Question

某氢氧化钠样品中可能混有Na₂SO₄和Na₂CO₃杂质，化学实验小组的同学们为了探究该氢氧化钠样品中杂质的成分，并提纯样品，做了如下探究实验：取少 量氢氧化钠样品，加足量水溶解，待用。

（实验探究1）甲同学：如图所示，取一定量氢氧化钠样品溶液于试管中，向其中加入稀硫酸，观察到溶液中有气泡冒出，再向其中滴加硝酸钡溶液，观察到溶液中有白色沉淀产生

（1）请你写出该过程中，最先发生的化学反应的方程式：___________；

（2）根据实验现象，甲同学得出结论：样品中含有的杂质为碳酸钠和硫酸钠。 请你评价甲同学的实验结论：________。

（提出问题）将B试管中混合物过滤，测得滤液pH>7,则所得滤液中含有哪些离子？

猜想一：Na⁺、NO₃^-、OH^-、Ba²⁺

猜想二：Na⁺、NO₃^-、OH^-、SO₄^2-

猜想三：Na⁺、NO₃^-、CO₃^2-

（3）你的猜想是：________ (填离子符号）

（4）上述猜想中一定错误的是________。

（实验探究2）乙同学：另取少量氢氧化钠样品溶液于试管中，向其中先加入________，再加入硝酸钡溶液，观察到_________，则证明样品中含有两种杂质。

（表达与交流）同学们经过讨论后认为，要除去氢氧化钠样品中的杂质，只需要向样品的溶液中加入一种试剂，即_________溶液，充分搅拌后过滤，蒸发结晶即可得到纯净的氢氧化钠固体。

Answer

不合理，加入硫酸后，硫酸与氢氧化钠和碳酸钠都可以反应生成硫酸钠，硫酸钠可与硝酸钡反应生成碳酸钡沉淀，而硫酸钠不一定是原样品中存在的，也可以是加入硫酸后生成的，另外碳酸钠过量，有剩余的碳酸钠也可与硝酸钡反应生成碳酸钡沉淀，因此不能确定杂质是否含有硫酸钠 猜想一、猜想二 足量稀盐酸（稀硝酸) 有气泡产生和白色沉淀生成 氢氧化钡

【解析】

实验探究1：

加入硫酸后，先发生酸碱中和反应，所以是氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水，据此书写化学方程式为；反应后加入硝酸钡溶液，氢氧化钠与硫酸钠反应生成了硫酸钠，另外有气泡冒出，说明含有碳酸钠，碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，若碳酸钠过量，则硫酸被消耗完毕，生成硫酸钠，还有残留的碳酸钠，都与加入的硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀和碳酸钡沉淀，都可以加入白色沉淀，因此无法判断硫酸钠是否存在；

故填：；不合理，加入硫酸后，硫酸与氢氧化钠和碳酸钠都可以反应生成硫酸钠，硫酸钠可与硝酸钡反应生成碳酸钡沉淀，而硫酸钠不一定是原样品中存在的，也可以是加入硫酸后生成的，另外碳酸钠过量，有剩余的碳酸钠也可与硝酸钡反应生成碳酸钡沉淀，因此不能确定杂质是否含有硫酸钠。

提出问题：

加入硫酸产生了气泡，说明氢氧化钠全部反应完毕，溶液中不存在氢氧根离子，若硫酸不足，则碳酸钠会有剩余，加入硝酸钡不足以将硫酸根与碳酸根全部转化为沉淀，那此时溶质有硫酸钠、碳酸钠、硝酸钠，此时离子为钠离子、硝酸根离子、硫酸根离子和碳酸根离子；根据实现现象可知，当有气泡产生时，氢氧化钠已经全部反应完毕，所以氢氧根不会有残留，因此猜想一和猜想二一定不成立；

故填：；猜想一、猜想二。

实验探究2：加入稀盐酸将所有的此时不会引入硫酸根，同时加入足量稀盐酸（或稀硝酸)，可以将碳酸钠全部反应完毕，生成了二氧化碳气体，有气泡产生，即证明了碳酸钠的存在又将碳酸钠全部消耗完毕，再加入硝酸钡产生沉淀，则是硫酸钠与硝酸钡生成了硫酸钡沉淀，证明了硫酸钠的存在；

故填：足量稀盐酸；有气泡产生和白色沉淀生成。

表达与交流：

硫酸钠与碳酸钠都与氢氧化钡反应生成硫酸钡、碳酸钡沉淀，剩余溶质为氢氧化钠，不引入其他新的杂质，因此可以加入适量的氢氧化钡，得到溶质只有氢氧化钠，制得纯净的氢氧化钠固体；

故填：氢氧化钡。