Question

4．在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，某小組同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)一瓶沒有密封好的NaOH已經(jīng)結(jié)塊．
【提出問題】結(jié)塊后的固體成分是什么？
【猜想與假設(shè)】
猜想一：固體為碳酸鈉
猜想二：固體為碳酸鈉和氫氧化鈉．
用化學(xué)方程式表示固體中有碳酸鈉的原因：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
【查閱資料】
Na₂CO₃溶液pH＞7，BaCl₂溶液pH=7，Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
從瓶中取出一定量的固體，加入足量水溶解，再將溶液分三等份分別裝入A、B、C三支試管，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．
【實(shí)驗(yàn)分析】
甲、乙、丙同學(xué)分別得出如下的結(jié)論：
甲同學(xué)：向B試管的溶液中滴加足量的稀鹽酸，產(chǎn)生大量無色氣體，則固體為Na₂CO₃，B試管中現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑（用化學(xué)方程式表示）．
乙同學(xué)：向A試管的溶液中加入幾滴無色酚酞試液，溶液變紅，則固體中一定含有NaOH．
丙同學(xué)：向溶液中加入Ca（OH）₂溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，再向上層清液中滴加無色酚酞試液，溶液變紅色，則固體為NaOH和Na₂CO₃．
【反思與評價(jià)】
丁同學(xué)認(rèn)真分析上述三位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為他們的結(jié)論均有不足之處，并且做了正確的判斷．
他認(rèn)為固體中一定含有Na₂CO₃，可能含有NaOH．
為進(jìn)一步確認(rèn)猜想二正確，請你幫助他設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證．

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
		猜想二正確

【實(shí)驗(yàn)反思】
（1）試劑瓶中的固體結(jié)塊的原因可能是氫氧化鈉吸水潮解．
（2）在溶解固體時(shí)放出了一定的熱量，依據(jù)此現(xiàn)象有同學(xué)認(rèn)為該固體中一定有氫氧化鈉，為驗(yàn)證該同學(xué)的結(jié)論是否正確，還應(yīng)該進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是取碳酸鈉固體將其溶解，觀察是否有放熱現(xiàn)象．
（3）二氧化碳?xì)怏w通入到氫氧化鈉溶液中，戊同學(xué)說可以證明二者發(fā)生了反應(yīng)，你同意（選填“同意”或“不同意”）戊同學(xué)的觀點(diǎn)，理由是二氧化碳的體積會減少．
【實(shí)驗(yàn)反思】
戊同學(xué)又用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來探究二氧化碳是否與氫氧化鈉溶液反應(yīng)．

（1）收集一瓶二氧化碳：打開止水夾K₁和K₃，關(guān)閉K₂，從分液漏斗向裝置A中加入足量的稀鹽酸，寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
當(dāng)看到D中有大量渾濁產(chǎn)生時(shí)，CO₂已集滿，寫出D中發(fā)生的化學(xué)方程式：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）證明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)：
關(guān)閉止水夾K₁和K₃，打開止水夾K₂，從分液漏斗C中加入適量滴有酚酞的氫氧化鈉溶液，直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束，請寫出C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．C中觀察到的現(xiàn)象中，能證明CO₂與NaOH確實(shí)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)的是C中有氣泡產(chǎn)生．

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】氫氧化鈉存放時(shí)，若與空氣接觸，會與空氣中的二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變質(zhì)，從而生成碳酸鈉；
【實(shí)驗(yàn)分析】根據(jù)Na₂CO₃與稀鹽酸反應(yīng)有氣泡冒出進(jìn)行分析；
【反思與評價(jià)】氫氧化鈉吸水后潮解，然后會與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉；既要證明氫氧化鈉的存在，也要證明碳酸鈉的存在；
【實(shí)驗(yàn)反思】（1）根據(jù)氫氧化鈉固體易潮解來分析；
（2）同樣要排除碳酸鈉的干擾，即選擇碳酸鈉固體來完成一個對照實(shí)驗(yàn)即可；
（3）二氧化碳?xì)溲趸�鈉的化學(xué)性質(zhì)來分析；
【實(shí)驗(yàn)反思】（1）根據(jù)圖示收集一瓶二氧化碳可知：要打開止水夾K₁和K₃、關(guān)閉K₂，根據(jù)書寫化學(xué)方程式的步驟：寫配注等，正確書寫化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)解答，根據(jù)壓強(qiáng)原理進(jìn)行推理，正確書寫化學(xué)方程式．

解答 解：【猜想與假設(shè)】氫氧化鈉會與空氣中的二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸鈉和水，從而變質(zhì)，故答案為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
【實(shí)驗(yàn)分析】Na₂CO與稀鹽酸反應(yīng)有氣泡冒出，同時(shí)生成氯化鈉和水，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；故答案為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
【反思與評價(jià)】綜合分析甲乙丙三位學(xué)生得出的結(jié)論，我們看出甲同學(xué)向?yàn)V液中加稀鹽酸產(chǎn)生氣泡，說明有碳酸鈉，丙同學(xué)向?yàn)V液中加入氫氧化鈣后產(chǎn)生沉淀說明存在著碳酸鈉，故我們可以得出的結(jié)論是濾液中一定存在著碳酸鈉，故填：Na₂CO₃；
要充分證明濾液中含有碳酸鈉和氫氧化鈉，我們要先驗(yàn)證碳酸鈉的存在，然后在排除碳酸鈉干擾的條件下驗(yàn)證氫氧化鈉的存在，而排除干擾最好就把碳酸鈉轉(zhuǎn)化成沉淀或者氣體，此時(shí)不能生成氫氧化鈉，故可以加入氯化鈣溶液，反應(yīng)后過濾再加入酚酞試液，故填：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量樣品與試管中，加入適量的水將其溶解，加入足量CaCl2溶液后，靜置，向上層清液中在滴加無色酚酞試液	有白色沉淀生成，滴加無色酚酞試液后，上層溶液變成紅色	猜想二正確

【實(shí)驗(yàn)反思】（1）氫氧化鈉吸水易潮解，而變硬；故填：氫氧化鈉吸水潮解；
（2）為了碳酸鈉的干擾，取碳酸鈉固體將其溶解，觀察是否有放熱現(xiàn)象；故填：取碳酸鈉固體將其溶解，觀察是否有放熱現(xiàn)象；
（3）二氧化碳與氫氧化鈉能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故填：同意；二氧化碳的體積會減少；
【實(shí)驗(yàn)反思】解：（1）打開止水夾K₁和K₃、關(guān)閉K₂，從分液漏斗向裝置A中加入足量的稀鹽酸，稀鹽酸與A中大理石反應(yīng)生成二氧化碳，此時(shí)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
當(dāng)看到D中有大量渾濁產(chǎn)生時(shí)，CO₂已集滿，D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）關(guān)閉K₁和K₃，打開止水夾K₂，從分液漏斗向裝置C中加入適量滴有酚酞的氫氧化鈉溶液，集氣瓶中的二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)，裝置C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
錐形瓶中的二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)，壓強(qiáng)變小，B裝置中的壓強(qiáng)大，就會將燒杯內(nèi)的鹽酸流入C中，然后鹽酸與反應(yīng)生成的碳酸鈉反應(yīng)，生成二氧化碳，因此有氣泡生成；
故答案為：
（1）K₁；K₃；K₂；
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
C中有氣泡產(chǎn)生．

點(diǎn)評 解答這類題目時(shí)，首先，賞析問題情景，找到實(shí)驗(yàn)探究的反應(yīng)原理，以及計(jì)算所要用到的數(shù)據(jù)；再根據(jù)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理，利用所稱取的樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，分析推斷出該物質(zhì)的組成成分．