Question

某白色固體可能是Na₂SO₃、Na₂SO₄、Na₂CO₃中的兩種或三種，化學(xué)興趣小組在實驗室對該固體進(jìn)行探究：取少量固體滴加稀硫酸并將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水后出現(xiàn)渾濁．一位同學(xué)由此得出該固體一定含有Na₂CO₃的結(jié)論．
（1）請指出該結(jié)論是否合理并說明理由______．
（2）請完成對該固體的探究：
①提出合理假設(shè)
假設(shè)1：______；假設(shè)2：______；假設(shè)3：______．
假設(shè)4：含有Na₂SO₃、Na₂SO₄和Na₂CO₃
②基于假設(shè)，設(shè)計出實驗方案，在答題卷中畫出裝置圖并描述實驗操作、預(yù)期的實驗現(xiàn)象和結(jié)論．

Answer 1

解：（1）因為若固體是Na₂SO₃和Na₂SO₄滴加稀硫酸并將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水后也會出現(xiàn)渾濁，
SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O，所以該同學(xué)分析不合理；
故答案為：不合理 因為若固體是Na₂SO₃和Na₂SO₄滴加稀硫酸并將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水后也會出現(xiàn)渾濁；
（2）①依據(jù)白色固體可能是Na₂SO₃、Na₂SO₄、Na₂CO₃中的兩種或三種，結(jié)合假設(shè)4：含有Na₂SO₃、Na₂SO₄和Na₂CO₃，所以固體由兩種物質(zhì)的可能組成為：固體含有Na₂SO₃、Na₂SO₄；固體含有Na₂SO₃、Na₂CO₃；固體含有Na₂SO₄、Na₂CO₃；
故答案為：假設(shè)1：固體含有Na₂SO₃、Na₂SO₄；假設(shè)2；固體含有Na₂SO₃、Na₂CO₃；假設(shè) 3；固體含有Na₂SO₄、Na₂CO₃；
②根據(jù)假設(shè)繼續(xù)實驗設(shè)計的主要依據(jù)是，根據(jù)生成的氣體性質(zhì)進(jìn)行驗證、檢驗、分析、判斷．由于二氧化硫和二氧化碳?xì)怏w都和澄清石灰水反應(yīng)生成沉淀變渾濁，所以在設(shè)計實驗時，要考慮怎樣驗證二氧化硫氣體，怎樣驗證二氧化碳?xì)怏w，如何避免二氧化硫氣體對二氧化碳?xì)怏w檢驗的干擾，是解決本題的關(guān)鍵，所以設(shè)計思路為先用品紅驗證二氧化硫的存在，再用高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，用品紅驗證二氧化硫是否除凈，最后通入澄清石灰水檢驗純凈的二氧化碳?xì)怏w的存在，最后進(jìn)行尾氣的吸收；設(shè)計實驗裝置圖和試劑如圖所示：

取少量固體滴加足量稀鹽酸并將產(chǎn)生的氣體通過上述裝置，若看到第一個洗瓶的溶液腿色說明有Na₂SO₃，若第三個洗瓶的溶液顏色沒有變化且第四個洗瓶中出現(xiàn)渾濁說明有Na₂CO₃；在與稀鹽酸反應(yīng)完的溶液中滴入BaCl₂溶液若產(chǎn)生沉淀說明有Na₂SO₄；若第一個瓶褪色，第四個瓶變渾濁，反應(yīng)液中加入BaCl₂溶液產(chǎn)生沉淀，說明固體符合假設(shè)4；若第一個瓶褪色，第四個瓶無變化，反應(yīng)液中加入BaCl₂溶液產(chǎn)生沉淀，說明假設(shè)1符合；若第一個瓶無變化，第四個瓶變渾濁，反應(yīng)液中加入BaCl₂溶液產(chǎn)生沉淀，說明假設(shè)3符合；若第一個瓶褪色，第四個瓶變渾濁，反應(yīng)液中加入BaCl₂溶液無沉淀，則說明假設(shè)2符合；
故答案：

取少量固體滴加足量稀鹽酸并將產(chǎn)生的氣體通過上述裝置，若看到第一個洗瓶的溶液腿色說明有Na₂SO₃，若第三個洗瓶的溶液顏色沒有變化且第四個洗瓶中出現(xiàn)渾濁說明有Na₂CO₃；在與稀鹽酸反應(yīng)完的溶液中滴入BaCl₂溶液若產(chǎn)生沉淀說明有Na₂SO₄；若第一個瓶褪色，第四個瓶變渾濁，反應(yīng)液中加入BaCl₂溶液產(chǎn)生沉淀，說明固體符合假設(shè)4；若第一個瓶褪色，第四個瓶無變化，反應(yīng)液中加入BaCl₂溶液產(chǎn)生沉淀，說明假設(shè)1符合；若第一個瓶無變化，第四個瓶變渾濁，反應(yīng)液中加入BaCl₂溶液產(chǎn)生沉淀，說明假設(shè)3符合；若第一個瓶褪色，第四個瓶變渾濁，反應(yīng)液中加入BaCl₂溶液無沉淀，則說明假設(shè)2符合；
分析：白色固體可能是Na₂SO₃、Na₂SO₄、Na₂CO₃中的兩種或三種，加入稀硫酸產(chǎn)生氣體通入澄清石灰水渾濁說明氣體和氫氧化鈣生成沉淀，固體中的Na₂SO₃可以產(chǎn)生此現(xiàn)象；固體中的Na₂CO₃也可以產(chǎn)生此現(xiàn)象；
故題干中這位同學(xué)由此得出該固體一定含有Na₂CO₃的結(jié)論是不合理的；
完成對該固體的探究根據(jù)假設(shè)4，結(jié)合固體是兩種或三種的混合物，可以得出其他的組合方式；
然后依據(jù)幾種假設(shè)設(shè)計實驗方案，選擇試劑、裝置進(jìn)行反應(yīng)，依據(jù)出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行分析驗證和判斷．
點評：本題考查了碳酸鹽、亞硫酸鹽、硫酸鹽的混合物中成分的分析判斷，實驗設(shè)計的基本原理的應(yīng)用，主要是二氧化硫氣體和二氧化碳?xì)怏w混合氣體的驗證實驗設(shè)計，關(guān)鍵問題是設(shè)計實驗驗證二氧化碳?xì)怏w時，要排除二氧化硫氣體的干擾．