Question

4．在化學(xué)實驗室，某小組同學(xué)實驗時發(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
【進行實驗】
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，進行如下實驗．
【實驗分析】
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】
丁同學(xué)認真分析上述三位同學(xué)的實驗，認為他們的結(jié)論均有不足之處，并且做了正確的判斷．
他認為固體中一定含有Na₂CO₃，可能含有NaOH．
為進一步確認猜想二正確，請你幫助他設(shè)計實驗進行驗證．

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
		猜想二正確

【實驗反思】
（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）在溶解固體時放出了一定的熱量，依據(jù)此現(xiàn)象有同學(xué)認為該固體中一定有氫氧化鈉，為驗證該同學(xué)的結(jié)論是否正確，還應(yīng)該進行的實驗是取碳酸鈉固體將其溶解，觀察是否有放熱現(xiàn)象．
（3）二氧化碳氣體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，理由是二氧化碳的體積會減少．
【實驗反思】
戊同學(xué)又用下圖所示裝置進行實驗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，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，直至實驗結(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，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；
【實驗分析】根據(jù)Na₂CO₃與稀鹽酸反應(yīng)有氣泡冒出進行分析；
【反思與評價】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；
【實驗反思】（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驗即可；
（3）二氧化碳氫氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)來分析；
【實驗反思】（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)壓強原理進行推理，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；
【實驗分析】Na₂CO與稀鹽酸反應(yīng)有氣泡冒出，同時生成氯化鈉和水，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】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)向濾液中加稀鹽酸產(chǎn)生氣泡，說明有碳酸鈉，丙同學(xué)向濾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，我們要先驗證碳酸鈉的存在，然后在排除碳酸鈉干擾的條件下驗證氫氧化鈉的存在，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：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(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

【實驗反思】（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；
【實驗反思】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，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)，壓強變小，B裝置中的壓強大，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．

點評 解答這類題目時，首先，賞析問題情景，找到實驗探究的反應(yīng)原理，以及計算所要用到的數(shù)據(jù)；再根據(jù)實驗的反應(yīng)原理，利用所稱取的樣品進行實驗探究，分析推斷出該物質(zhì)的組成成分．