Question

17．成功体验：某校兴趣小组同学准备进行常见酸、碱、盐的性质实验时，发现实验台上摆放的药品中（如下图），有一装溶液的试剂瓶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】
①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
②碳酸钠溶于水显碱性
【提出猜想】这瓶溶液是：猜想一：氯化钠溶液；
猜想二：氢氧化钠溶液；
猜想三：碳酸钠溶液．
【实验推断】
（1）小丽取样滴加无色酚酞试液，溶液呈红色，得出结论：该溶液不可能是氯化钠溶液，理由是氯化钠溶液呈中性；
（2）小刚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↑，小刚得出结论：该溶液是碳酸钠溶液．
（3）小青认为小刚的结论不完全正确，理由是露置于空气中的氢氧化钠溶液能够与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠．
小组同学讨论后一致认为还需要进行如下实验：
【继续探究】
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碳酸钠，避免其对氢氧化钠检验造成干扰；静置后，取上层清液，滴入酚酞试液，溶液呈红色．
【实验结论】这瓶溶液是氢氧化钠溶液．
【探究启示】实验取完药品后应立即盖好瓶塞．
【拓展迁移】
若该溶液与盐酸发生中和反应，恰好完全反应的微观过程如下图所示，反应的实质表达式为：H⁺+OH^-→H₂O，则反应后溶液中存在的阴、阳离子是Cl^-、Na⁺（填符号）；
 
【继续探究】
请写出实验中加CaCl₂溶液反应的实质表达式CO₃^2-+Ca²⁺→CaCO₃↓（用化学符号表示）．

Answer 1

分析 【实验推断】
显碱性的溶液能使酚酞试液变红色；
碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳；
氢氧化钠能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水；
【继续探究】
碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠；
氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色；
【探究启示】
对于能和空气中的物质发生化学反应的试剂，取用后应该立即塞紧瓶塞；
【拓展迁移】
氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水．

解答 解：【实验推断】
（1）取样滴加无色酚酞试液，溶液呈红色，该溶液不可能是氯化钠溶液，理由是氯化钠溶液呈中性．
故填：氯化钠；氯化钠溶液呈中性．
（2）另取样滴加稀盐酸有气泡产生，说明溶液中含有碳酸钠，碳酸钠和稀盐酸反应的化学方程式为：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
故填：气泡；Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
（3）小青认为小刚的结论不完全正确，理由是露置于空气中的氢氧化钠溶液能够与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠．
故填：露置于空气中的氢氧化钠溶液能够与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠．
【继续探究】
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碳酸钠，避免其对氢氧化钠检验造成干扰；
静置后，取上层清液，滴入酚酞试液，溶液呈红色．
故填：白色沉淀；完全除去溶液中的碳酸钠，避免其对氢氧化钠检验造成干扰．
【实验结论】
因为加入过量的CaCl₂溶液后，静置后，取上层清液，滴入酚酞试液，溶液呈红色，说明溶液中含有氢氧化钠，进一步说明这瓶溶液是氢氧化钠溶液．
故填：氢氧化钠溶液．
【探究启示】
实验取完药品后应立即盖好瓶塞．
故填：立即盖好瓶塞．
【拓展迁移】
若该溶液与盐酸发生中和反应，恰好完全反应的微观过程如下图所示，则反应后溶液中存在的阴、阳离子是Cl^-、Na⁺．
故填：Cl^-、Na⁺．
【继续探究】
实验中加CaCl₂溶液反应的实质表达式为：CO₃^2-+Ca²⁺→CaCO₃↓．
故填：CO₃^2-+Ca²⁺→CaCO₃↓．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．