Question

1．某化學興趣小組學習堿的性質后，到實驗室做實驗．小明將二氧化碳通入氫氧化鈉溶液后無明顯現象，然后向得到的溶液中滴加CaCl₂溶液，產生白色沉淀；小杰做的實驗和小明一樣，但沒有出現白色沉淀．他們為了查明原因，查閱資料：①CO₂與NaOH反應的產物與反應物的量有關，少量CO₂得到Na₂CO₃，過量CO₂得到NaHCO₃，反應的化學方程式：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃；②Ca（HCO₃）₂溶于水，溶液呈堿性；③CaCl₂溶液呈中性：④Na₂CO₃、NaHCO₃溶液都呈堿性，都能與酸反應；⑤鋁、鋅、鐵、銅的鹽溶液與NaHCO₃溶液混合會產生沉淀．
他們對CO₂與NaOH溶液反應后，溶液中溶質是什么進行探究．
【猜想與假設】猜想①Na₂CO₃；猜想②NaHCO₃；猜想③Na₂CO₃、NaOH；猜想④Na₂CO₃、NaOH、NaHCO₃．
【實驗探究】

實驗操作	實驗現象	結論
（1）取適量反應后的溶液于試管中，加入適量的CaCl2溶液，振蕩；再加入稀鹽酸	無明顯現象；有氣泡產生．	猜想②成立，反應的化學方程式NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑．
（2）取適量反應后的溶液于試管中，加入過量的CaCl2溶液，振蕩；過濾，取濾液于另一支試管中，滴加無色酚酞試液．	產生白色沉淀；溶液變紅．	猜想③成立

【繼續探究】將4.0gNaOH固體溶解在100mL水中，然后通入4.0g二氧化碳氣體，充分反應后，所得溶液的溶質是碳酸鈉和碳酸氫鈉．

Answer 1

分析 【猜想與假設】根據題意，CO₂與NaOH反應的產物與反應物的量有關，少量CO₂得到Na₂CO₃，過量CO₂得到NaHCO₃，進行分析解答．
【實驗探究】（1）根據碳酸鈉能與氯化鈣溶液反應生成碳酸鈣沉淀，碳酸氫鈉能與稀鹽酸反應生成二氧化碳氣體，進行分析解答．
（2）根據碳酸鈉能與氯化鈣溶液反應生成碳酸鈣沉淀，氫氧化鈉溶液呈堿性，能使無色酚酞試液變紅解答．
【繼續探究】根據參加反應的氫氧化鈉的質量計算反應的二氧化碳的質量，進一步確定反應后溶液中的溶質．

解答 解：【猜想與假設】CO₂與NaOH反應的產物與反應物的量有關，少量CO₂得到Na₂CO₃，過量CO₂得到NaHCO₃，故猜想④應為Na₂CO₃、NaOH、NaHCO₃的混合物．
【實驗探究】（1）碳酸鈉能與氯化鈣溶液反應生成碳酸鈣沉淀，取適量反應后的溶液于試管中，加入適量的CaCl₂溶液，振蕩，無明顯現象，說明不含碳酸鈉；再加入稀鹽酸，有氣泡產生，說明含碳酸氫鈉，則猜想②成立，碳酸氫鈉能與稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，反應的化學方程式為NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑．
（2）取適量反應后的溶液于試管中，加入過量的CaCl₂溶液，振蕩，產生白色沉淀，說明反應后的溶液中有碳酸鈉；過濾，取濾液于另一支試管中，滴加無色酚酞試液，溶液變紅，溶液呈堿性，說明反應后的溶液中有NaOH，猜想③成立．
【繼續探究】設反應中消耗二氧化碳的質量為為x，
2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O
80          44   106
4g         x
$\frac{80}{4g}=\frac{44}{x}$
x=2.2g
二氧化碳過量，說明含有碳酸氫鈉生成，
充分反應后，所得溶液的溶質是碳酸鈉和碳酸氫鈉．
故答案為：【猜想與假設】Na₂CO₃、NaOH、NaHCO₃．
【實驗探究】

實驗操作	實驗現象	結論
（1）取適量反應后的溶液于試管中，加入適量的CaCl2溶液，振蕩；再加入 稀鹽酸	無明顯現象；有氣泡產生．	猜想②成立，反應的化學方程式 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑．
（2）取適量反應后的溶液于試管中，加入過量的CaCl2溶液，振蕩；過濾，取濾液于另一支試管中，滴加 無色酚酞試液．	產生白色沉淀； 溶液變紅．	猜想③成立

【繼續探究】碳酸鈉和碳酸氫鈉

點評 本題通過提出問題、做出猜想、設計實驗方案、進行實驗和反思評價等環節，體現了科學探究的一般過程．本題型也是近幾年的中考熱點之一，本考點主要出現在實驗題中．