Question

化學興趣小組對實驗室的某廢液的成分進行探究，老師告訴他們廢液中可能含有：NaOH、Na₂CO₃、CuSO₄中的一種或幾種．為確定廢液的組成，該小組同學做了如下探究：
[實驗步驟]
（1）小軍觀察到廢液為無色溶液，于是他判斷廢液中一定沒有

CuSO₄

．
（2）小敏取出適量廢液，向其中滴加幾滴無色酚酞溶液，溶液呈紅色，她判斷廢液一定含有NaOH．但是小旻提出質疑．他認為小敏的判斷不一定正確，他的理由是

Na₂CO₃溶液呈堿性

．
（3）為了證明小旻的判斷，小軍取少量廢液于試管中，向廢液中滴加過量的CaCl₂溶液，并不斷振蕩．觀察到有

白色沉淀

生成，說明廢液中一定有碳酸鈉．
（4）靜置后，取步驟（3）試管中的少量上層清液，滴加幾滴酚酞溶液．小軍觀察到溶液不變色．說明廢液中一定沒有

NaOH

．
[實驗結論]
①廢液中含有

Na₂CO₃

．
②實驗室的廢液未經處理直接倒入下水道是不允許的，他們的理由是

廢液易造成水體污染

（寫一條）．
[實驗反思]
不僅堿溶液可以使酚酞溶液變紅，Na₂CO₃溶液也能使酚酞溶液變紅．堿溶液可以使酚酞溶液變紅，是因為堿在水溶液中解離出了OH^-，那么Na₂CO₃溶液中究竟是哪種粒子可以使酚酞溶液變紅呢？小軍他們又設計了如圖三個實驗，請你和他們一起探究．
①實驗Ⅰ可以證明

Na⁺不能使酚酞試液變紅

．
②實驗Ⅱ加入蒸餾水的目的是

水分子不能使酚酞變紅

．小組內有同學認為實驗Ⅱ沒必要做，你認為他們的理由是

酚酞試液中含有水分子

．
③實驗Ⅲ滴入Na₂CO₃溶液，振蕩，酚酞溶液變紅，向變紅后的溶液中再逐漸滴入過量的CaCl₂溶液，紅色逐漸消失，同時還觀察到產生

產生白色沉淀

現象．反應的化學方程式為

Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl

．由實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得出結論：CO₃^2-可以使酚酞溶液變紅．

Answer 1

分析：根據已有的知識進行分析，硫酸銅溶液是藍色的，氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液都呈堿性，都能使酚酞試液變紅，碳酸鈉能與氯化鈣反應生成碳酸鈣白色沉淀，據此解答即可．

解答：解：（1）硫酸銅溶液是藍色的，而廢液為無色溶液，說明一定不含有硫酸銅，故填：CuSO₄；
（2）氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液都呈堿性，都能使酚酞試液變紅，所以酚酞試液變紅，不能說明一定含有氫氧化鈉，故填：Na₂CO₃溶液呈堿性；
（3）碳酸鈉能與氯化鈣溶液反應生成碳酸鈣白色沉淀，一定含有碳酸鈉，則加入氯化鈣會出現白色沉淀，故填：白色沉淀；
（4）碳酸鈉能與氯化鈣溶液反應生成碳酸鈣白色沉淀和氯化鈉，滴入酚酞試液不變色，說明一定不含有氫氧化鈉，故填：NaOH；
實驗結論：①根據實驗可以看出，廢液中含有碳酸鈉，故填：Na₂CO₃；
②廢液中含有的物質會造成水體污染，不能直接排放到下水道中，故填：廢液易造成水體污染；
實驗反思：①實驗Ⅰ是在氯化鈉溶液中加入酚酞試液，試液不變色，證明鈉離子不能使酚酞變色，故填：Na⁺不能使酚酞試液變紅；
②實驗Ⅱ加入蒸餾水，在蒸餾水中酚酞不變色，證明水分子不能使酚酞變色，由于酚酞試液中本身就含有水分子，該實驗沒有必要做，故填：水分子不能使酚酞變紅，酚酞試液中含有水分子；
③滴入氯化鈣溶液，能與碳酸鈉溶液反應生成碳酸鈣白色沉淀和氯化鈉，紅色褪去是由于碳酸根離子消失，故說明碳酸鈉溶液中使酚酞變色的是碳酸根離子，故填：產生白色沉淀，Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl．

點評：本題考查了物質成分的推斷以及溶液中使指示劑變色的離子的實驗探究，完成此題，可以依據已有的物質的性質結合物質間反應的實驗現象進行．