Question

某学习小组在整理化学试剂时，发现一瓶盛有白色固体的试剂瓶，标签破损（如图）．
提出问题：该白色固体的成分是什么？
搜集资料：①经老师回忆，该试剂的酸根离子可能是CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-中的一种；②SO₂是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气大，易溶于水，能使澄清的石灰水变浑浊，也能使品红溶液褪色，而CO₂不能使品红溶液褪色．
猜想假设：该试剂一定不是______，可能是Na₂CO₃，也可能是______或______．
实验探究：

实验操作	现象	结论
取少量白色固体加入适量盐酸	产生气泡	该白色固体不可能是______
产生的气体通入澄清石灰水	石灰水变浑浊
产生的气体通入品红溶液	溶液褪色	该白色固体不可能是______

获得结论：该白色固体是______．
交流反思：（1）SO₂和CO₂均属于非金属氧化物，某些性质相似．请写出下列化学反应方程式：SO₂通入澄清石灰水______；
SO₂通入紫色石蕊试液，试液变红色______．
（2）亚硫酸钠与盐酸反应能生成SO₂，实验室中收集SO₂的方法为______，检验SO₂的试剂为______．

Answer 1

【答案】分析：猜想假设：根据标签中名称及化学式的可见部分，对该试剂的组成进行初步判断，结合酸根离子的特点，对该试剂的可能进行猜想；
实验探究：结合猜想中试剂的性质，根据实验中所滴加试剂稀盐酸时出现的现象，利用资料②的信息，对试剂不可能的情形进行逐步排除；
获得结论：根据猜想及实验过程中的可能情形的排除，对白色固体做出判断；
交流反思：（1）模拟二氧化碳与澄清石灰水、水反应的化学方程式，利用二氧化碳、二氧化硫化学性质相似的信息，写出二氧化硫与氢氧化钙、水反应的化学方程式；
（2）根据对气体二氧化硫密度、溶解性及化学性质的介绍信息，判断收集该气体的方法及检验该气体所使用的试剂．
解答：解：猜想假设：由标签中试剂的名称可见部分，可判断该试剂为酸根与金属钠组成的盐类物质；由标签上化学式的可见部分，因金属钠为+1价可判断酸根离子应为-2价的带2个单位负电荷的离子，据此在猜想时可排除NaNO₃的可能；
实验探究：由于Na₂SO₄不能与稀盐酸发生反应，因此滴加稀盐酸有气泡产生可判断该试剂不可能是Na₂SO₄；
由Na₂CO₃与稀盐酸反应放出的CO₂不能使品红溶液褪色，因此可判断滴加稀盐酸产生的能使品红溶液褪色的气体不是二氧化碳，则该试剂不是Na₂CO₃；
获得结论：根据对该试剂的三种猜想及实验对试剂的判断，可得出该白色固体为Na₂SO₃的结论；
交流反思：（1）二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙和水、与水反应生成碳酸，而SO₂和CO₂均属于非金属氧化物，某些性质相似，因此二氧化硫通入澄清石灰水生成亚硫酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；与水反应生成亚硫酸，反应的化学方程式为SO₂+H₂O═H₂SO₃；
（2）由于二氧化硫能溶于水且能与水反应生成亚硫酸，而其密度比空气大，因此应采取向上排空气法收集；由于二氧化硫能使品红溶液褪色而二氧化碳不具有这一性质，因此可把气体通入品红溶液的方法，观察到品红溶液褪色则可检验SO₂．
故答案为：
猜想假设：NaNO₃；Na₂SO₃；Na₂SO₄；
实验探究：Na₂SO₄；Na₂CO₃；
获得结论：Na₂SO₃；
交流反思：（1）SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；SO₂+H₂O═H₂SO₃；（2）向上排空气法；品红溶液．
点评：充分获得相关信息，结合已有知识通过知识迁移的技能，解决新情景下的新问题，体现出信息的获得与处理及知识运用的能力．