Question

（6分）化學(xué)小組同學(xué)在實驗室發(fā)現(xiàn)了三瓶無標簽待區(qū)分的白色固體，標為A、B、C分別是碳酸鈉、硫酸鈉、碳酸鈣中的一種。（提示：可溶性的鋇鹽有毒）

【提出問題】如何區(qū)分出三種物質(zhì)?
【進行實驗】甲、乙兩位同學(xué)進行了如下實驗：
步驟一：甲、乙的實驗設(shè)計與操作相同，分別取A、B、C 瓶中的樣品少量于試管中，試管編號對應(yīng)記為1、2、3號，加等量的水，觀察到2號中產(chǎn)生白色渾濁，1、3號中得到無色溶液。
步驟二：甲、乙的實驗操作如下圖所示：

【表達與交流】乙認為甲的實驗無法區(qū)分1、3號溶液，理由是（1）                
                                                           。
【證據(jù)與結(jié)論】經(jīng)過思考，甲在步驟二的基礎(chǔ)上，繼續(xù)向1、3號管中加入足量稀鹽酸，1號中產(chǎn)生的明顯現(xiàn)象是（2）                 ，產(chǎn)生此現(xiàn)象的化學(xué)方程式為（3）                。乙同學(xué)在區(qū)分1、3號中的溶液時選擇的與甲不同類別的某試劑是（4）           。兩位同學(xué)通過實驗都區(qū)分出了三種固體。請將三種固體物質(zhì)的化學(xué)式分別標在廣口瓶的標簽上（5）。
【反思與評價】對比甲、乙的實驗，請你從安全性、簡約性的角度對甲或乙同學(xué)的實驗進行評價 （6）                                               。

Answer 1

（1）由步驟一中的實驗現(xiàn)象可知2號對應(yīng)的B瓶中的物質(zhì)是碳酸鈣，所以1、3兩管中是硫酸鈉、碳酸鈉溶液，分別加入氯化鋇溶液會產(chǎn)生硫酸鋇和碳酸鋇白色沉淀，所以無法區(qū)分兩種物質(zhì)
（2）白色固體（逐漸減少至）消失，產(chǎn)生氣泡
（3）BaCO₃+2HCl=BaCl₂+H₂O+CO₂↑
（4）酚酞溶液(或紫色石蕊溶液)
（5）見右圖(1分)

（6）安全性：甲的實驗設(shè)計不如乙好，甲在實驗中使用并生成了氯化鋇溶液，氯化鋇為重金屬鹽，其溶液有毒，可能會危害人體健康。若廢液未經(jīng)處理即直接排放會造成水體污染（不符合綠色化學(xué)理念）；簡約性：乙同學(xué)的實驗設(shè)計比甲好，他選用了兩種試劑、通過兩步實驗就區(qū)分三種物質(zhì)，實驗步驟少，使用試劑種類少

試題分析：（1）乙認為甲的實驗無法區(qū)分1、3號溶液，理由是：由步驟一中的實驗現(xiàn)象可知2號對應(yīng)的B瓶中的物質(zhì)是碳酸鈣，所以1、3兩管中是硫酸鈉、碳酸鈉溶液，分別加入氯化鋇溶液會產(chǎn)生硫酸鋇和碳酸鋇白色沉淀，所以無法區(qū)分兩種物質(zhì)
（2） 步驟二的甲實驗加入氯化鋇溶液發(fā)生的反應(yīng)：Na₂SO₄+BaCl₂==BaSO₄↓+2NaCl，Na₂CO₃+BaCl₂==BaCO₃↓+2NaCl，而碳酸鋇沉淀會溶于鹽酸，1號中產(chǎn)生的明顯現(xiàn)象是：白色固體（逐漸減少至）消失，產(chǎn)生氣泡
（3） 產(chǎn)生上述現(xiàn)象的化學(xué)方程式為 ：BaCO₃+2HCl=BaCl₂+H₂O+CO₂↑
（4）乙同學(xué)在區(qū)分1、3號中的溶液時選擇的與甲不同類別的某試劑，甲選的是鹽溶液，所以可根據(jù)碳酸鈉溶液呈堿性，所以可選擇酚酞溶液(或紫色石蕊溶液)來區(qū)分
（5）根據(jù)上面的推斷，故A為碳酸鈉溶液，B為碳酸鈣，C為硫酸鈉，見上圖
（6）對比甲、乙的實驗，從安全性、簡約性的角度對甲或乙同學(xué)的實驗進行評價：安全性：甲的實驗設(shè)計不如乙好，甲在實驗中使用并生成了氯化鋇溶液，氯化鋇為重金屬鹽，其溶液有毒，可能會危害人體健康。若廢液未經(jīng)處理即直接排放會造成水體污染（不符合綠色化學(xué)理念）；簡約性：乙同學(xué)的實驗設(shè)計比甲好，他選用了兩種試劑、通過兩步實驗就區(qū)分三種物質(zhì)，實驗步驟少，使用試劑種類少