Question

【題目】小明同學(xué)在理化實驗考查中抽到的考題是“探究某種鹽的性質(zhì)”，他按照實驗流程將一定質(zhì)量未知白色固體溶于水配成溶液，再用貼有標(biāo)號的3支試管分別取適量上述溶液，按照如圖所示的方法進行試驗。(氯化鈣溶液呈中性)

實驗現(xiàn)象：①溶液變紅 ②_____________ ③產(chǎn)生白色沉淀

請你幫小明將實驗現(xiàn)象補充完整。根據(jù)以上現(xiàn)象，小明得出結(jié)論：白色固體為碳酸鈉。

考試結(jié)束后，小明和小伙伴們討論結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了兩個問題，他們就這兩個問題請教老師，并在老師的指導(dǎo)下繼續(xù)進行了探究實驗。

問題一：白色固體一定是碳酸鈉嗎？

小華認(rèn)為有可能是碳酸鉀，小紅認(rèn)為還有可能是碳酸鈣，小明認(rèn)為小紅的說法一定不對，理由是_________________。

小明設(shè)計了方案定量研究：稱取樣品5.3g，加入足量的稀鹽酸，產(chǎn)生氣體的質(zhì)量為2.2g。請你推斷，該白色固體應(yīng)為__________。

問題二：碳酸鈉溶液為什么能使酚酞試液變紅？

【提出問題】酚酞試液變紅究竟與溶液中哪種微粒有關(guān)呢？

【進行實驗】同學(xué)們?nèi)×巳�份酚酞試液進行如圖實驗：

(1) 實驗1的目的是為了說明水分子不能使酚酞變紅；

(2) 實驗2的目的是為了說明___________________；

(3) 小明同學(xué)認(rèn)為實驗1沒必要做，你認(rèn)為小明的理由是_________；

(4) 實驗3滴入碳酸鈉溶液，振蕩，酚酞試液變紅，向變紅后的溶液中再滴加過量的氯化鈣溶液，振蕩，觀察到______________的現(xiàn)象。

【得出結(jié)論】酚酞試液變紅與溶液中的__________(填離子符號)有關(guān)。

【實驗反思】若將步驟(4)中的氯化鈣溶液換成石灰水，能否得出同樣的結(jié)論？_____(填“能”或“不能”)，原因是________________。

Answer 1

【答案】 有氣泡產(chǎn)生 碳酸鈣不溶 固體為Na2CO3 Na+不能使酚酞變紅 NaCl溶液中有水分子 產(chǎn)生白色沉淀，溶液由紅色變成無色 CO 不能 Ca(OH)2與Na2CO3反應(yīng)能生成NaOH，溶液仍為紅色

【解析】實驗現(xiàn)象：滴入酚酞試液變紅色，說明該鹽溶液呈堿性；滴入氫氧化鈣沉淀了白色沉淀，根據(jù)酸堿鹽的溶解性可知該白色沉淀應(yīng)是碳酸鈣，故該鹽含有碳酸根離子。含有碳酸根離子的物質(zhì)中加入稀鹽酸會產(chǎn)生大量的氣泡，生成的是二氧化碳氣體，故現(xiàn)象是：產(chǎn)生氣泡；

問題一：該碳酸鹽溶液能使無色酚酞變紅色，那么可能是碳酸鈉胡碳酸鉀。由于碳酸鈣難溶于水，故不可能是碳酸鈣；稱取樣品5.3g，加入足量的稀鹽酸，產(chǎn)生氣體的質(zhì)量為2.2g，即該鹽與二氧化碳反應(yīng)的質(zhì)量比為53：22 ，碳酸鉀與二氧化碳反應(yīng)的質(zhì)量比為138:44=69:22；碳酸鈉與二氧化碳反應(yīng)的質(zhì)量比=106:44=53:22；故該白色固體是碳酸鈉 。

【進行實驗】碳酸鈉溶液中含有的離子有：水分子、鈉離子、碳酸根離子，可采用控制變量法來確定。（2）實驗1的目的是為了說明水分子不能使酚酞變紅；實驗2加入氯化鈉溶液，即加入了鈉離子，酚酞不變色，說明Na+不能使酚酞變紅；（3）氯化鈉溶液中含有水分子、鈉離子和氯離子，在氯化鈉溶液中滴入酚酞試液不變紅，即可說明水分子不能使無色酚酞變色，故實驗1沒必要做；（4）碳酸鈉與氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，氯化鈉溶液呈中性，不能使無色酚酞變紅。故能觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀，溶液由紅色變成無色；【得出結(jié)論】碳酸鈉溶液中含有的離子有：水分子、鈉離子、碳酸根離子，水分子和鈉離子均不能使無色酚酞變紅，加入氯化鈣溶液除去了碳酸根離子后，溶液由紅色變成無色，說明酚酞試液變紅與溶液中的碳酸根離子有關(guān)；【實驗反思】若將步驟(4)中的氯化鈣溶液換成石灰水，碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)會生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，氫氧化鈉呈堿性，會對實驗造成干擾，故不能用石灰水代替氯化鈣溶液。