例析碳酸钠性质的实验探究

卞蓉蓉

原题呈现

同学们在验证碳酸钠的化学性质时，分别取少量的碳酸钠溶液于四支试管中，做了如图1实验。

（1）A试管中溶液变为红色，说明碳酸钠溶液显 ________性。

（2）B试管中有气泡产生，发生反应的化学方程式为________。

（3）C试管中发生反应的化学方程式为________。

（4）D试管中产生明显的现象是________。

（5）实验结束后，同学们将上述四支试管中的物质倒入同一烧杯内，烧杯底部有白色固体，上层为红色溶液。为处理废液，将烧杯内混合物过滤后，向红色滤液中加入稀盐酸，有气泡产生，说明滤液中一定没有的溶质为________（填字母序号）。

A. 氢氧化钠 B. 碳酸钠 C. 氯化钙 D. 氢氧化钙

（6）继续加稀盐酸至溶液颜色恰好消失，此时溶液中的溶质为________（除酚酞外）。

解析：（1）酚酞遇碱性溶液变红色，A试管中溶液变为红色，说明碳酸钠溶液显碱性。

（2）碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，据此写出化学方程式。

（3）氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠。

（4）碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，所以D试管中可观察到有白色沉淀生成。

（5）将上述四支试管中的物质倒入同一烧杯内，混合后溶液中涉及的离子有：H+、Na+、Ca2+、OH-、CO[2-3]、Cl-。烧杯底部有白色固体，上层为红色溶液，说明上层液体显碱性，为处理废液，将烧杯内混合物过滤后，向红色滤液中加入稀盐酸，有气泡产生，说明滤液中一定含有CO[2-3]，CO[2-3]与H+反应生成水和二氧化碳，CO[2-3]和Ca2+反应生成碳酸钙沉淀，所以滤液中一定没有H+和Ca2+。OH-可能存在，也可能不存在（被H+反应掉），Na+、Cl-不与滤液中的其他离子反应，它们一定存在。所以滤液中一定存在Na+、Cl-、CO[2-3]，可能存在OH-，一定不存在H+、Ca2+。故滤液中一定有碳酸钠、氯化钠，可能有氢氧化钠，一定没有氯化钙、氢氧化钙。

（6）滤液中一定有碳酸钠、氯化钠，可能有氢氧化钠，继续加稀盐酸，碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，所以继续加稀盐酸至溶液颜色恰好消失，此时溶液中的溶质为NaCl。

答案：（1）碱 （2）Na2CO3 + 2HCl [        ] 2NaCl + H2O + CO2↑ （3）Ca（OH）2 + Na2CO3 [        ] CaCO3↓+ 2NaOH （4）有白色沉淀生成 （5）CD （6）NaCl

方法总结

1.碳酸钠溶液中存在碳酸根离子，检验时可以滴加稀盐酸，观察是否产生气泡;也可以滴加含钙离子的溶液，观察是否有沉淀生成。

2.分析废液混合后溶质的成分，主要依据离子共存问题的原理，即先根据实验中所用物质确定混合后烧杯中涉及的所有离子，然后根据实验现象确定离子的存在情况（即一定存在、可能存在，还是一定不存在），再根据一定存在的离子，排除与它反应的离子，最后由离子的存在情况确定物质的存在情况。

3.离子共存问题：

（1）常见的不能大量共存的离子：OH-不能与H+、Mg2+ 、Cu2+ 、Fe3+、NH4+大量共存;H+不能与OH-、CO[2-3]、HCO[-3]大量共存;CO[2-3]不能与 H+ 、Ca2+ 、Ba2+大量共存;SO[2-4]不能与Ba2+大量共存;Cl-不能与Ag+大量共存。

（2）根據反应现象推断一定不存在的离子：有CO2生成——溶液中一定不存在OH- ;有CaCO3、BaCO3、Cu（OH）2、Fe（OH）3、Mg（OH）2 沉淀生成——溶液中一定不存在 H+ 。

能力强化

（2021·北京·平谷区二模）烧杯A中盛有一定量的碳酸钠溶液，进行如图2所示的实验。

（1）碳酸钠溶液显碱性，得出此结论的依据是________。

（2）步骤②中发生反应的化学方程式为________。

（3）步骤③观察到的现象是烧杯中产生气泡，红色褪去，________。

（作者单位：南京师范大学盐城实验学校）

答案：（1）无色酚酞溶液变红色 （2）Ca（OH）2 + Na2CO3 [        ] CaCO3↓+ 2NaOH （3）沉淀逐渐消失