Question

【題目】某校九年級“我們愛化學”活動小組的同學，在探究堿的化學性質時，完成了如圖所示的A、B兩個實驗。請你回答下列問題：

（1）A實驗中酚酞的作用是_______，所發生的化學反應方程式為___________。

（2）B實驗中可觀察到的現象是__________。

（3）實驗后，將兩支試管中的廢液都倒入廢液杯C中，發現混合廢液渾濁并顯紅色。

（分析思考）同學們經過思考一致認為，混合廢液顯紅色是B實驗后試管中的溶質與A實驗后試管中的酚酞反應的結果。

（提出問題）B實驗后試管中的溶質是什么？

（作出猜想）猜想一：試管中的溶質是NaOH；猜想二：試管中的溶質是____________；

猜想三：試管中的溶質是Ca(OH)2和NaOH。

（實驗驗證）華雪同學利用廢液杯C中的混合廢液來確定B實驗后試管中的溶質：將一定質量的廢液過濾，取10g濾液并向其中逐滴加入質量分數為7.3% 的稀鹽酸，當加入稀鹽酸的質量為20g時反應完全，繼續加入稀鹽酸，氣體的質量不再增加，根據反應現象得到如圖所示的圖像。

（查閱資料）碳酸鈉溶液與稀鹽酸的反應是分步進行的。首先是碳酸鈉與稀鹽酸反應生成碳酸氫鈉和氯化鈉：Na2CO3 + HCl===NaHCO3 +NaCl；然后是生成的碳酸氫鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化碳氣體和水：NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O。

（實驗結論）定性結論：分析圖像得出：猜想二是正確的，產生的氣體是________（填化學式）；猜想一和猜想三是錯誤的，原因是_______。

定量結論：10g廢液中含有______g NaOH，_______g Na2CO3，_______g Ca(OH)2。

（拓展提升）請另外設計一個實驗，定性證明上述猜想二是正確的：_________。

Answer 1

【答案】判斷酸堿是否恰好完全反應 NaOH+HCl=NaCl+H2O 澄清石灰水變渾濁 Na2CO3和NaOH CO2 稀鹽酸和Ca(OH)2、NaOH反應不會有氣體生成 0.8 1.06 0 向廢液杯C中的混合廢液中加入適量稀硫酸，若有氣泡產生，證明上述猜想二正確

【解析】

（1）當鹽酸恰好和氫氧化鈉溶液反應時，滴有酚酞的氫氧化鈉溶液變為無色，所以A實驗中酚酞的作用是判斷酸堿是否恰好完全反應，稀鹽酸和氫氧化鈉發生中和反應生成氯化鈉和水，反應方程式為：NaOH+HCl=NaCl+H2O；B實驗中碳酸鈉和氫氧化鈣發生反應生成碳酸鈣和水，所以看到的實驗現象是澄清石灰水變渾濁；

作出猜想：B實驗后試管中的溶質分為三種情況：碳酸鈉溶液和氫氧化鈣溶液恰好完全反應，溶質是NaOH；碳酸鈉有剩余，則溶質是Na2CO3和NaOH；氫氧化鈣溶液有剩余則溶質是Ca(OH)2和NaOH；所以猜想二：試管中的溶質是Na2CO3和NaOH；

實驗結論：根據題意和分析圖像以及查閱資料：碳酸鈉溶液與稀鹽酸的反應是分步進行的。首先是碳酸鈉與稀鹽酸反應生成碳酸氫鈉和氯化鈉：Na2CO3 + HCl===NaHCO3 +NaCl；然后是生成的碳酸氫鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化碳氣體和水：NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O。加入鹽酸開始沒有二氧化碳生成，反應過程中有二氧化碳生成，所以猜想二是正確的，產生的氣體是CO2。稀鹽酸和Ca(OH)2、NaOH反應不會有氣體生成，所以猜想一和猜想三是錯誤的；

根據查閱資料可知，Na2CO3 與 HCl反應最終生成了氯化鈉、水和二氧化碳，反應的化學方程式是Na2CO3+2HCl=NaCl+CO2↑+H2O。根據題意參加反應的HCl質量=20g×7.3%=1.46g，設：Na2CO3+2HCl=NaCl+CO2↑+H2O的反應中Na2CO3的質量為x，消耗的HCl是y，NaOH+HCl=NaCl+H2O的反應中NaOH的質量為z，則

x=1.06g

y=0.73g

NaOH+HCl=NaCl+H2O的反應中HCl的質量為：1.46﹣0.73=0.73g；

z=0.8g；由于溶液中存在碳酸鈉，碳酸鈉與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，溶液不可能存在氫氧化鈣，氫氧化鈣的質量為0g。10g廢液中含有0.8g NaOH，1.06g Na2CO3，0g Ca(OH)2。

拓展提升：若猜想二正確，只要證明溶液中的溶質存在碳酸鈉，碳酸鈉能與稀硫酸反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳。向廢液杯C中的混合廢液中加入適量的稀硫酸，若有氣泡產生，證明上述猜想二正確。