Question

一包粗盐中可能含有Na₂SO₄，Na₂CO₃杂质中的一种或两种，某同学为了探究清楚粗盐杂质成分进行了以下实验，请帮他完成实验．
（1）提出假设：
假设1：粗盐中只含有Na₂CO₃；
假设2：

粗盐中只含有Na₂SO₄

假设3：粗盐中既含有Na₂CO₃又含有Na₂SO₄
（2）请设计实验完成对粗盐杂质成分的探究，写成实验步骤以及预期现象和结论．
限选实验试剂：稀盐酸，氯化钡溶液，澄清石灰水．

实验步骤

预期现象和结论

步骤1：取少量粗盐于试管中，往试管中滴加过量稀盐酸，并用带导管的胶塞迅速塞住试管，导管的另一端通入澄清石灰水，观察现象，

（1）若能观察到试管中有气泡产生，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，则说明假设1或假设3成立；（2）若无明显现象则说明 假设2 成立．

步骤2：继续往试管中滴加 氯化钡溶液 ，观察现象．

（1）若能观察到 不溶于稀盐酸的白色沉淀生成， 结合步骤1中的（1）则说明 假设3 成立； （2）若无明显现象，结合步骤1中（1）则说明 假设1 成立．

（3）写出整个实验中可能涉及到的化学反应的离子方程式①

CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O

；②

CO₂+Ca²⁺+2OH^-=CaCO₃↓+H₂O

；③

Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓

．

Answer 1

分析：（1）根据粗盐中可能含有Na₂SO₄，Na₂CO₃杂质中的一种或两种，确定可能的情况，结合假设1、3进行解答；
（2）步骤1：硫酸钠与盐酸不反应，滴加盐酸无明显现象；
步骤2：检验是否含有硫酸钠，可以检验溶液中是否含有硫酸根加快，向步骤1的溶液中继续滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中含有硫酸根，结合步骤1中有气泡产生，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，说明含有碳酸钠，故粗盐含有碳酸钠、硫酸钠；
若无明显现象，结合步骤1中有气泡产生，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该粗盐含有碳酸钠；
（3）实验中可能的反应有：①碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳与水；②二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙与水；③硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡与氯化钠．

解答：解：（1）根据粗盐中可能含有Na₂SO₄，Na₂CO₃杂质中的一种或两种，含有杂质的可能情况为：①只含有Na₂CO₃、②只含Na₂SO₄、③既含有Na₂CO₃又含有Na₂SO₄，结合假设1、3可知，假设2为粗盐中只含有Na₂SO₄，
故答案为：粗盐中只含有Na₂SO₄；
（2）步骤1：硫酸钠与盐酸不反应，滴加盐酸无明显现象，说明不含碳酸钠，则假设2成立；
步骤2：检验是否含有硫酸钠，可以检验溶液中是否含有硫酸根加快，向步骤1的溶液中继续滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中含有硫酸根，结合步骤1中有气泡产生，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，说明含有碳酸钠，故粗盐含有碳酸钠、硫酸钠，假设3成立；
若无明显现象，结合步骤1中有气泡产生，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该粗盐含有碳酸钠，则假设1成立．
故答案为：

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取少量粗盐于试管中，往试管中滴加过量稀盐酸，并用带导管的胶塞迅速塞住试管，导管的另一端通入澄清石灰水，观察现象，	（1）若能观察到试管中有气泡产生，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，则说明假设1或假设3成立； （2）若无明显现象则说明 假设2 成立．
步骤2：继续往试管中滴加 氯化钡溶液，观察现象．	（1）若能观察到 不溶于稀盐酸的白色沉淀生成，结合步骤1中的（1）则说明 假设3 成立； （2）若无明显现象，结合步骤1中（1）则说明 假设1 成立．

（3）实验中可能的反应有：
①碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳与水，离子方程式为：CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O；
②二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙与水为：CO₂+Ca²⁺+2OH^-=CaCO₃↓+H₂O；
③硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡与氯化钠为：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，
故答案为：CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O；CO₂+Ca²⁺+2OH^-=CaCO₃↓+H₂O；Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓．

点评：本题考查物质检验实验方案的设计、常用化学用语等，主要碳酸盐与硫酸盐的检验，难度不大，注意基础知识的理解掌握．