Question

小明同学在理化实验考查中抽到的考题是“探究某种盐的性质”，他按照实验流程将一定质量未知白色固体溶于水配成溶液，再用贴有标号的3支试管分别取适量上述溶液，按照如图所示的方法进行试验。(氯化钙溶液呈中性)

实验现象：①溶液变红  ②_____________  ③产生白色沉淀

请你帮小明将实验现象补充完整。根据以上现象，小明得出结论：白色固体为碳酸钠。

考试结束后，小明和小伙伴们讨论结果，发现了两个问题，他们就这两个问题请教老师，并在老师的指导下继续进行了探究实验。

问题一：白色固体一定是碳酸钠吗？

小华认为有可能是碳酸钾，小红认为还有可能是碳酸钙，小明认为小红的说法一定不对，理由是_________________。

小明设计了方案定量研究：称取样品5.3g，加入足量的稀盐酸，产生气体的质量为2.2g。请你推断，该白色固体应为__________。

问题二：碳酸钠溶液为什么能使酚酞试液变红？

【提出问题】酚酞试液变红究竟与溶液中哪种微粒有关呢？

【进行实验】同学们取了三份酚酞试液进行如图实验：

(1) 实验1的目的是为了说明水分子不能使酚酞变红；

(2) 实验2的目的是为了说明___________________；

(3) 小明同学认为实验1没必要做，你认为小明的理由是_________；

(4) 实验3滴入碳酸钠溶液，振荡，酚酞试液变红，向变红后的溶液中再滴加过量的氯化钙溶液，振荡，观察到______________的现象。

【得出结论】酚酞试液变红与溶液中的__________(填离子符号)有关。

【实验反思】若将步骤(4)中的氯化钙溶液换成石灰水，能否得出同样的结论？_____(填“能”或“不能”)，原因是________________。

Answer

有气泡产生 碳酸钙不溶 固体为Na2CO3 Na+不能使酚酞变红 NaCl溶液中有水分子 产生白色沉淀，溶液由红色变成无色 CO 不能 Ca(OH)2与Na2CO3反应能生成NaOH，溶液仍为红色

【解析】实验现象：滴入酚酞试液变红色，说明该盐溶液呈碱性；滴入氢氧化钙沉淀了白色沉淀，根据酸碱盐的溶解性可知该白色沉淀应是碳酸钙，故该盐含有碳酸根离子。含有碳酸根离子的物质中加入稀盐酸会产生大量的气泡，生成的是二氧化碳气体，故现象是：产生气泡；

问题一：该碳酸盐溶液能使无色酚酞变红色，那么可能是碳酸钠胡碳酸钾。由于碳酸钙难溶于水，故不可能是碳酸钙；称取样品5.3g，加入足量的稀盐酸，产生气体的质量为2.2g，即该盐与二氧化碳反应的质量比为53：22 ，碳酸钾与二氧化碳反应的质量比为138:44=69:22；碳酸钠与二氧化碳反应的质量比=106:44=53:22；故该白色固体是碳酸钠 。

【进行实验】碳酸钠溶液中含有的离子有：水分子、钠离子、碳酸根离子，可采用控制变量法来确定。（2）实验1的目的是为了说明水分子不能使酚酞变红；实验2加入氯化钠溶液，即加入了钠离子，酚酞不变色，说明Na+不能使酚酞变红；（3）氯化钠溶液中含有水分子、钠离子和氯离子，在氯化钠溶液中滴入酚酞试液不变红，即可说明水分子不能使无色酚酞变色，故实验1没必要做；（4）碳酸钠与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，氯化钠溶液呈中性，不能使无色酚酞变红。故能观察到的现象是产生白色沉淀，溶液由红色变成无色；【得出结论】碳酸钠溶液中含有的离子有：水分子、钠离子、碳酸根离子，水分子和钠离子均不能使无色酚酞变红，加入氯化钙溶液除去了碳酸根离子后，溶液由红色变成无色，说明酚酞试液变红与溶液中的碳酸根离子有关；【实验反思】若将步骤(4)中的氯化钙溶液换成石灰水，碳酸钠与氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，氢氧化钠呈碱性，会对实验造成干扰，故不能用石灰水代替氯化钙溶液。

点睛：能使无色酚酞变红的溶液呈碱性，除碱溶液呈碱性以外，碳酸钠、碳酸氢钠等某些盐溶液也呈碱性。碳酸根离子的检验是用稀盐酸，然后将产生的气体通入到澄清的石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明生成了二氧化碳，即证明含有碳酸根离子。