Question

小鹏与小明做完酸、碱、盐相关性质验证的实验后，很感兴趣地把稀硫酸、氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液混合在一起 ，看到有大量气泡生成。他们对反应后溶液中溶质的成分很好奇，请你与他们一起进行探究。

[提出问题]

反应后溶液中溶质的成分是什么？

[猜想假设]

猜想①： Na₂SO₄、 Na₂CO₃；

猜想②： Na₂SO₄、 Na₂CO₃、 NaOH；

猜想③： Na₂SO₄、 H₂SO₄、 Na₂CO₃；

猜想④： Na₂SO₄、H₂SO₄；

猜想⑤： Na₂SO₄。

上述猜想中，你认为不合理的是猜想_____（填序号）。

[实验探究]

（1）小鹏取少量该溶液于试管中，向其中滴加无色酚酞，发现溶液颜色无变化。据此，他认为猜想⑤是正确的。你认为他的结论是_____（选填“合理”或“不合理”）的，理由是_____。

（2）小明向盛有少量氧化铜粉末的试管中加入适量该溶液，振荡，溶液变蓝。

[实验结论]

根据上述实验探究，你认为猜想_____（填序号）是正确的；

[拓展应用]

工厂和实验室的酸性废水必须处理至中性再排放，这样做的意义是_____（答一点即可）。

Answer

②③ 不合理 酚酞在酸性和中性溶液中都呈无色。滴加无色酚酞，溶液颜色无变化，无法判断溶液呈中性还是呈酸性，因此仅凭该实验无法确定溶液中溶质的成分只有Na2SO4 ④ 防止水体污染（或防止酸性废水腐蚀金属排水管）

【解析】

实验过程中把稀硫酸、氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液混合在一起，稀硫酸先和氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠和水，没有气泡生成；氢氧化钠溶液反应完，稀硫酸和碳酸钠溶液反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，就会看到有大量气泡生成。本题中实验现象是看到有大量气泡生成，说明氢氧化钠已经反应完，稀硫酸和碳酸钠已经发生反应，但碳酸钠可能反应完，可能有剩余，稀硫酸也是可能反应完，可能有剩余。因为稀硫酸和碳酸钠能发生反应，所以不可能同时存在。

[猜想假设]

根据分析，反应后的溶液中一定含有Na2SO4，可能含有Na2CO3，也可能含有H2SO4，但Na2CO3和H2SO4不能同时存在。因此猜想合理的是：①④⑤，不合理的是：②③。猜想②不合理的原因是：因为实验中看到有大量气泡生成，说明氢氧化钠溶液已经反应完，不可能存在氢氧化钠；猜想③不合理的原因是：H2SO4和Na2CO3两种物质之间要发生反应，不可能同时存在。

[实验探究]

（1）小鹏取少量该溶液于试管中，向其中滴加无色酚酞，发现溶液颜色无变化。据此，他认为猜想⑤是正确的，这个结论是不合理的。其理由是：酚酞在酸性和中性溶液中都呈无色，所以滴加无色酚酞，溶液颜色无变化，无法判断溶液一定呈中性，该溶液也可能呈酸性，猜想④⑤滴加酚酞现象相同。

[实验结论]

氧化铜能和稀硫酸反应生成硫酸铜和水。小明向盛有少量氧化铜粉末的试管中加入适量该溶液，振荡，溶液变蓝，说明溶液中含有硫酸，因此根据上述实验探究，猜想④是正确的。

[拓展应用]

酸性废水直接排放会污染水资源；如果排水管是金属的比如铸铁管，酸性废水还会腐蚀水管。因此工厂和实验室的酸性废水必须处理至中性再排放，这样做的意义是：防止水体污染（或防止酸性废水腐蚀金属排水管）。