[实验中的发现]:某化学兴趣小组在一次实验中发现:向澄清石灰水中通入CO2时,开始时石灰水变浑,但一会儿,石灰水又变澄清.
[查阅资料]:
(1).当二氧化碳通入澄清石灰水中,二氧化碳先与氢氧化钙反应:
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O;
若继续通入二氧化碳,过量的二氧化碳会与碳酸钙、水反应,生成可溶于水的碳酸氢钙
CaCO3+H2O+CO2═Ca(HCO3)2
(2).氢氧化钠与氢氧化钙都属于碱,具有相似的化学性质.
[继续探究]:
该兴趣小组的同学向100g8%的NaOH溶液中通入CO2一段时间后,低温蒸发结晶,得到白色固体,对该白色固体的成分进行探究.
[猜测]:甲同学认为该白色固体可能是NaOH与Na2CO3的混合物.你认为该固体还可能是______ 或______或______.
[实验验证]:如果甲同学的结论是正确的,请你设计实验证明白色固体中存在NaOH,请将方案填入下表中:
实验操作 | 实验现象 | 结论 |
______ | ______ | ______ |
把二氧化碳通入氢氧化钠溶液中,二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠,当所有的氢氧化钠都转化为碳酸钠后,若继续通入二氧化碳,则新通入的二氧化碳又与刚刚生成的碳酸钠反应生成碳酸氢钠.
所以得到的白色固体有三种可能:通入少量气体时得到的白色固体是生成的碳酸钠和剩余的氢氧化钠;当氢氧化钠恰好完全反应时为碳酸钠;当氢氧化钠反应完后,继续通少量气体,此时得到的白色固体是碳酸钠和碳酸氢钠;若此后继续通气体直到反应完全,则得到的白色固体是碳酸氢钠.
(2)如果甲同学的结论是正确的,请你设计实验证明白色固体中存在NaOH,可根据氢氧化钠的化学性质进行设计实验,氢氧化钠溶液能使无色酚酞试液变红,能遇硫酸铜溶液产生蓝色沉淀,要证明氢氧化钠首先要排除碳酸钠的干扰,先加入氯化钡溶液或氯化钙溶液使其转化成沉淀除去.
方案见下表
实验操作 | 实验现象 | 结论 |
取白色固体少许于试管中,加水充分溶解,加入足量的BaCl2溶液,振荡、静置后取上层清夜,加入CuSO4溶液 | 开始有白色沉淀产生,后来有蓝色沉淀产生 | 白色固体是NaOH与Na2CO3的混合物 |
CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O NaOH+CO2=NaHCO3
80 106 40 84
100g×8% x 100g×8% y
=80 100g×8% 106 x
=40 100g×8% 84 y
解得 x=10.6g y=16.8g
根据题意,最后白色固体的质量为13.7g,所以该白色固体是Na2CO3和NaHCO3的混合物.
故答案为:(1)碳酸钠或碳酸钠和碳酸氢钠或碳酸氢钠.
(2)方案见下表
实验操作 | 实验现象 | 结论 |
取白色固体少许于试管中,加水充分溶解,加入足量的BaCl2溶液,振荡、静置后取上层清夜,加入CuSO4溶液 | 开始有白色沉淀产生,后来有蓝色沉淀产生 | 白色固体是NaOH与Na2CO3的混合物 |