Question

15．某学习小组在探究碳酸钠的化学性质时，做了下图所示的三个实验．
（1）实验一：探究碳酸钠溶液的酸碱性．观察到试管中溶液变为红色，可得出的结论是碳酸钠溶液显碱性．
实验二：探究碳酸钠与稀盐酸的反应．试管中产生大量气泡，该反应的化学方程式为Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．
实验三：探究碳酸钠与氢氧化钙溶液的反应．试管中产生白色沉淀，该白色沉淀为碳酸钙或CaCO₃．
（2）小组同学将实验三试管内液体进行过滤，对滤液中溶质的成分展开了探究．请你一起参与．
【提出猜想】
猜想一：滤液中溶质是氢氧化钠；
猜想二：滤液中溶质是氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠；
猜想三：滤液中溶质是氢氧化钠、氢氧化钙；
猜想四：滤液中溶质是氢氧化钠、碳酸钠．
通过讨论，大家一致认为猜想二不成立，理由是氢氧化钙与碳酸钠能反应不能共存．
【实验验证】
小组同学通过以下实验验证了猜想三成立，请你完成实验报告．

实验步骤	实验现象	实验结论
取实验三少量滤液于试管 中，通入二氧化碳气体	产生白色沉淀	猜想三成立

（3）实验结束，小组同学对废液进行处理．将实验一、实验二的溶液倒入同一洁净的烧杯时，得到无
色溶液，则实验二试管中溶液含有的溶质为氯化钠、氯化氢（或NaCl、HCl）．

Answer 1

分析 （1）实验一：考虑碳酸钠溶液的显碱性．
实验二：考虑碳酸钠与稀盐酸的反应生成氯化钠、水、二氧化碳；
实验三：考虑碳酸钠与氢氧化钙的反应生成白色沉淀碳酸钙．
（2）考虑反应物、生成物，进行分析猜想四：滤液中溶质成分；
【讨论】考虑氢氧化钙与碳酸钠能反应．
【实验验证】考虑氢氧化钙溶液与二氧化碳反应生成碳酸钙白色沉淀；
（3）考虑实验一、实验二的溶液倒入同一洁净的烧杯时，反应物是否剩余，根据无色溶液，推测实验二试管中溶液含有的溶质．

解答 解：（1）实验一：因为碳酸钠溶液的显碱性，故滴加酚酞溶液，可观察到试管中溶液变为红色．
实验二：因为碳酸钠与稀盐酸的反应生成氯化钠、水、二氧化碳，故该反应的化学方程式为Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．
实验三：因为碳酸钠与氢氧化钙的反应生成碳酸钙，故该白色沉淀为碳酸钙或CaCO₃．
（2）【猜想】因为实验三试管内反应物为氢氧化钙和碳酸钠，二者反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤后，滤液中溶质的成分为：
如果氢氧化钙和碳酸钠恰好反应，则滤液中溶质是氢氧化钠；
如果氢氧化钙过量，则滤液中溶质是氢氧化钠、氢氧化钙；
如果碳酸钠过量，则滤液中溶质是氢氧化钠、碳酸钠．
【讨论】因为氢氧化钙与碳酸钠能反应不能共存，故大家一致认为猜想二不成立．
【实验验证】已知“猜想三：滤液中溶质是氢氧化钠、氢氧化钙”，取实验三少量滤液与试管中，通入二氧化碳气体，如果产生白色沉淀，则猜想三成立；
（3）实验结束，小组同学对废液进行处理，将实验一、实验二的溶液倒入同一洁净的烧杯时，得到无色溶液，则说明溶液显中性或酸性；则实验二试管中溶液含有的溶质为氯化钠、氯化氢（NaCl、HCl）．
故答案为：
（1）碳酸钠溶液显碱性； Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；碳酸钙或CaCO₃；
（2）氢氧化钠、碳酸钠； 氢氧化钙与碳酸钠能反应不能共存；产生白色沉淀；
（3）氯化钠、氯化氢（或NaCl、HCl）．

点评 本题为典型的实验探究中的实验分析题，只有熟练掌握所学知识才能明白实验的设计，才能顺利得出正确答案．