Question

4．學校小組的同學在實驗室中進行探究實驗，請你參與進來：

圖1實驗中，通過甲中紅色溶液變成無色的現象，證明了稀鹽酸和氫氧化鈣發生了反應．
向乙中滴加稀鹽酸一段時間后，溶液的鹽酸一直沒有發生變化，卻出現了氣泡．產生上述現象的原因是氫氧化鈉在空氣中與二氧化碳反應變質生成可溶性的碳酸鈉且氫氧化鈉剩余，氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液均顯堿性，加入稀鹽酸時，氫氧化鈉先與鹽酸反應，生成氯化鈉和水．氫氧化鈉被鹽酸耗盡后，鹽酸再與碳酸鈉反應，生成二氧化碳氣體；
【繼續實驗】將兩支試管的廢液混合在同一燒杯中，出現了圖2的現象，同學們對廢液中的離子成分展開探究：
【提出問題】廢液中含有哪些離子？
【猜想與假設】甲的猜想：Na⁺、Cl^-、CO₃^2-
乙的猜想：Na⁺、Cl^-、Ca²⁺
你的猜想：Na⁺、Cl^-、Ca²⁺、H⁺
上述猜想中，錯誤的是甲的猜想，理由是最終得到無色溶液，說明甲中生成的氯化鈣未與乙中的碳酸鈉反應，即鈣離子一定存在于溶液中，碳酸根離子一定不能存在于溶液中；
【實驗探究】取無色溶液少量于試管中，滴加紫色石蕊溶液，出現紫色溶液變成紅色，證明“你的猜想”成立．
【歸納與總結】通過上述實驗我們能夠總結出：在確定化學反應后所得溶液中的離子成分時，只需探究可能存在的離子是都存在就可以確定溶液中的離子成分．

Answer 1

分析 根據已有的知識進行分析，氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液都顯堿性，氫氧化鈉易吸收空氣中的二氧化碳生成碳酸鈉，鹽酸和氫氧化鈉反應生成氯化鈉和水、鹽酸與碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳；鹽酸能使紫色石蕊試液變紅．

解答 解：圖1實驗中，通過甲中紅色溶液變成無色溶液，證明了稀鹽酸和氫氧化鈣發生了反應．
氫氧化鈉在空氣中與二氧化碳反應變質生成可溶性的碳酸鈉且氫氧化鈉剩余，氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液均顯堿性，加入稀鹽酸時，氫氧化鈉先與鹽酸反應，生成氯化鈉和水．氫氧化鈉被鹽酸耗盡后，鹽酸再與碳酸鈉反應，生成二氧化碳氣體，且反應后碳酸鈉剩余；
【猜想與假設】最終得到無色溶液，說明甲中生成的氯化鈣未與乙中的碳酸鈉反應，即鈣離子一定存在于溶液中，碳酸根離子一定不能存在于溶液中．若鹽酸過量，則溶液中還有氫離子，所以我的猜想是溶液中有Na⁺、Cl^-、Ca²⁺、H⁺；甲的猜想是錯誤；
【實驗探究】取無色溶液少量于試管中，滴加紫色石蕊溶液，出現紫色溶液變成紅色，證明“你的猜想”成立．
故填：甲中紅色溶液變成無色；氫氧化鈉在空氣中與二氧化碳反應變質生成可溶性的碳酸鈉且氫氧化鈉剩余，氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液均顯堿性，加入稀鹽酸時，氫氧化鈉先與鹽酸反應，生成氯化鈉和水．氫氧化鈉被鹽酸耗盡后，鹽酸再與碳酸鈉反應，生成二氧化碳氣體；Na⁺、Cl^-、Ca²⁺、H⁺；甲；最終得到無色溶液，說明甲中生成的氯化鈣未與乙中的碳酸鈉反應，即鈣離子一定存在于溶液中，碳酸根離子一定不能存在于溶液中；紫色石蕊；紫色溶液變成紅色．

點評 此題難度較大，本題考查了酸堿中和反應以及實驗設計的能力．設計實驗時，可以從反應后的產物和其有關的性質著手．