Question

13．已知CO₂通入澄清石灰水中，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO₂氣體由渾濁又變澄清，CaCO₃+H₂O+CO₂═Ca（HCO₃）₂，由此某化學(xué)興趣小組欲探究CO₂與NaOH溶液反應(yīng)后的溶質(zhì)組成．
【提出問題】CO₂與NaOH溶液反應(yīng)后的溶質(zhì)組成
【查閱資料】①、NaHCO₃+NaOH═Na₂CO₃+H₂O
②、鹽酸滴入碳酸鈉溶液中，實際反應(yīng)分兩步進行
第一步反應(yīng)：Na₂CO₃+HCl═NaCl+NaHCO₃
第二步反應(yīng)：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑
【提出猜想】猜想1：溶質(zhì)為Na₂CO₃
猜想2：溶質(zhì)為Na₂CO₃和NaOH（填化學(xué)式，以下同）
猜想3：溶質(zhì)為NaHCO₃和Na₂CO₃
猜想4：溶質(zhì)為NaHCO₃
【實驗方案】Ⅰ甲組同學(xué)為確定CO₂與NaOH溶液反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)組成，設(shè)計如下實驗方案．
（1）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，過濾后向溶液中加入足量的稀鹽酸無氣泡產(chǎn)生，則溶質(zhì)為Na₂CO₃或Na₂CO₃和NaOH．
（2）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若無白色沉淀生成，溶液中加入足量的稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，則溶質(zhì)為NaHCO₃．
（3）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，過濾后向溶液中加入足量的稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，則溶質(zhì)為NaHCO₃和Na₂CO₃．
Ⅱ乙組同學(xué)根據(jù)甲組同學(xué)的猜想，通過定量分析繪制出向所得溶液中逐滴加入稀鹽酸的質(zhì)量與生成二氧化碳的質(zhì)量關(guān)系示意圖，請根據(jù)圖象確定溶質(zhì)成分．

Answer 1

分析 【查閱資料】根據(jù)CO₂通入澄清石灰水中，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO₂氣體由渾濁又變澄清，CaCO₃+H₂O+CO₂=Ca（HCO₃）₂，進行類比分析；
【實驗方案】根據(jù)CaCO₃為白色沉淀，Ca（HCO₃）₂可溶，碳酸鹽和碳酸氫鹽都可以與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳氣體分析；

解答 解：【查閱資料】CO₂與NaOH溶液反應(yīng)可能為①二氧化碳不足，反應(yīng)后的溶質(zhì)組成為Na₂CO₃和剩余的NaOH；②CO₂與NaOH溶液反應(yīng)生成Na₂CO₃，反應(yīng)后的溶質(zhì)組成為Na₂CO₃；③二氧化碳稍過量，由于部分Na₂CO₃反應(yīng)生成NaHCO₃，反應(yīng)后的溶質(zhì)組成為NaHCO₃和Na₂CO₃；④二氧化碳過量，由于全部Na₂CO₃反應(yīng)生成NaHCO₃，反應(yīng)后的溶質(zhì)組成為NaHCO₃；
【實驗方案】（1）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，說明溶液中含有Na₂CO₃，并且已經(jīng)被除盡；過濾后向溶液中加入足量的稀鹽酸無氣泡產(chǎn)生，說明沒有NaHCO₃；則溶質(zhì)為Na₂CO₃或Na₂CO₃和NaOH；
（2）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若沒有白色沉淀生成，說明溶液中沒有Na₂CO₃，并且已經(jīng)被除盡；過濾后向溶液中加入足量的稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，說明有NaHCO₃；則溶質(zhì)為NaHCO₃；
（3）向所得溶液中加入足量的CaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，說明溶液中含有Na₂CO₃，并且已經(jīng)被除盡；過濾后向溶液中加入足量的稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，說明有NaHCO₃；則溶質(zhì)為NaHCO₃和Na₂CO₃；
Ⅱ根據(jù)鹽酸滴入碳酸鈉溶液中，實際反應(yīng)分兩步進行：第一步反應(yīng)：Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃；第二步反應(yīng)：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑；
B圖可以看到隨著加入鹽酸立即又氣體產(chǎn)生，說明溶質(zhì)為NaHCO₃；
C圖對比A圖來看，比只有Na₂CO₃時多消耗了一些鹽酸才有氣體產(chǎn)生，說明溶質(zhì)除了Na₂CO₃外還有NaOH；
D圖對比A圖來看，比只有Na₂CO₃時生成氣體時多消耗了一些鹽酸，說明溶質(zhì)除了Na₂CO₃外還有NaHCO₃；
故答案為：【查閱資料】；Na₂CO₃和NaOH；NaHCO₃和Na₂CO₃；NaHCO₃；
【實驗方案】（1）Na₂CO₃或Na₂CO₃和NaOH；（2）NaHCO₃；（3）NaHCO₃和Na₂CO₃；
B、NaHCO₃；C、Na₂CO₃和NaOH；D、Na₂CO₃和NaHCO₃．

點評 本題為未知物的推斷，主要考查了未知物的檢驗方法，題目難度較大，明確常見物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)及檢驗方法是解題關(guān)鍵．