Question

【題目】某同學在幫助實驗員整理化學試劑時發現了一瓶標簽殘缺的無色溶液（如圖甲所示），經實驗員分析可知原瓶溶液中的溶質可能是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一種，為確認溶液中的溶質，他設計并進行了如下探究活動。

（資料查閱）上述四種物質的相關信息如下：

物質	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
常溫下的溶解度/g	36	109	21.5	9.6
常溫下稀溶液的pH	7	13	11	9

請回答下列問題：

（實驗探究1）

如上圖乙所示，在操作①后可確定溶質不是NaCl，則實驗現象應是______；在進行操作②時有無色無味氣體產生，由此又可排除的物質是__________。

（探究結論）分析四種物質的相關信息，你認為該溶液中的溶質可能是上述四種物質中的______，你的判斷依據是__________。若上述探究結論是正確的，操作②發生反應的化學方程式為_____________。

（討論質疑）有同學認為以上分析不嚴密，需要進一步實驗確定，于是又進行了如下探究。

（實驗探究2）向操作①后試管中的溶液中滴加過量CaC12溶液（中性），充分反應后，試管中溶液顏色不變，又有白色沉淀產生。

（得出結論）通過實驗探究2可確定原瓶溶液中的溶質應該是_________。

（反思拓展）造成該溶液出現上述實驗現象的原因是______________（用化學方程式表示）。

Answer 1

【答案】溶液呈紅色 NaOH（或氫氧化鈉） Na2CO3（或碳酸鈉） 碳酸氫鈉飽和溶液的溶質質量分數不可能達到10%，而碳酸鈉溶液可以 NaOH（或氫氧化鈉）

【解析】

實驗探究1：

如上圖乙所示，在操作①后可確定溶質不是NaCl，則實驗現象應是溶液呈紅色，因為NaOH、Na2CO3、NaHCO3溶液均顯堿性，只有NaCl溶液顯中性；在進行操作②時有無色無味氣體產生，由此又可排除的物質是NaOH（或氫氧化鈉），因為Na2CO3、NaHCO3與稀鹽酸反應均有二氧化碳產生。

探究結論：

分析四種物質的相關信息，你認為該溶液中的溶質可能是上述四種物質中的Na2CO3（或碳酸鈉），依據是碳酸氫鈉飽和溶液的溶質質量分數不可能達到10%，而碳酸鈉溶液可以，常溫下碳酸氫鈉的溶解度為9.6g，飽和溶液的溶質質量分數為，若上述探究結論是正確的，該物質是Na2CO3，操作②中Na2CO3與稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，發生反應的化學方程式為。

得出結論：

通過實驗探究2，向操作①后試管中的溶液中滴加過量CaC12溶液（中性），充分反應后，試管中溶液顏色不變，又有白色沉淀產生，過量CaC12溶液將碳酸鈉消耗完，生成碳酸鈣白色沉淀，只有氫氧化鈉使無色酚酞溶液變紅，說明溶液中既有氫氧化鈉也有碳酸鈉，氫氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉，可確定原瓶溶液中的溶質應該是 NaOH（或氫氧化鈉）。

反思拓展：

造成該溶液出現上述實驗現象的原因是氫氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，反應的化學方程式為。