Question

4．在化学实验室，某小组同学实验时发现一瓶没有密封好的NaOH已经结块．
【提出问题】结块后的固体成分是什么？
【猜想与假设】
猜想一：固体为碳酸钠
猜想二：固体为碳酸钠和氢氧化钠．
用化学方程式表示固体中有碳酸钠的原因：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
【查阅资料】
Na₂CO₃溶液pH＞7，BaCl₂溶液pH=7，Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl
【进行实验】
从瓶中取出一定量的固体，加入足量水溶解，再将溶液分三等份分别装入A、B、C三支试管，进行如下实验．
【实验分析】
甲、乙、丙同学分别得出如下的结论：
甲同学：向B试管的溶液中滴加足量的稀盐酸，产生大量无色气体，则固体为Na₂CO₃，B试管中现象产生的原因是Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑（用化学方程式表示）．
乙同学：向A试管的溶液中加入几滴无色酚酞试液，溶液变红，则固体中一定含有NaOH．
丙同学：向溶液中加入Ca（OH）₂溶液，有白色沉淀产生，再向上层清液中滴加无色酚酞试液，溶液变红色，则固体为NaOH和Na₂CO₃．
【反思与评价】
丁同学认真分析上述三位同学的实验，认为他们的结论均有不足之处，并且做了正确的判断．
他认为固体中一定含有Na₂CO₃，可能含有NaOH．
为进一步确认猜想二正确，请你帮助他设计实验进行验证．

实验操作	实验现象	实验结论
		猜想二正确

【实验反思】
（1）试剂瓶中的固体结块的原因可能是氢氧化钠吸水潮解．
（2）在溶解固体时放出了一定的热量，依据此现象有同学认为该固体中一定有氢氧化钠，为验证该同学的结论是否正确，还应该进行的实验是取碳酸钠固体将其溶解，观察是否有放热现象．
（3）二氧化碳气体通入到氢氧化钠溶液中，戊同学说可以证明二者发生了反应，你同意（选填“同意”或“不同意”）戊同学的观点，理由是二氧化碳的体积会减少．
【实验反思】
戊同学又用下图所示装置进行实验来探究二氧化碳是否与氢氧化钠溶液反应．

（1）收集一瓶二氧化碳：打开止水夹K₁和K₃，关闭K₂，从分液漏斗向装置A中加入足量的稀盐酸，写出A中发生反应的化学方程式：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
当看到D中有大量浑浊产生时，CO₂已集满，写出D中发生的化学方程式：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应：
关闭止水夹K₁和K₃，打开止水夹K₂，从分液漏斗C中加入适量滴有酚酞的氢氧化钠溶液，直至实验结束，请写出C中发生反应的化学方程式：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．C中观察到的现象中，能证明CO₂与NaOH确实发生了化学反应的是C中有气泡产生．

Answer 1

分析 【猜想与假设】氢氧化钠存放时，若与空气接触，会与空气中的二氧化碳发生化学反应而变质，从而生成碳酸钠；
【实验分析】根据Na₂CO₃与稀盐酸反应有气泡冒出进行分析；
【反思与评价】氢氧化钠吸水后潮解，然后会与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠；既要证明氢氧化钠的存在，也要证明碳酸钠的存在；
【实验反思】（1）根据氢氧化钠固体易潮解来分析；
（2）同样要排除碳酸钠的干扰，即选择碳酸钠固体来完成一个对照实验即可；
（3）二氧化碳氢氧化钠的化学性质来分析；
【实验反思】（1）根据图示收集一瓶二氧化碳可知：要打开止水夹K₁和K₃、关闭K₂，根据书写化学方程式的步骤：写配注等，正确书写化学方程式；
（2）根据二氧化碳的化学性质解答，根据压强原理进行推理，正确书写化学方程式．

解答 解：【猜想与假设】氢氧化钠会与空气中的二氧化碳发生化学反应生成碳酸钠和水，从而变质，故答案为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
【实验分析】Na₂CO与稀盐酸反应有气泡冒出，同时生成氯化钠和水，发生反应的化学方程式为 Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；故答案为：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
【反思与评价】综合分析甲乙丙三位学生得出的结论，我们看出甲同学向滤液中加稀盐酸产生气泡，说明有碳酸钠，丙同学向滤液中加入氢氧化钙后产生沉淀说明存在着碳酸钠，故我们可以得出的结论是滤液中一定存在着碳酸钠，故填：Na₂CO₃；
要充分证明滤液中含有碳酸钠和氢氧化钠，我们要先验证碳酸钠的存在，然后在排除碳酸钠干扰的条件下验证氢氧化钠的存在，而排除干扰最好就把碳酸钠转化成沉淀或者气体，此时不能生成氢氧化钠，故可以加入氯化钙溶液，反应后过滤再加入酚酞试液，故填：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量样品与试管中，加入适量的水将其溶解，加入足量CaCl2溶液后，静置，向上层清液中在滴加无色酚酞试液	有白色沉淀生成，滴加无色酚酞试液后，上层溶液变成红色	猜想二正确

【实验反思】（1）氢氧化钠吸水易潮解，而变硬；故填：氢氧化钠吸水潮解；
（2）为了碳酸钠的干扰，取碳酸钠固体将其溶解，观察是否有放热现象；故填：取碳酸钠固体将其溶解，观察是否有放热现象；
（3）二氧化碳与氢氧化钠能够发生化学反应，故填：同意；二氧化碳的体积会减少；
【实验反思】解：（1）打开止水夹K₁和K₃、关闭K₂，从分液漏斗向装置A中加入足量的稀盐酸，稀盐酸与A中大理石反应生成二氧化碳，此时装置A中发生反应的化学方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
当看到D中有大量浑浊产生时，CO₂已集满，D中发生反应的化学方程式为：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）关闭K₁和K₃，打开止水夹K₂，从分液漏斗向装置C中加入适量滴有酚酞的氢氧化钠溶液，集气瓶中的二氧化碳与氢氧化钠反应，装置C中反应的化学方程式为：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
锥形瓶中的二氧化碳与氢氧化钠反应，压强变小，B装置中的压强大，就会将烧杯内的盐酸流入C中，然后盐酸与反应生成的碳酸钠反应，生成二氧化碳，因此有气泡生成；
故答案为：
（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中有气泡产生．

点评 解答这类题目时，首先，赏析问题情景，找到实验探究的反应原理，以及计算所要用到的数据；再根据实验的反应原理，利用所称取的样品进行实验探究，分析推断出该物质的组成成分．