Question

【题目】向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳，反应的化学方程式为________，实验没有明显现象，若要证明两者发生了化学反应，你采取的实验方法是_______。

（1）但某同学在常温下向饱和的氢氧化钠溶液中通入二氧化碳时，发现溶液中出现了白色沉淀。同学们对此现象产生了浓厚的兴趣，准备对产生此现象的原因进行探究。

（查阅资料）①常温下部分物质的溶解度

物质名称	氢氧化钠	碳酸钠	碳酸氢钠
溶解度（单位：g）	109	21.5	9.6

②在碳酸钠溶液中不断通入二氧化碳可发生如下反应：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3

③碳酸氢钠溶液显碱性。

（提出问题）产生的白色沉淀是什么？

（提出猜想1）猜想①：可能是碳酸钠；猜想②：可能是碳酸氢钠；猜想③：可能是________

（设计实验1）小明向白色沉淀中加入大量水溶解得到溶液。向溶液中加入过量氯化钡溶液，观察到_____，过滤，向滤液中加入________，观察到溶液变为红色，得出结论猜想③成立。

（进一步探究）在氢氧化钠溶液中通入二氧化碳产生沉淀物与什么因素有关？

（提出猜想2）猜想①：可能与氢氧化钠溶液的浓度有关；猜想②：可能与通入的CO2气体量的多少有关。

（设计实验2）

（2）请帮助小明设计实验验证猜想①是否成立。

你的实验方案是：________

实验现象：________

实验结论：与NaOH溶液的浓度有关。

（3）进一步实验发现与通入的CO2气体量的多少也有关，最终得出猜想②也成立。

（拓展提升）向饱和的碳酸钠溶液中通入CO2气体，也有白色沉淀生成。

（4）分析生成沉淀的原因______，根据实验结论，写出一种鉴别饱和碳酸钠和碳酸氢钠溶液的方法____

（5）实验发现常温下，在一定溶质质量分数的碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳就能出现沉淀现象，该碳酸钠溶液的溶质质量分数应高于______（计算结果精确到0.1%）。

Answer 1

【答案】2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 向反应后的溶液中加过量稀盐酸，若有气泡冒出，则证明两者发生了化学反应（合理即可） 碳酸钠和碳酸氢钠 有白色沉淀生成 无色酚酞溶液 在相同体积的稀NaOH溶液和饱和NaOH溶液中分别通入等体积过量的CO2气体 稀NaOH溶液不变浑浊，饱和NaOH溶液变浑浊 生成的碳酸氢钠在常温下溶解度小，结晶析出 向样品溶液中分别通入过量CO2，若变浑浊则为饱和碳酸钠溶液，若无明显现象，则为饱和碳酸氢钠溶液 5.7%

【解析】

向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳，反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，实验没有明显现象，若要证明两者发生了化学反应，证明有碳酸钠生成即可。采取的实验方法：取反应后的溶液滴入过量稀盐酸，观察到有气泡产生，是因为二氧化碳和氢氧化钠反应生成的碳酸钠能和稀盐酸反应生成二氧化碳气体。

（1）提出猜想：

猜想：可能是碳酸钠；猜想②：可能是碳酸氢钠；猜想③：可能是碳酸钠和碳酸氢钠；

设计实验1：

向溶液中加入过量氯化钡溶液，观察到产生白色沉淀，是因为碳酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠过滤，向滤液中加入酚酞试液，观察到溶液变为红色，说明溶液中含有碳酸氢钠（显碱性，可以使酚酞试液变红），得出结论猜想③成立；

设计实验2：

（2）猜想①：可能与氢氧化钠溶液的浓度有关；

实验方案是：分别向等体积饱和氢氧化钠溶液和稀氢氧化钠溶液中通入等体积二氧化碳；

实验现象：稀NaOH溶液不变浑浊，饱和NaOH溶液变浑浊；

实验结论：与NaOH溶液的浓度有关；

（4）生成沉淀的原因：碳酸钠和水、二氧化碳反应生成碳酸氢钠，常温下碳酸氢钠的溶解度远小于碳酸钠的溶解度，结晶析出；鉴别饱和碳酸钠和碳酸氢钠溶液的方法：向溶液中不断通入二氧化碳气体，产生沉淀的溶液是碳酸钠溶液，不产生沉淀的溶液是碳酸氢钠溶液。

（5）设碳酸钠溶液质量是1g，溶质质量分数是x，根据题意有：

当形成的碳酸氢钠溶液恰好饱和时有： ，x≈5.7%

即当碳酸钠溶液的溶质质量分数大于5.7%时才能够产生沉淀。