科学探究题 较难0.4 引用2 组卷66
某学习小组的同学对一瓶久置的氢氧化钠固体的化学成分产生了兴趣，他们根据自己已学的知识进行了如下探究，请你参与并填空。
[猜想假设]猜想一：只有氢氧化钠；
猜想二：只有碳酸钠；
猜想三：氢氧化钠和碳酸钠的混合物。
[查阅资料]BaCl2溶液显中性。Ba(OH)2溶液、BaCl2溶液均能与碳酸钠溶液反应。
[实验探究]
(1)
[实验结论]
(2)该氢氧化钠样品已部分变质，其化学成分是NaOH与Na2CO3的混合物，引起NaOH变质的化学方程式为___________ 。
[反思交流]
(3)步骤I中加过量BaCl2溶液的目的是___________ 。
(4)某同学认为用Ba(OH)2溶液代替BaCl2溶液也可以得到同样的结论，请你判断该同学的说法正确吗？请说明你的观点：___________ 。
(5)下列物质能替代步骤II中酚酞试液达到实验目的的是___________ 。(填序号)
①石蕊试液②氧化铜③二氧化碳④硫酸镁溶液⑤稀盐酸
[猜想假设]猜想一：只有氢氧化钠；
猜想二：只有碳酸钠；
猜想三：氢氧化钠和碳酸钠的混合物。
[查阅资料]BaCl2溶液显中性。Ba(OH)2溶液、BaCl2溶液均能与碳酸钠溶液反应。
[实验探究]
(1)
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| 步骤I：用小试管取少量固体样品加水完全溶解，再滴加过量BaCl2溶液 | 猜想一不正确 | |
| 步骤Ⅱ：取上一步中的少量上层清液于试管中，滴加酚酞试液 | 溶液显红色 |
[实验结论]
(2)该氢氧化钠样品已部分变质，其化学成分是NaOH与Na2CO3的混合物，引起NaOH变质的化学方程式为
[反思交流]
(3)步骤I中加过量BaCl2溶液的目的是
(4)某同学认为用Ba(OH)2溶液代替BaCl2溶液也可以得到同样的结论，请你判断该同学的说法正确吗？请说明你的观点：
(5)下列物质能替代步骤II中酚酞试液达到实验目的的是
①石蕊试液②氧化铜③二氧化碳④硫酸镁溶液⑤稀盐酸
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小明在帮助实验老师整理化学试剂时，发现一瓶敞口放置、标签残缺的无色溶液(如图甲所示)。经实验老师分析可知原瓶溶液中的溶质可能是Na2SO4、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种。为确定标签上溶质的化学式，小明设计并进行了如下探究活动。
大部分的碳酸氢盐都溶于水。
请回答下列相关问题：
(1)首先，小明根据四种物质的溶解度信息确定标签上的化学式不是NaHCO3，其判断依据是______ 。
接下来，小明设计了两种实验探究方案进行实验：
【探究方案I】
(2)如图乙所示。请你补充完整表中的实验现象：
【探究结论】该试剂瓶标签上溶质的化学式是Na2CO3。
【探究方案II】取少量图甲样品溶液到试管中，加入足量BaCl2溶液，观察到有白色沉淀产生。
【探究结论】
(3)该试剂瓶标签上溶质的化学式是Na2CO3。实验老师指出，由此得出的结论不可靠，理由是______ 。于是小明继续进行实验：将试管中的所有物质过滤，得到滤液和滤渣。向滤液中滴加酚酞溶液，溶液仍为无色；______ (请你补充接下来的实验操作和实验现象)。最终小明确定了标签上溶质的化学式为Na2CO3。
【实验反思】
(4)实际上，上述2种探究方案都不能确定标签上溶质的化学式一定是Na2CO3，请你说明原因：______ 。
| 物质 | Na2SO4 | NaOH | Na2CO3 | NaHCO3 |
| 常温下的溶解度/g | 19.5 | 109 | 21.5 | 9.6 |
| 常温下稀溶液的pH | 7 | 13 | 11 | 9 |
请回答下列相关问题：
(1)首先，小明根据四种物质的溶解度信息确定标签上的化学式不是NaHCO3，其判断依据是
接下来，小明设计了两种实验探究方案进行实验：
【探究方案I】
(2)如图乙所示。请你补充完整表中的实验现象：
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 操作① | 图甲中的溶质不是Na2SO4 | |
| 操作② | 图甲中的溶质含有Na2CO3 |
【探究结论】该试剂瓶标签上溶质的化学式是Na2CO3。
【探究方案II】取少量图甲样品溶液到试管中，加入足量BaCl2溶液，观察到有白色沉淀产生。
【探究结论】
(3)该试剂瓶标签上溶质的化学式是Na2CO3。实验老师指出，由此得出的结论不可靠，理由是
【实验反思】
(4)实际上，上述2种探究方案都不能确定标签上溶质的化学式一定是Na2CO3，请你说明原因：
某研究性学习小组在验证“碱使酚酞试液变红”的实验时，发现一个意外现象将酚酞试液滴入某NaOH溶液中，溶液变成了红色，可是过一会儿红色却消失了。
【提出问题】是什么原因导致滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色？
【猜想与假设】他们分别对这种意外现象作如下猜想：
甲同学：可能是酚酞与O2发生了反应
乙同学：可能是NaOH溶液与空气中的CO2发生了反应
两同学：可能与NaOH溶液浓度大小有关；你认为可能还与______ 有关（写一条即可）。
【设计实验】三位同学分别设计实验验证自己的猜想：
（1）甲同学设计了如下实验，请你填写下表。
（2）乙同学设计如图装置进行实验，一段时间后，试管中溶液的红色褪去，于是认定自己的猜想正确，请写出CO2与NaOH溶液反应的化学方程式: ______ 。甲同学认为乙同学的实验不够严谨，理由是______ 。
（3）丙同学使用了色度传感器测溶液的颜色。他在a、b、c三个比色皿中分别加入等量5%、10%、20%的NaOH溶液，然后各滴加2滴酚酞试液，溶液颜色的变化曲线如图【说明：溶液无色时色度值（透过率）为100%】，请你观察曲线写出一条规律性结论：______ 。
【解释与结论】导致滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色的原因是______ 。
【提出问题】是什么原因导致滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色？
【猜想与假设】他们分别对这种意外现象作如下猜想：
甲同学：可能是酚酞与O2发生了反应
乙同学：可能是NaOH溶液与空气中的CO2发生了反应
两同学：可能与NaOH溶液浓度大小有关；你认为可能还与
【设计实验】三位同学分别设计实验验证自己的猜想：
（1）甲同学设计了如下实验，请你填写下表。
| 实验步骤 | 设计这一步骤的目的 | 实验现象 | 实验结论 |
| 1．将NaOH溶液加热煮沸 | 溶液变红，过一会儿红色消失 | 甲同学猜想 | |
| 2．向冷却后的溶液中滴入酚酞，并滴一些植物油在其上方 |
（3）丙同学使用了色度传感器测溶液的颜色。他在a、b、c三个比色皿中分别加入等量5%、10%、20%的NaOH溶液，然后各滴加2滴酚酞试液，溶液颜色的变化曲线如图【说明：溶液无色时色度值（透过率）为100%】，请你观察曲线写出一条规律性结论：
【解释与结论】导致滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色的原因是
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