Question

某校九年级“我们爱化学”活动小组的同学，在探究碱的化学性质时，完成了如图所示的A、B两个实验。请你回答下列问题：

（1）A实验中酚酞的作用是_____，所发生的化学反应方程式为_____。

（2）B实验中可观察到的现象是_____；Na₂CO₃的俗名是_____。

（3）实验后，将两支试管中的废液都倒入废液杯C中，发现混合废液浑浊并显红色。

（分析思考）同学们经过思考一致认为，混合废液显红色是B实验后试管中的溶质与A实验后试管中的酚酞反应的结果。

（提出问题）B实验后试管中的溶质是什么？

（作出猜想）猜想一：试管中的溶质是NaOH；猜想二：试管中的溶质是_____；猜想三：试管中的溶质是Ca（OH）₂和NaOH。

（实验验证）华雪同学利用废液杯C中的混合废液来确定B实验后试管中的溶质：将一定质量的废液过滤，取10g滤液并向其中逐滴加入质量分数为7.3%的稀盐酸，当加入稀盐酸的质量为20g时反应完全，继续加入稀盐酸，气体的质量不再增加，根据反应现象得到如上最右图所示的图像。

（实验结论）定性结论：分析图像得出：猜想二是正确的，产生的气体是_____（填化学式）；猜想一和猜想三是错误的，原因是_____。

定量结论：10g废液中含有Na₂CO₃_____g；NaOH_____g。

（拓展提升）①请另外设计一个实验，定性证明上述猜想二是正确的：_____。

②测定C烧杯内上层清液的pH的方法是_____。

Answer

帮助判断稀盐酸和氢氧化钠是否发生反应 NaOH+HCl=NaCl+H2O 澄清石灰水变浑浊 纯碱（或苏打） Na2CO3和NaOH CO2 稀盐酸和Ca(OH)2、NaOH反应不会有气体生成（合理即可） 1.06 0.8 向废液中加入足量的氯化钙 (或氯化钡)溶液充分反应后产生白色沉淀，向过滤后的滤液中加入无色酚酞试液，呈红色，证明猜想二正确 用洁净干燥的玻璃棒蘸取少量上层清液滴在pH试纸上，再与标准比色卡比较，读出pH

【解析】

根据中和反应原理、极限假设法以及化学反应图象和化学反应原理解答。

（1）由于稀盐酸和氢氧化钠反应没有任何现象，要借助酚酞帮助判断稀盐酸和氢氧化钠是否发生反应，稀盐酸和氢氧化钠发生中和反应生成氯化钠和水，故填：帮助判断稀盐酸和氢氧化钠是否发生反应；NaOH+HCl=NaCl+H2O。

（2）B实验中碳酸钠和氢氧化钙发生反应生成碳酸钙和水，所以看到的实验现象是澄清石灰水变浑浊，Na2CO3的俗称是纯碱（或苏打），故填：澄清石灰水变浑浊；纯碱（或苏打）。

（3）[作出猜想]

碳酸钠溶液与氢氧化钙溶液恰好完全反应时，溶质只有NaOH，碳酸钠过量时，溶质为Na2CO3和NaOH，氢氧化钙溶液过量时，溶质为Ca(OH)2和NaOH，所以猜想二为Na2CO3和NaOH，故填：Na2CO3和NaOH。

[实验结论]

根据题意和分析图象得出，稀盐酸和Ca(OH)2、NaOH反应不会有气体生成，所以猜想一和猜想三是错误的，猜想二是正确的，产生的气体是CO2；从图中可以看出生成CO2的质量是0.44g，设碳酸钠的质量为x，与碳酸钠反应的HCl的质量为y

x=1.06g

y=0.73g

加入20g 7.3%的稀盐酸中含有HCl的质量为20g×7.3%=1.46g，则与NaOH反应的HCl的质量为1.46g-0.73g=0.73g，设NaOH的质量为z

z=0.8g

由于混合物废液中没有Ca(OH)2，所以Ca(OH)2的质量为0g。

故填：CO2；稀盐酸和Ca(OH)2、NaOH反应不会有气体生成（合理即可）；1.06；0.8。

[拓展提升]

①由于Na2CO3溶液可以与氯化钙溶液或氯化钡溶液反应生成白色沉淀，加入足量的氯化钙溶液或氯化钡溶液可以将Na2CO3反应完，氯化钙溶液或氯化钡溶液显中性，如果有氢氧化钠，则混合容易仍为红色。故填：向废液中加入足量的氯化钙 (或氯化钡)溶液充分反应后产生白色沉淀，向过滤后的滤液中加入无色酚酞试液，呈红色，证明猜想二正确。

②测定C烧杯内上层清液的pH的方法是：用洁净干燥的玻璃棒蘸取少量上层清液滴在pH试纸上，再与标准比色卡比较，读出pH，故填：用洁净干燥的玻璃棒蘸取少量上层清液滴在pH试纸上，再与标准比色卡比较，读出pH。