Question

如图装置可证明CO₂与NaOH溶液发生了反应：
（1）将A与B连接，打开止水夹将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的现象是

 

，反应的离子方程式

 

_．
（2）向100mL2mol/L的NaOH 溶液中通入一定量CO₂，充分反应后，将溶液蒸发结晶，得到少量白色固体，请设计实验确认该固体的成分：
①提出合理假设：
假设1：该固体为NaOH和Na₂CO₃；
假设2：该固体只有Na₂CO₃；
假设3：该固体只有

 

．
假设4：该固体为

 

．
②．请设计实验验证假设1的固体是NaOH和Na₂CO₃，写出步骤及预期的现象和结论．（步骤可不填满也可增加）
限选的试剂、仪器：1moL?L^-1HCl、1mol?L^-1 MgCl₂、0.5moL?L^-1BaCl₂和1mol?L^-1 Ba（OH）₂溶液，甲基橙、酚酞试液，试管、胶头滴管、过滤装置．

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：
步骤2：
步骤3：

Answer 1

分析：（1）将A与B连接，打开止水夹将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，氢氧化钠与二氧化碳反应，圆底烧瓶内的压强降低，水倒吸进入烧瓶．二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠、水（或碳酸氢钠）．
（2）①提出合理假设：二氧化碳与氢氧化钠可以发生反应2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O、OH^-+CO₂=HCO₃^-，根据反应物的量，最后的固体可能为NaOH和Na₂CO₃、Na₂CO₃、NaHCO₃、Na₂CO₃ 和NaHCO₃．
②验证假设1的固体是NaOH和Na₂CO₃，需要验证溶液中含有CO₃^2-和OH^-即可，检验CO₃^2-可以利用与BaCl₂溶液反应，产生白色沉淀，说明固体中含有Na₂CO₃；检验OH^-，可以利用碱使酚酞变红，溶液变红色，说明固体中含有NaOH．

解答：解：（1）将A与B连接，打开止水夹将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，氢氧化钠与二氧化碳反应，圆底烧瓶内的压强降低，水倒吸进入烧瓶．
二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠、水（或碳酸氢钠），反应方程式为2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O（或OH^-+CO₂=HCO₃^-）．
故答案为：水倒吸进入烧瓶；2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O（或OH^-+CO₂=HCO₃^-）．
（2）①提出合理假设：二氧化碳与氢氧化钠可以发生反应2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O、OH^-+CO₂=HCO₃^-，根据反应物的量，最后的固体可能为NaOH和Na₂CO₃或Na₂CO₃或NaHCO₃或Na₂CO₃ 和NaHCO₃．
故答案为：NaHCO₃；Na₂CO₃ 和NaHCO₃．
②验证假设1的固体是NaOH和Na₂CO₃，需要验证溶液中含有CO₃^2-和OH^-即可，检验CO₃^2-可以利用与BaCl₂溶液反应，产生白色沉淀，说明固体中含有Na₂CO₃；检验OH^-可以利用碱使酚酞变红，溶液变红色，说明固体中含有NaOH．
检验方法为：取少量白色固体于试管中，加适量水溶解，再加0.5moL?L^-1BaCl₂溶液至过量，产生白色沉淀，说明固体中含有Na₂CO₃；过滤，取少量滤液（或：静置，用胶头滴管取上层清液少许）于试管中，再向试管中滴加1～2滴酚酞试液，溶液变红色，说明固体中含有NaOH．
故答案为：

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取少量白色固体于试管中，加适量水溶解，再加0.5moL?L-1BaCl2溶液至过量	产生白色沉淀，说明固体中含有Na2CO3；
步骤2：过滤，取少量滤液（或：静置，用胶头滴管取上层清液少许）于试管中，再向试管中滴加1～2滴酚酞试液	溶液变红色，说明固体中含有NaOH

点评：本题考查对离子检验与实验方案设计、元素化合物性质等，难度中等，掌握元素化合物的性质是关键是对所学知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力，学习中全面把握基础知识．