Question

15．某學習小組在探究碳酸鈉的化學性質時，做了下圖所示的三個實驗．
（1）實驗一：探究碳酸鈉溶液的酸堿性．觀察到試管中溶液變?yōu)榧t色，可得出的結論是碳酸鈉溶液顯堿性．
實驗二：探究碳酸鈉與稀鹽酸的反應．試管中產生大量氣泡，該反應的化學方程式為Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．
實驗三：探究碳酸鈉與氫氧化鈣溶液的反應．試管中產生白色沉淀，該白色沉淀為碳酸鈣或CaCO₃．
（2）小組同學將實驗三試管內液體進行過濾，對濾液中溶質的成分展開了探究．請你一起參與．
【提出猜想】
猜想一：濾液中溶質是氫氧化鈉；
猜想二：濾液中溶質是氫氧化鈉、氫氧化鈣和碳酸鈉；
猜想三：濾液中溶質是氫氧化鈉、氫氧化鈣；
猜想四：濾液中溶質是氫氧化鈉、碳酸鈉．
通過討論，大家一致認為猜想二不成立，理由是氫氧化鈣與碳酸鈉能反應不能共存．
【實驗驗證】
小組同學通過以下實驗驗證了猜想三成立，請你完成實驗報告．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
取實驗三少量濾液于試管 中，通入二氧化碳氣體	產生白色沉淀	猜想三成立

（3）實驗結束，小組同學對廢液進行處理．將實驗一、實驗二的溶液倒入同一潔凈的燒杯時，得到無
色溶液，則實驗二試管中溶液含有的溶質為氯化鈉、氯化氫（或NaCl、HCl）．

Answer 1

分析 （1）實驗一：考慮碳酸鈉溶液的顯堿性．
實驗二：考慮碳酸鈉與稀鹽酸的反應生成氯化鈉、水、二氧化碳；
實驗三：考慮碳酸鈉與氫氧化鈣的反應生成白色沉淀碳酸鈣．
（2）考慮反應物、生成物，進行分析猜想四：濾液中溶質成分；
【討論】考慮氫氧化鈣與碳酸鈉能反應．
【實驗驗證】考慮氫氧化鈣溶液與二氧化碳反應生成碳酸鈣白色沉淀；
（3）考慮實驗一、實驗二的溶液倒入同一潔凈的燒杯時，反應物是否剩余，根據無色溶液，推測實驗二試管中溶液含有的溶質．

解答 解：（1）實驗一：因為碳酸鈉溶液的顯堿性，故滴加酚酞溶液，可觀察到試管中溶液變?yōu)榧t色．
實驗二：因為碳酸鈉與稀鹽酸的反應生成氯化鈉、水、二氧化碳，故該反應的化學方程式為Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．
實驗三：因為碳酸鈉與氫氧化鈣的反應生成碳酸鈣，故該白色沉淀為碳酸鈣或CaCO₃．
（2）【猜想】因為實驗三試管內反應物為氫氧化鈣和碳酸鈉，二者反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，過濾后，濾液中溶質的成分為：
如果氫氧化鈣和碳酸鈉恰好反應，則濾液中溶質是氫氧化鈉；
如果氫氧化鈣過量，則濾液中溶質是氫氧化鈉、氫氧化鈣；
如果碳酸鈉過量，則濾液中溶質是氫氧化鈉、碳酸鈉．
【討論】因為氫氧化鈣與碳酸鈉能反應不能共存，故大家一致認為猜想二不成立．
【實驗驗證】已知“猜想三：濾液中溶質是氫氧化鈉、氫氧化鈣”，取實驗三少量濾液與試管中，通入二氧化碳氣體，如果產生白色沉淀，則猜想三成立；
（3）實驗結束，小組同學對廢液進行處理，將實驗一、實驗二的溶液倒入同一潔凈的燒杯時，得到無色溶液，則說明溶液顯中性或酸性；則實驗二試管中溶液含有的溶質為氯化鈉、氯化氫（NaCl、HCl）．
故答案為：
（1）碳酸鈉溶液顯堿性； Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；碳酸鈣或CaCO₃；
（2）氫氧化鈉、碳酸鈉； 氫氧化鈣與碳酸鈉能反應不能共存；產生白色沉淀；
（3）氯化鈉、氯化氫（或NaCl、HCl）．

點評 本題為典型的實驗探究中的實驗分析題，只有熟練掌握所學知識才能明白實驗的設計，才能順利得出正確答案．