Question

[實(shí)驗(yàn)中的發(fā)現(xiàn)]：某化學(xué)興趣小組在一次實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：向澄清石灰水中通入CO₂時(shí)，開(kāi)始時(shí)石灰水變渾，但一會(huì)兒，石灰水又變澄清．
[查閱資料]：
（1）．當(dāng)二氧化碳通入澄清石灰水中，二氧化碳先與氫氧化鈣反應(yīng)：
CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
若繼續(xù)通入二氧化碳，過(guò)量的二氧化碳會(huì)與碳酸鈣、水反應(yīng)，生成可溶于水的碳酸氫鈣
CaCO₃+H₂O+CO₂═Ca（HCO₃）₂
（2）．氫氧化鈉與氫氧化鈣都屬于堿，具有相似的化學(xué)性質(zhì)．
[繼續(xù)探究]：
該興趣小組的同學(xué)向100g8%的NaOH溶液中通入CO₂一段時(shí)間后，低溫蒸發(fā)結(jié)晶，得到白色固體，對(duì)該白色固體的成分進(jìn)行探究．
[猜測(cè)]：甲同學(xué)認(rèn)為該白色固體可能是NaOH與Na₂CO₃的混合物．你認(rèn)為該固體還可能是 或或．
[實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證]：如果甲同學(xué)的結(jié)論是正確的，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明白色固體中存在NaOH，請(qǐng)將方案填入下表中：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論

（3）乙同學(xué)稱量所得白色固體的質(zhì)量為13.7g，則白色固體的成分是．

Answer 1

【答案】分析：根據(jù)二氧化碳通入氫氧化鈣溶液中的反應(yīng)信息可知，把二氧化碳逐漸通入氫氧化鈉溶液中反應(yīng)的原理是：二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，當(dāng)所有的氫氧化鈉都轉(zhuǎn)化為碳酸鈉后，新通進(jìn)的二氧化碳又與剛剛生成的碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉．
解答：解：把二氧化碳通入氫氧化鈉溶液中，二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉，當(dāng)所有的氫氧化鈉都轉(zhuǎn)化為碳酸鈉后，若繼續(xù)通入二氧化碳，則新通入的二氧化碳又與剛剛生成的碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉．
所以得到的白色固體有三種可能：通入少量氣體時(shí)得到的白色固體是生成的碳酸鈉和剩余的氫氧化鈉；當(dāng)氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)時(shí)為碳酸鈉；當(dāng)氫氧化鈉反應(yīng)完后，繼續(xù)通少量氣體，此時(shí)得到的白色固體是碳酸鈉和碳酸氫鈉；若此后繼續(xù)通氣體直到反應(yīng)完全，則得到的白色固體是碳酸氫鈉．
（2）如果甲同學(xué)的結(jié)論是正確的，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明白色固體中存在NaOH，可根據(jù)氫氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，氫氧化鈉溶液能使無(wú)色酚酞試液變紅，能遇硫酸銅溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，要證明氫氧化鈉首先要排除碳酸鈉的干擾，先加入氯化鋇溶液或氯化鈣溶液使其轉(zhuǎn)化成沉淀除去．
方案見(jiàn)下表

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
取白色固體少許于試管中，加水充分溶解，加入足量的BaCl2溶液，振蕩、靜置后取上層清夜，加入CuSO4溶液	開(kāi)始有白色沉淀產(chǎn)生，后來(lái)有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生	白色固體是NaOH與Na2CO3的混合物

（3）用極限值法去討論：若氫氧化鈉都轉(zhuǎn)化為碳酸鈉，設(shè)生成碳酸鈉質(zhì)量為x；若氫氧化鈉都轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉，設(shè)生成的碳酸氫鈉質(zhì)量為y．
CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O       NaOH+CO₂=NaHCO₃
      80    106             40         84
   100g×8%  x            100g×8%     y
  =          =
解得   x=10.6g                    y=16.8g
根據(jù)題意，最后白色固體的質(zhì)量為13.7g，所以該白色固體是Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物．
故答案為：（1）碳酸鈉或碳酸鈉和碳酸氫鈉或碳酸氫鈉．
（2）方案見(jiàn)下表

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
取白色固體少許于試管中，加水充分溶解，加入足量的BaCl2溶液，振蕩、靜置后取上層清夜，加入CuSO4溶液	開(kāi)始有白色沉淀產(chǎn)生，后來(lái)有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生	白色固體是NaOH與Na2CO3的混合物

（3）Na₂CO₃與NaHCO₃的混合物．
點(diǎn)評(píng)：討論多步反應(yīng)的產(chǎn)物時(shí)用極限值法去做會(huì)方便很多，同學(xué)們需要靈活掌握該方法