Question

化学小组同学为了验证碱的化学性质，设计了如下实验，请回答问题：

（1）实验Ⅰ：同学们从药品柜中取出了密封保存的NaOH溶液、Ca（OH）₂溶液、Ba（OH）₂溶液和Na₂CO₃溶液，分别用试管取样并滴加酚酞试液，观察到_________，得出结论：碱溶液能与指示剂作用。但是有同学立即纠正，不应该取用Na₂CO₃溶液进行实验，理由是_______。

（2）实验Ⅱ：为了验证碱溶液与二氧化碳的反应，乙组同学分别向盛有NaOH溶液Ca（OH）₂溶液和Ba（OH）₂ 溶液的三支试管中缓缓通入二氧化碳，发现有两支试管内出现了浑浊，经分析，他们写出了Ba（OH）₂与二氧化碳反应的化学方程式:_________。

（3）实验Ⅲ：为了验证碱能与酸发生中和反应，同学们提议，可以向实验Ⅰ中盛有氢氧化钠溶液的实验后的试管中加入盐酸，当观察到_________时，即可得出结论。

[拓展与应用]

已知:：BaCl₂、CaCl₂、Na₂SO₄ 溶液呈中性

（4）碱溶液具有相似的化学性质，是因为它们的溶液中都含有________。

（5）实验结束后，三个小组的同学将废液倒入同一个洁净的废液缸，倾倒过程中发现产生了气泡，最终得到红色透明的溶液。同学们分析，产生气泡是与实验Ⅲ所得的废液中含有的_______（填化学式）有关。

（6）老师提醒大家：废液需处理至pH=7，且钡离子是重金属离子，会对地下水造成严重的污染，应将它转化成难溶物。处理废水时除pH试纸外还可选用下列_________ （填序号）。

①CaCO₃    ②稀 H₂SO₄        ③Na₂SO₄ 溶液和稀HNO₃        ④Na₂CO₃ 溶液和Na₂SO₄溶液

Answer

试管内溶液变红 碳酸钠为盐类，不属于碱 溶液红色消失 氢氧根离子 HCl ②③

【解析】

（1）酚酞加入到碱性溶液中，使溶液变红，所以可以观察到试管内溶液变红；碳酸钠为盐，不含有氢氧根离子，不属于碱类，只是溶液显碱性；

（2）氢氧化钡与二氧化碳反应类似于氢氧化钙与二氧化碳的反应，所以二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和水，化学方程式为；

（3）盐酸与氢氧化钠反应后生成氯化钠和水，氯化钠溶液水显中性，酚酞不会使中性溶液变色，所以红色消失时，证明两者发生了反应；

（4）碱溶液由于其含有氢氧根离子，显示了碱的性质；

（5）实验中产生气泡，能产生气泡的为碳酸钠，其与酸反应生成二氧化碳，便可以观察到气泡，而在实验Ⅲ中加入了盐酸，所以产生气泡与盐酸有关，化学式为HCl；

（6）此时废液为红色透明溶液，所以废液显碱性，不含有碳酸钠，还有剩余的碱未反应， pH试纸可以测定溶液的pH值，判断是否达到中性，所以需要加入试剂中和剩余的碱，将钡离子转化为沉淀。

①、碳酸钠不会中和剩余的碱，溶液pH值无法达到7，所以①不可选择；

②、稀硫酸可以中和剩余的碱，同时硫酸根可以与钡离子生成硫酸钡沉淀，使溶液pH降为7，同时将钡离子转化为沉淀，所以②可以选择；

③、硫酸钠可以与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，稀硝酸可以中和剩余的碱，使溶液pH变为7，同时将钡离子沉淀，③可以选择；

④、碳酸钠和硫酸钠都可以将钡离子转化为沉淀，但是无法中和剩余的碱，溶液pH无法达到7，④不可选择；故选②③。