Question

【題目】實驗室有一瓶常用的無色溶液標簽模糊了（如圖1）。為確定該瓶溶液的溶質是什么，同學們進行了如下探究。

（提出問題）這瓶溶液中的溶質是什么？

（提出猜想）猜想1：可能是氫氧化鈉；

猜想2：可能是碳酸氫鈉；

猜想3：可能是碳酸鈉；

猜想4：可能是氯化鈉。

查閱資料）①碳酸氫鈉稀溶液顯堿性；②碳酸氫鈉稀溶液不與氯化鈣稀溶液反應。

（實驗探究）

實驗設計	實驗現象	實驗結論
小亮同學取2mL該無色溶液于試管中，滴入2滴無色酚酞試液	溶液變紅	猜想1正確，猜想4不正確
小麗同學取2mL該無色溶液與試管中，倒入3mL稀鹽酸	立即產生氣泡	猜想_____不正確

（交流討論）

（1）同學們一致認為小亮同學的實驗結論不嚴謹，請說出理由：_____。

（2）為確定無色溶液到底是什么，小強同學繼續進行了如下實驗：

①取2mL該無色溶液于試管中，滴入稀氯化鈣溶液，邊加邊震蕩，觀察到_____現象。由此得出猜想3正確，請寫出該反應的化學方程式：_____。

②另取2mL該無色溶液于試管中，逐滴加入稀鹽酸，一段時間后，才觀察到有氣泡產生。

小麗和小強都是向無色溶液中加入稀鹽酸，為什么現象不盡相同呢？

（延伸探究）在老師的指導下，小強和小麗分別用下面的數字化技術分別測量密閉容器中碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液與稀鹽酸反應的裝置（所用的碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液濃度相同，稀鹽酸的濃度也相同）。

小強和小麗分別從注射器中緩慢滴入鹽酸，記錄數據。小強用圖2裝置得到的數據如圖4，小麗用圖3裝置得的數據如圖5。

（交流評價）

（3）由圖4圖5可知，所用兩種溶液堿性強的是_____（寫化學式）。

（4）c點的溶質是_____。

（5）將圖5和圖4陰影部分進行疊加，發現兩者基本重合，判斷b點的溶質是_____和_____。此結論可以解釋小強第二次實驗開始時無明顯氣泡產生的原因。

（6）由圖4可知，當稀鹽酸加至80mL時，Na2CO3恰好完全反應。此時溶液的pH小于7，原因是_____。

Answer 1

【答案】1、4 碳酸氫鈉和碳酸鈉溶液都顯堿性，都能使酚酞試液變紅色 ①產生白色沉淀 Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl Na2CO3 NaCl、HCl NaCl NaHCO3 二氧化碳溶于水形成碳酸，碳酸使溶液顯酸性，所以pH小于7

【解析】

[實驗探究]加入鹽酸后有氣泡產生，說明有碳酸根離子或者碳酸氫根離子，而猜想1、4都不含有碳，所以可以將其排除；

（1）實驗中加入酚酞變紅，說明溶液顯堿性，碳酸鈉和碳酸氫鈉都可顯堿性，也可使酚酞變紅，所以不能排除猜想2、3，因此說小梁結論不嚴謹；

（2）猜想3是說明有碳酸鈉的存在，因此加入氯化鈣有沉淀生成，說明有碳酸鈉的存在，證明猜想3的正確，所以實驗現象為產生白色沉淀，白色沉淀為碳酸鈉遇氯化鈣反應生成的碳酸鈣，反應的化學方程式：Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl；

（3）由圖4和圖5開始時的pH值可以判斷兩者堿性的強弱，pH越大堿性越強，所以可以看出圖4中pH大，因此碳酸鈉堿性強；

（4）圖4中c點時pH顯示為酸性，所以堿性的碳酸鈉已經沒有了，被鹽酸消耗生成氯化鈉，放出二氧化碳氣體，同時氯化鈉為中性，顯示酸性說明有過量的鹽酸存在，所以此時溶質為兩種，氯化鈉和鹽酸；

（5）由題目信息可以看出，在圖4中逐滴加入鹽酸時，沒有直接生成二氧化碳，而是先生成了碳酸氫鈉，所以在達到b點時碳酸鈉全部轉換為碳酸氫鈉，還有反應生成氯化鈉，此時b點溶質為兩者，鹽酸被全部消耗；

（6）二氧化碳與水可生成碳酸，碳酸為酸性，所以溶液顯酸性，使pH小于7。