Question

化學(xué)小組同學(xué)在實驗室發(fā)現(xiàn)了三瓶無標(biāo)簽待區(qū)分的白色固體，標(biāo)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（如圖1），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、乙的實驗操作如圖2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

 

．
【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

 

，產(chǎn)生此現(xiàn)象的化學(xué)方程式為

 

．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

 

．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(biāo)在如圖3廣口瓶的標(biāo)簽上．
【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

 

．

Answer 1

考點：酸、堿、鹽的鑒別,書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：物質(zhì)的鑒別題

分析：【表達與交流】根據(jù)碳酸鈣難溶于水，碳酸鈉、硫酸鈉都能夠和氯化鋇反應(yīng)產(chǎn)生沉淀分析；
【證據(jù)與結(jié)論】根據(jù)碳酸鋇易溶于鹽酸而硫酸鋇不溶于鹽酸分析現(xiàn)象，寫出反應(yīng)的方程式；根據(jù)碳酸鈉溶液顯堿性，硫酸鈉溶液顯中性選擇酸堿指示劑鑒別，根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論，寫上標(biāo)簽；
【反思與評價】從安全、環(huán)保、實驗的操作簡單性等方面分析．

解答：解：【表達與交流】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)，故甲的實驗無法區(qū)分1、3號溶液；
【證據(jù)與結(jié)論】碳酸鋇易溶于鹽酸而硫酸鋇不溶于鹽酸，因此可以滴加稀鹽酸，若觀察到明顯的現(xiàn)象，則是白色固體（逐漸減少至）消失，產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)的方程式為：BaCO₃+2HCl=BaCl₂+H₂O+CO₂↑；
碳酸鈉溶液顯堿性，硫酸鈉溶液顯中性因此可以通過滴加紫色的石蕊試液，若變成藍色，則是碳酸鈉溶液，為1號溶液；若不變色，則是硫酸鈉溶液，或滴加酚酞試液，若變成紅色，則是1號碳酸鈉溶液，無現(xiàn)象的是3號硫酸鈉溶液，寫上標(biāo)簽；
【反思與評價】從安全、環(huán)保、實驗的操作簡單性等方面評價，如：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．（合理即可）．
故答案為：【表達與交流】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)；
【證據(jù)與結(jié)論】白色固體（逐漸減少至）消失，產(chǎn)生氣泡；BaCO₃+2HCl=BaCl₂+H₂O+CO₂↑；酚酞溶液（或紫色石蕊溶液）；標(biāo)簽見右圖 
【反思與評價】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．（合理即可）

點評：本題屬于常見物質(zhì)的鑒別探究題，依據(jù)不同物質(zhì)的性質(zhì)合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．