Question

某班多个化学兴趣小组，在学习碱的化学性质时，进行了如图1所示的实验．

（1）小明组反应后A中溶液呈红色，则反应后溶液中的溶质是（酚酞除外）______；小红组做完A实验后溶液呈无色，用微观理论解释变无色的反应的实质______．
（2）小红组做B实验用于确认二氧化碳与氢氧化钠能发生化学反应（实验前K₁、K₂均处于关闭状态）．B实验全过程的操作及现象______．请写出氢氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式______．
（3）实验结束后，小军将以上同学做的A、B两个实验的废液均倒入同一个大烧杯中，观察到混合后的废液呈红色，由此产生疑问．
[提出问题]大烧杯的废液中含有哪些溶质？（酚酞除外）
[查阅资料]氯化钙溶液呈中性，CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl
[实验验证]取一定量的废液，逐滴加入氯化钙溶液，如图2为同学们根据部分实验现象绘制的关系曲线．
[实验结论]如果观察到的现象只有沉淀产生，溶液仍然为红色，则废液中的溶质为______；
如果观察到______，则废液中的溶质为______．

Answer 1

解：（1）反应后A中溶液呈红色，说明溶液显碱性，即氢氧化钠过量，氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，所以反应后的溶液中的溶质是氯化钠和氢氧化钠；盐酸电离出的氢离子和氢氧化钠电离出来的氢氧根离子反应生成水，溶液不显碱性了，红色就褪去；
（2）打开K₁时，氢氧化钠和二氧化碳反应，生成碳酸钠和水，使瓶内压强减小，在大气压的作用下，气球鼓起，打开K₂时，盐酸与反应生成的碳酸钠反应生成二氧化碳，使瓶内的压强增大，小气球重新变瘪；氢氧化钠与二氧化碳反应的反应物是氢氧化钠和二氧化碳，写在等号的左边，生成物是碳酸钠和水，写在等号的右边，用观察法配平即可，所以方程式是：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
（3）由图示可知从一开始就有白色沉淀产生，所以溶液中一定含有碳酸钠，又因为盐酸与氢氧化钠反应生成了氯化钠，碳酸钠和盐酸反应生成了氯化钠，所以溶液中还含有氯化钠，氯化钙反应完还显红色，说明溶液中还含有氢氧化钠，所以如果观察到的现象只有沉淀产生，溶液仍然为红色，则废液中的溶质为NaCl，Na₂CO₃ NaOH；如果观察到有白色沉淀生成，红色消失，说明溶液中含有氯化钠、碳酸钠，不含有氢氧化钠．
故答案为：（1）NaCl NaOH；H⁺和OH^-结合成为H₂O分子；（2）打开K₁，气球逐渐鼓起（变大），（关闭K₁），打开K₂，有大量气泡产生，且气球逐渐变瘪（变小）；2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；（3）NaCl，Na₂CO₃ NaOH；有白色沉淀产生，且红色消失，NaCl，Na₂CO₃．
分析：（1）小明组反应后A中溶液呈红色，说明溶液显碱性，即氢氧化钠过量，再根据氢氧化钠与盐酸反应的生成物，考虑反应后溶液中的溶质，根据酸碱反应的实质考虑参加反应的离子；（2）氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，打开K₁时，氢氧化钠和二氧化碳反应，使瓶内压强减小，在大气压的作用下，气球鼓起，打开K₂时，盐酸与反应生成的碳酸钠反应生成二氧化碳，使瓶内的压强增大，小气球变瘪，根据方程式的书写方法写出方程式；（3）根据两个反应可以判断含有的物质有哪些，溶液呈红色，则碱性物质为氢氧化钠或碳酸钠，根据与氯化钙反应的图象分析得出合理的结论．
点评：本题考查了氢氧化钠和盐酸的反应，以及氢氧化钠和二氧化碳的反应，完成此题，可以依据氢氧化钠的化学性质进行．所以要求同学们在平时的学习中加强基础知识的练习．