁺和CO₃²反应生成碳酸钙沉淀，即Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓．
故填：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓．
答案：
（1）溶液呈红色；
（2）Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
 （3）NaOH溶液变质后滴加稀盐酸也会产生气体；   除去Na₂CO₃防止干扰；  NaOH和Na₂CO₃       Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓

点评 本题是缺失标签的实验探究题，相当于物质鉴别题，在鉴别几种物质时要从物质的不同性质入手，但试题涉及知识点多，要加强知识的全面性和系统性．