Question

【題目】向氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________，實(shí)驗(yàn)沒有明顯現(xiàn)象，若要證明兩者發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，你采取的實(shí)驗(yàn)方法是_______。

（1）但某同學(xué)在常溫下向飽和的氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳時(shí)，發(fā)現(xiàn)溶液中出現(xiàn)了白色沉淀。同學(xué)們對(duì)此現(xiàn)象產(chǎn)生了濃厚的興趣，準(zhǔn)備對(duì)產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因進(jìn)行探究。

（查閱資料）①常溫下部分物質(zhì)的溶解度

物質(zhì)名稱	氫氧化鈉	碳酸鈉	碳酸氫鈉
溶解度（單位：g）	109	21.5	9.6

②在碳酸鈉溶液中不斷通入二氧化碳可發(fā)生如下反應(yīng)：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3

③碳酸氫鈉溶液顯堿性。

（提出問題）產(chǎn)生的白色沉淀是什么？

（提出猜想1）猜想①：可能是碳酸鈉；猜想②：可能是碳酸氫鈉；猜想③：可能是________

（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1）小明向白色沉淀中加入大量水溶解得到溶液。向溶液中加入過量氯化鋇溶液，觀察到_____，過濾，向?yàn)V液中加入________，觀察到溶液變?yōu)榧t色，得出結(jié)論猜想③成立。

（進(jìn)一步探究）在氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳產(chǎn)生沉淀物與什么因素有關(guān)？

（提出猜想2）猜想①：可能與氫氧化鈉溶液的濃度有關(guān)；猜想②：可能與通入的CO2氣體量的多少有關(guān)。

（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)2）

（2）請(qǐng)幫助小明設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想①是否成立。

你的實(shí)驗(yàn)方案是：________

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：________

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：與NaOH溶液的濃度有關(guān)。

（3）進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)與通入的CO2氣體量的多少也有關(guān)，最終得出猜想②也成立。

（拓展提升）向飽和的碳酸鈉溶液中通入CO2氣體，也有白色沉淀生成。

（4）分析生成沉淀的原因______，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，寫出一種鑒別飽和碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液的方法____

（5）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)常溫下，在一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的碳酸鈉溶液中通入足量的二氧化碳就能出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象，該碳酸鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)高于______（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）。

Answer 1

【答案】2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 向反應(yīng)后的溶液中加過量稀鹽酸，若有氣泡冒出，則證明兩者發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)（合理即可） 碳酸鈉和碳酸氫鈉 有白色沉淀生成 無色酚酞溶液 在相同體積的稀NaOH溶液和飽和NaOH溶液中分別通入等體積過量的CO2氣體 稀NaOH溶液不變渾濁，飽和NaOH溶液變渾濁 生成的碳酸氫鈉在常溫下溶解度小，結(jié)晶析出 向樣品溶液中分別通入過量CO2，若變渾濁則為飽和碳酸鈉溶液，若無明顯現(xiàn)象，則為飽和碳酸氫鈉溶液 5.7%

【解析】

向氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳，反應(yīng)生成碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，實(shí)驗(yàn)沒有明顯現(xiàn)象，若要證明兩者發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，證明有碳酸鈉生成即可。采取的實(shí)驗(yàn)方法：取反應(yīng)后的溶液滴入過量稀鹽酸，觀察到有氣泡產(chǎn)生，是因?yàn)槎�氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成的碳酸鈉能和稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w。

（1）提出猜想：

猜想：可能是碳酸鈉；猜想②：可能是碳酸氫鈉；猜想③：可能是碳酸鈉和碳酸氫鈉；

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1：

向溶液中加入過量氯化鋇溶液，觀察到產(chǎn)生白色沉淀，是因?yàn)樘妓徕c和氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鋇和氯化鈉過濾，向?yàn)V液中加入酚酞試液，觀察到溶液變?yōu)榧t色，說明溶液中含有碳酸氫鈉（顯堿性，可以使酚酞試液變紅），得出結(jié)論猜想③成立；

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)2：

（2）猜想①：可能與氫氧化鈉溶液的濃度有關(guān)；

實(shí)驗(yàn)方案是：分別向等體積飽和氫氧化鈉溶液和稀氫氧化鈉溶液中通入等體積二氧化碳；

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：稀NaOH溶液不變渾濁，飽和NaOH溶液變渾濁；

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：與NaOH溶液的濃度有關(guān)；

（4）生成沉淀的原因：碳酸鈉和水、二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉，常溫下碳酸氫鈉的溶解度遠(yuǎn)小于碳酸鈉的溶解度，結(jié)晶析出；鑒別飽和碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液的方法：向溶液中不斷通入二氧化碳?xì)怏w，產(chǎn)生沉淀的溶液是碳酸鈉溶液，不產(chǎn)生沉淀的溶液是碳酸氫鈉溶液。

（5）設(shè)碳酸鈉溶液質(zhì)量是1g，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是x，根據(jù)題意有：

當(dāng)形成的碳酸氫鈉溶液恰好飽和時(shí)有： ，x≈5.7%

即當(dāng)碳酸鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于5.7%時(shí)才能夠產(chǎn)生沉淀。