Question

1．已知CO₂通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，继续通CO₂气体由浑浊又变澄清，CaCO₃+H₂O+CO₂=Ca（HCO₃）₂，由此某化学兴趣小组欲探究CO₂与NaOH溶液反应后的溶质组成．
【提出问题】CO₂与NaOH溶液反应后的溶质组成
【查阅资料】①、NaHCO₃+NaOH═Na₂CO₃+H₂O
②、盐酸滴入碳酸钠溶液中，实际反应分两步进行
第一步反应：Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃
第二步反应：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑
【提出猜想】猜想1：溶质为Na₂CO₃
猜想2：溶质为Na₂CO₃和NaOH（填化学式，以下同）
猜想3：溶质为NaHCO₃和Na₂CO₃
猜想4：溶质为NaHCO₃
【实验方案】Ⅰ甲组同学为确定CO₂与NaOH溶液反应后所得溶液中溶质组成，设计如下实验方案．
（1）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，过滤后向溶液中加入足量的稀盐酸无气泡产生，则溶质为Na₂CO₃或Na₂CO₃和NaOH．
（2）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若无白色沉淀生成，溶液中加入足量的稀盐酸有气泡产生，则溶质为NaHCO₃．
（3）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，过滤后向溶液中加入足量的稀盐酸有气泡产生，则溶质为NaHCO₃和Na₂CO₃．
Ⅱ乙组同学根据甲组同学的猜想，通过定量分析绘制出向所得溶液中逐滴加入稀盐酸的质量与生成二氧化碳的质量关系示意图，请根据图象确定溶质成分．

Answer 1

分析 【查阅资料】根据CO₂通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，继续通CO₂气体由浑浊又变澄清，CaCO₃+H₂O+CO₂=Ca（HCO₃）₂，进行类比分析；
【实验方案】根据CaCO₃为白色沉淀，Ca（HCO₃）₂可溶，碳酸盐和碳酸氢盐都可以与稀盐酸反应生成二氧化碳气体分析；

解答 解：【查阅资料】CO₂与NaOH溶液反应可能为①二氧化碳不足，反应后的溶质组成为Na₂CO₃和剩余的NaOH；②CO₂与NaOH溶液反应生成Na₂CO₃，反应后的溶质组成为Na₂CO₃；③二氧化碳稍过量，由于部分Na₂CO₃反应生成NaHCO₃，反应后的溶质组成为NaHCO₃和Na₂CO₃；④二氧化碳过量，由于全部Na₂CO₃反应生成NaHCO₃，反应后的溶质组成为NaHCO₃；
【实验方案】（1）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，说明溶液中含有Na₂CO₃，并且已经被除尽；过滤后向溶液中加入足量的稀盐酸无气泡产生，说明没有NaHCO₃；则溶质为Na₂CO₃或Na₂CO₃和NaOH；
（2）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若没有白色沉淀生成，说明溶液中没有Na₂CO₃，并且已经被除尽；过滤后向溶液中加入足量的稀盐酸有气泡产生，说明有NaHCO₃；则溶质为NaHCO₃；
（3）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，说明溶液中含有Na₂CO₃，并且已经被除尽；过滤后向溶液中加入足量的稀盐酸有气泡产生，说明有NaHCO₃；则溶质为NaHCO₃和Na₂CO₃；
Ⅱ根据盐酸滴入碳酸钠溶液中，实际反应分两步进行：第一步反应：Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃；第二步反应：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑；
B图可以看到随着加入盐酸立即又气体产生，说明溶质为NaHCO₃；
C图对比A图来看，比只有Na₂CO₃时多消耗了一些盐酸才有气体产生，说明溶质除了Na₂CO₃外还有NaOH；
D图对比A图来看，比只有Na₂CO₃时生成气体时多消耗了一些盐酸，说明溶质除了Na₂CO₃外还有NaHCO₃；
故答案为：【查阅资料】；Na₂CO₃和NaOH；NaHCO₃和Na₂CO₃；NaHCO₃；
【实验方案】（1）Na₂CO₃或Na₂CO₃和NaOH；（2）NaHCO₃；（3）NaHCO₃和Na₂CO₃；
B、NaHCO₃；C、Na₂CO₃和NaOH；D、Na₂CO₃和NaHCO₃．

点评 本题为未知物的推断，主要考查了未知物的检验方法，题目难度较大，明确常见物质的化学性质及检验方法是解题关键．