Question

15．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)鹽的性質(zhì)后，對實驗室飽和碳酸鈉溶液進行相關(guān)探究．取一定量該碳酸鈉溶液，向其中逐滴滴入少量稀鹽酸，意外發(fā)現(xiàn)沒有產(chǎn)生氣泡．同學(xué)們很感興趣想弄明白，為什么沒有氣泡產(chǎn)生？反應(yīng)后生成了什么物質(zhì)？同學(xué)們在老師指導(dǎo)下進行如下探究：

【猜想假設(shè)】該碳酸鈉溶液中含較多雜質(zhì)氫氧化鈉．
【實驗探究I】
小芳認為：只要取該碳酸鈉溶液，滴入酚酞試液，若酚酞變紅，則說明溶液中含有氫氧化鈉．
小明立刻認為小芳的方案是錯誤的，其理由是碳酸鈉溶液也呈堿性．
同學(xué)們設(shè)計了兩種方案：（如圖1）
【交流討論】小組討論后認為：
①甲組方案和結(jié)論不正確，理由：Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH（用化學(xué)方程式表示）．
②乙組方案和結(jié)論合理；實驗中過量CaCl₂溶液的作用使碳酸鈉充分反應(yīng)，其中濾液B的溶質(zhì)有氯化鈉、氯化鈣．
【查閱資料】
①碳酸鈉溶液中逐滴滴入稀鹽酸反應(yīng)是分兩步進行；第一步：Na₂CO₃和鹽酸反應(yīng)生成NaHCO₃和NaCl；第二步：NaHCO₃和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳．
②向足量稀鹽酸滴入碳酸鈉溶液，只生成氯化鈉不生成NaHCO₃，并立即產(chǎn)生氣泡．
【進行實驗】同學(xué)們按照老師的指導(dǎo)進行實驗，得到了預(yù)期的現(xiàn)象．
請寫出碳酸氫鈉和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．
【實驗探究Ⅱ】同學(xué)們對碳酸氫鈉的性質(zhì)產(chǎn)生濃厚興趣，進行了如圖2實驗．
實驗現(xiàn)象：充分加熱后，大試管口有水珠出現(xiàn)，管底有白色固體殘留，小試管中澄清石灰石變渾濁．
結(jié)論：碳酸氫鈉受熱能生成二氧化碳、水和一種白色固體．
（老師提示）①白色固體是Na₂CO₃或NaOH中的一種．
②幾種常見物質(zhì)的溶解性：

物質(zhì)	氫氧化鈉	氫氧化鈣	碳酸鈉	碳酸鈣
溶解性	易溶	微溶	易溶	難溶

（驗證）為探究白色固體的成分，小芳和小明進行如下實驗并得出結(jié)論：
小芳：取適量白色固體，加水溶解制得該物質(zhì)的濃溶液，向其中加入濃的CaCl₂溶液，有白色沉淀產(chǎn)生；結(jié)論：白色固體是碳酸鈉．
小明：取少量該白色固體，加到過量的稀鹽酸中，立即產(chǎn)生大量氣泡；結(jié)論：白色固體是碳酸鈉．
【交流評價】小組討論后認為：
①小芳的方案和結(jié)論不合理，理由是因為氫氧化鈣微溶，所以氫氧化鈉溶液與CaCl₂溶液反應(yīng)，也可能會有白色沉淀；
②小明的方案和結(jié)論合理，實驗中化學(xué)反應(yīng)方程式為Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
③若要除去Na₂CO₃固體中的少量NaHCO₃可采用方法加熱．

Answer 1

分析 【實驗探究I】考慮碳酸鈉溶液也呈堿性．
【交流討論】①考慮碳酸鈉溶液與氫氧化鈣溶液反應(yīng)，生成氫氧化鈉和碳酸鈣；
②考慮碳酸根充分轉(zhuǎn)化為沉淀，考慮碳酸鈉與過量的氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，故還有剩余氯化鈣．
【進行實驗】根據(jù)【查閱資料】中“NaHCO₃和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳”，故可寫出碳酸氫鈉和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式．
【實驗探究Ⅱ】根據(jù)“實驗現(xiàn)象：充分加熱后，大試管口有水珠出現(xiàn)，管底有白色固體殘留，小試管中澄清石灰石變渾濁”，可得出實驗結(jié)論．
【交流評價】①根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，推測小芳的方案和結(jié)論是否合理；
②根據(jù)“向足量稀鹽酸滴入碳酸鈉溶液，只生成氯化鈉不生成NaHCO₃，并立即產(chǎn)生氣泡”，可推測 實驗中化學(xué)反應(yīng)方程式；
③根據(jù)“碳酸氫鈉受熱能生成二氧化碳、水和一種白色固體”，則若要除去Na₂CO₃固體中的少量NaHCO₃可采用方法加熱．

解答 解：
【實驗探究I】因為碳酸鈉溶液也呈堿性，故小芳的方案是錯誤的．
【交流討論】
①甲組方案和結(jié)論不正確，理由：碳酸鈉溶液與氫氧化鈣溶液反應(yīng)，生成氫氧化鈉和碳酸鈣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
②乙組方案和結(jié)論合理；實驗中過量CaCl₂溶液的作用使碳酸鈉充分反應(yīng)，其中濾液B的溶質(zhì)有氯化鈉、氯化鈣．
【進行實驗】根據(jù)【查閱資料】中“NaHCO₃和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳”，故可寫出碳酸氫鈉和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．
【實驗探究Ⅱ】根據(jù)實驗現(xiàn)象：充分加熱后，大試管口有水珠出現(xiàn)，管底有白色固體殘留，小試管中澄清石灰石變渾濁，說明有水生成．
則可推測結(jié)論：碳酸氫鈉受熱能生成二氧化碳、水和一種白色固體．
【交流評價】
①因為氫氧化鈣微溶，所以氫氧化鈉溶液與CaCl₂溶液反應(yīng)，也可能會有白色沉淀，故小芳的方案和結(jié)論不合理；
②根據(jù)“小明：取少量該白色固體，加到過量的稀鹽酸中，立即產(chǎn)生大量氣泡；結(jié)論：白色固體是碳酸鈉”，而小明的方案和結(jié)論合理，故實驗中碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
③根據(jù)“碳酸氫鈉受熱能生成二氧化碳、水和一種白色固體”，則若要除去Na₂CO₃固體中的少量NaHCO₃可采用方法加熱．
故答案為：
【實驗探究I】碳酸鈉溶液也呈堿性．
【交流討論】①Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；②使碳酸鈉充分反應(yīng)，氯化鈉、氯化鈣．
【進行實驗】NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．
【實驗探究Ⅱ】二氧化碳．
【交流評價】①因為氫氧化鈣微溶，所以氫氧化鈉溶液與CaCl₂溶液反應(yīng)，也可能會有白色沉淀；
②Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；③加熱．

點評 本題難度不大，考查學(xué)生根據(jù)反應(yīng)原理書寫化學(xué)方程式的能力，化學(xué)方程式書寫經(jīng)常出現(xiàn)的錯誤有不符合客觀事實、不遵守質(zhì)量守恒定律、不寫條件、不標(biāo)符號等．