Question

5．地球是一顆美麗的藍色星球，海水占了全球水資源的97%．海水資源的開發(fā)和利用具有非常廣闊的前景．
（1）海水中含有大量的NaCl，可用于制備鈉及其化合物，其流程如圖：

①加入過量Na₂CO₃溶液目的是除去CaCl₂和BaCl₂，流程中不能用過量稀硫酸代替過量稀鹽酸的原因是會生成新的雜質(zhì)硫酸鈉；
②提純過程中使用了過濾和蒸發(fā)操作，實驗室過濾和蒸發(fā)操作均使用到的玻璃儀器是玻璃棒；
③流程圖中制備金屬鈉的化學方程式為2NaCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑．
（2）工業(yè)上利用電解飽和食鹽水的方法制備NaOH，并同時獲得兩種單質(zhì)．補充并配平化學方程式：
□NaCl+□H₂O□NaOH+□H₂↑+□Cl₂↑
（3）劉廷在實驗室找到一瓶長期放置的NaOH溶液，欲對其成分進行實驗探究．
【查閱資料】
I．NaOH與CO₂分兩步反應：
2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃
Ⅱ．NaOH與NaHCO₃反應方程式為：NaOH+NaHCO₃═Na₂CO₃+H₂O
Ⅲ．物質(zhì)的溶解性：

	CO32-	HCO3-	OH-
Ba2+	不溶	溶	溶

溶液的酸堿性：BaCl₂溶液呈中性
【提出猜想】劉廷根據(jù)資料中的I、Ⅱ?qū)ζ涑煞痔岢隽?種合理猜想，請將猜想補充完整
猜想1：只有NaOH，猜想2：含有氫氧化鈉、碳酸鈉，猜想3：只有Na₂CO₃，猜想4：碳酸氫鈉、碳酸鈉，
猜想5：只有NaHCO₃．
【實驗驗證】

步驟	操作	現(xiàn)象	結(jié)論
步驟1	取該NaOH溶液，加入過量BaCl2溶液	產(chǎn)生白色沉淀	證明猜想1、5不成立（填數(shù)字）
步驟2	取步驟1中上層清液，滴加稀鹽酸	無氣泡產(chǎn)生	證明原溶液不含HCO3-、CO32-（填“離子”）
步驟3	另取步驟1中上層清液，滴加酚酞	溶液未變紅	證明原溶液不含OH-（填“離子”）

【實驗結(jié)論】通過以上實驗操作得出結(jié)論：猜想3是正確的（填數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)碳酸根離子和鈣離子、鋇離子會生成碳酸鈣沉淀、碳酸鋇沉淀，硫酸和氫氧化鈉、碳酸鈉會生成硫酸鈉進行分析；
②根據(jù)蒸發(fā)、過濾過程中需要的玻璃儀器進行分析；
③根據(jù)氯化鈉在通電的條件下生成鈉和氯氣進行分析；
（2）根據(jù)氯化鈉溶液在通電的條件下生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣，然后依據(jù)質(zhì)量守恒定律進行配平；
（3）【提出猜想】根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈉的反應生成物進行猜想；
【實驗驗證】根據(jù)碳酸根離子和鋇離子會生成碳酸鋇沉淀，根據(jù)碳酸根離子、碳酸氫根離子和酸反應生成二氧化碳氣體，氫氧根離子能使酚酞變紅色進行分析；
【實驗結(jié)論】根據(jù)前面的實驗得出正確的結(jié)論．

解答 解：（1）①碳酸根離子和鈣離子、鋇離子會生成碳酸鈣沉淀、碳酸鋇沉淀，所以加入過量Na₂CO₃溶液目的是除去CaCl₂和氯化鋇，硫酸和氫氧化鈉、碳酸鈉會生成硫酸鈉，所以不能用過量稀硫酸代替過量稀鹽酸的原因是會生成新的雜質(zhì)硫酸鈉；故填：BaCl₂；會生成新的雜質(zhì)硫酸鈉；
②蒸發(fā)過程中用到的玻璃儀器有玻璃棒、酒精燈，過濾過程中用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，所以兩步操作中需要的玻璃儀器有玻璃棒；故填：玻璃棒；
③氯化鈉在通電的條件下生成鈉和氯氣，化學方程式為：2NaCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑；故填：2NaCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑；
（2）氯化鈉溶液在通電的條件下生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣，然后依據(jù)質(zhì)量守恒定律進行配平，化學方程式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；故填：2；2；2；NaOH；H₂↑；
（（3）【提出猜想】二氧化碳和氫氧化鈉的反應為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃
NaOH+NaHCO₃═Na₂CO₃+H₂O，所以猜想2：含有氫氧化鈉、碳酸鈉，猜想4：碳酸氫鈉、碳酸鈉；故填：含有氫氧化鈉、碳酸鈉；碳酸氫鈉、碳酸鈉；
【實驗驗證】碳酸根離子和鋇離子會生成碳酸鋇沉淀，根據(jù)碳酸根離子、碳酸氫根離子和酸反應生成二氧化碳氣體，氫氧根離子能使酚酞變紅色，故填：

步驟	操作	現(xiàn)象	結(jié)論
步驟1	取該NaOH溶液，加入過量BaCl2溶液	產(chǎn)生白色沉淀	證明猜想1、5不成立
步驟2	取步驟1中上層清液，滴加稀鹽酸	無氣泡產(chǎn)生	證明原溶液不含HCO3-、CO32-
步驟3	另取步驟1中上層清液，滴加酚酞	溶液未變紅	證明原溶液不含OH-

【實驗結(jié)論】通過前面的分析可知混合物中不含氫氧化鈉、碳酸氫鈉，含有碳酸鈉，所以猜想3正確．故填：3．

點評 在解此類題時，首先分析題中考查的問題，然后結(jié)合學過的知識和題中所給的知識進行解答．