Question

15．某化学兴趣小组的同学在学习盐的性质后，对实验室饱和碳酸钠溶液进行相关探究．取一定量该碳酸钠溶液，向其中逐滴滴入少量稀盐酸，意外发现没有产生气泡．同学们很感兴趣想弄明白，为什么没有气泡产生？反应后生成了什么物质？同学们在老师指导下进行如下探究：

【猜想假设】该碳酸钠溶液中含较多杂质氢氧化钠．
【实验探究I】
小芳认为：只要取该碳酸钠溶液，滴入酚酞试液，若酚酞变红，则说明溶液中含有氢氧化钠．
小明立刻认为小芳的方案是错误的，其理由是碳酸钠溶液也呈碱性．
同学们设计了两种方案：（如图1）
【交流讨论】小组讨论后认为：
①甲组方案和结论不正确，理由：Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH（用化学方程式表示）．
②乙组方案和结论合理；实验中过量CaCl₂溶液的作用使碳酸钠充分反应，其中滤液B的溶质有氯化钠、氯化钙．
【查阅资料】
①碳酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸反应是分两步进行；第一步：Na₂CO₃和盐酸反应生成NaHCO₃和NaCl；第二步：NaHCO₃和盐酸反应生成二氧化碳．
②向足量稀盐酸滴入碳酸钠溶液，只生成氯化钠不生成NaHCO₃，并立即产生气泡．
【进行实验】同学们按照老师的指导进行实验，得到了预期的现象．
请写出碳酸氢钠和稀盐酸反应的化学反应方程式：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．
【实验探究Ⅱ】同学们对碳酸氢钠的性质产生浓厚兴趣，进行了如图2实验．
实验现象：充分加热后，大试管口有水珠出现，管底有白色固体残留，小试管中澄清石灰石变浑浊．
结论：碳酸氢钠受热能生成二氧化碳、水和一种白色固体．
（老师提示）①白色固体是Na₂CO₃或NaOH中的一种．
②几种常见物质的溶解性：

物质	氢氧化钠	氢氧化钙	碳酸钠	碳酸钙
溶解性	易溶	微溶	易溶	难溶

（验证）为探究白色固体的成分，小芳和小明进行如下实验并得出结论：
小芳：取适量白色固体，加水溶解制得该物质的浓溶液，向其中加入浓的CaCl₂溶液，有白色沉淀产生；结论：白色固体是碳酸钠．
小明：取少量该白色固体，加到过量的稀盐酸中，立即产生大量气泡；结论：白色固体是碳酸钠．
【交流评价】小组讨论后认为：
①小芳的方案和结论不合理，理由是因为氢氧化钙微溶，所以氢氧化钠溶液与CaCl₂溶液反应，也可能会有白色沉淀；
②小明的方案和结论合理，实验中化学反应方程式为Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
③若要除去Na₂CO₃固体中的少量NaHCO₃可采用方法加热．

Answer 1

分析 【实验探究I】考虑碳酸钠溶液也呈碱性．
【交流讨论】①考虑碳酸钠溶液与氢氧化钙溶液反应，生成氢氧化钠和碳酸钙；
②考虑碳酸根充分转化为沉淀，考虑碳酸钠与过量的氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，故还有剩余氯化钙．
【进行实验】根据【查阅资料】中“NaHCO₃和盐酸反应生成二氧化碳”，故可写出碳酸氢钠和稀盐酸反应的化学反应方程式．
【实验探究Ⅱ】根据“实验现象：充分加热后，大试管口有水珠出现，管底有白色固体残留，小试管中澄清石灰石变浑浊”，可得出实验结论．
【交流评价】①根据表格中数据，推测小芳的方案和结论是否合理；
②根据“向足量稀盐酸滴入碳酸钠溶液，只生成氯化钠不生成NaHCO₃，并立即产生气泡”，可推测 实验中化学反应方程式；
③根据“碳酸氢钠受热能生成二氧化碳、水和一种白色固体”，则若要除去Na₂CO₃固体中的少量NaHCO₃可采用方法加热．

解答 解：
【实验探究I】因为碳酸钠溶液也呈碱性，故小芳的方案是错误的．
【交流讨论】
①甲组方案和结论不正确，理由：碳酸钠溶液与氢氧化钙溶液反应，生成氢氧化钠和碳酸钙，反应的化学方程式为Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
②乙组方案和结论合理；实验中过量CaCl₂溶液的作用使碳酸钠充分反应，其中滤液B的溶质有氯化钠、氯化钙．
【进行实验】根据【查阅资料】中“NaHCO₃和盐酸反应生成二氧化碳”，故可写出碳酸氢钠和稀盐酸反应的化学反应方程式为：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．
【实验探究Ⅱ】根据实验现象：充分加热后，大试管口有水珠出现，管底有白色固体残留，小试管中澄清石灰石变浑浊，说明有水生成．
则可推测结论：碳酸氢钠受热能生成二氧化碳、水和一种白色固体．
【交流评价】
①因为氢氧化钙微溶，所以氢氧化钠溶液与CaCl₂溶液反应，也可能会有白色沉淀，故小芳的方案和结论不合理；
②根据“小明：取少量该白色固体，加到过量的稀盐酸中，立即产生大量气泡；结论：白色固体是碳酸钠”，而小明的方案和结论合理，故实验中碳酸钠和稀盐酸反应的化学方程式为：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
③根据“碳酸氢钠受热能生成二氧化碳、水和一种白色固体”，则若要除去Na₂CO₃固体中的少量NaHCO₃可采用方法加热．
故答案为：
【实验探究I】碳酸钠溶液也呈碱性．
【交流讨论】①Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；②使碳酸钠充分反应，氯化钠、氯化钙．
【进行实验】NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．
【实验探究Ⅱ】二氧化碳．
【交流评价】①因为氢氧化钙微溶，所以氢氧化钠溶液与CaCl₂溶液反应，也可能会有白色沉淀；
②Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；③加热．

点评 本题难度不大，考查学生根据反应原理书写化学方程式的能力，化学方程式书写经常出现的错误有不符合客观事实、不遵守质量守恒定律、不写条件、不标符号等．