Question

【題目】某校九年級(jí)“我們愛化學(xué)”活動(dòng)小組的同學(xué)，在探究堿的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，完成了如圖所示的A、B兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)你回答下列問(wèn)題：

（1）A實(shí)驗(yàn)中酚酞的作用是_______，所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為___________。

（2）B實(shí)驗(yàn)中可觀察到的現(xiàn)象是__________。

（3）實(shí)驗(yàn)后，將兩支試管中的廢液都倒入廢液杯C中，發(fā)現(xiàn)混合廢液渾濁并顯紅色。

（分析思考）同學(xué)們經(jīng)過(guò)思考一致認(rèn)為，混合廢液顯紅色是B實(shí)驗(yàn)后試管中的溶質(zhì)與A實(shí)驗(yàn)后試管中的酚酞反應(yīng)的結(jié)果。

（提出問(wèn)題）B實(shí)驗(yàn)后試管中的溶質(zhì)是什么？

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

猜想三：試管中的溶質(zhì)是Ca(OH)2和NaOH。

（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）華雪同學(xué)利用廢液杯C中的混合廢液來(lái)確定B實(shí)驗(yàn)后試管中的溶質(zhì)：將一定質(zhì)量的廢液過(guò)濾，取10g濾液并向其中逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3% 的稀鹽酸，當(dāng)加入稀鹽酸的質(zhì)量為20g時(shí)反應(yīng)完全，繼續(xù)加入稀鹽酸，氣體的質(zhì)量不再增加，根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)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(yīng)是分步進(jìn)行的。首先是碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)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(yīng)生成氯化鈉、二氧化碳?xì)怏w和水：NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O。

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）定性結(jié)論：分析圖像得出：猜想二是正確的，產(chǎn)生的氣體是________（填化學(xué)式）；猜想一和猜想三是錯(cuò)誤的，原因是_______。

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

（拓展提升）請(qǐng)另外設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，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(yīng) 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(yīng)不會(huì)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(chǎn)生，證明上述猜想二正確

【解析】

（1）當(dāng)鹽酸恰好和氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)，滴有酚酞的氫氧化鈉溶液變?yōu)闊o(wú)色，所以A實(shí)驗(yàn)中酚酞的作用是判斷酸堿是否恰好完全反應(yīng)，稀鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)生成氯化鈉和水，反應(yīng)方程式為：NaOH+HCl=NaCl+H2O；B實(shí)驗(yàn)中碳酸鈉和氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈣和水，所以看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁；

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

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：根據(jù)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(yīng)是分步進(jìn)行的。首先是碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)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(yīng)生成氯化鈉、二氧化碳?xì)怏w和水：NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O。加入鹽酸開始沒(méi)有二氧化碳生成，反應(yīng)過(guò)程中有二氧化碳生成，所以猜想二是正確的，產(chǎn)生的氣體是CO2。稀鹽酸和Ca(OH)2、NaOH反應(yīng)不會(huì)有氣體生成，所以猜想一和猜想三是錯(cuò)誤的；

根據(jù)查閱資料可知，Na2CO3 與 HCl反應(yīng)最終生成了氯化鈉、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na2CO3+2HCl=NaCl+CO2↑+H2O。根據(jù)題意參加反應(yīng)的HCl質(zhì)量=20g×7.3%=1.46g，設(shè)：Na2CO3+2HCl=NaCl+CO2↑+H2O的反應(yīng)中Na2CO3的質(zhì)量為x，消耗的HCl是y，NaOH+HCl=NaCl+H2O的反應(yīng)中NaOH的質(zhì)量為z，則

x=1.06g

y=0.73g

NaOH+HCl=NaCl+H2O的反應(yīng)中HCl的質(zhì)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(yīng)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(zhì)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(zhì)存在碳酸鈉，碳酸鈉能與稀硫酸反應(yīng)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(chǎn)生，證明上述猜想二正確。