Question

某白色固体可能由BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃、Na₂SO₄、Fe₃O₄中的一种或几种物质组成。同学们为了确定该白色固体的成分，进行了如下实验探究：

（资料卡片）BaCl₂溶液显中性。

（初步结论）

（1）甲同学根据固体的描述确定样品中肯定没有_____（填化学式），原因是_____。

（初步探究）

同学们设计的实验过程及现象如图所示。

（交流讨论）

（2）同学们认为：无色溶液M中一定含有_____（填化学式），无色溶液M加入酚酞试液后变红色，说明溶液M显碱性，需对溶液M继续探究。

（提出问题）

使溶液M显碱性的物质是什么？

（猜想与假设）

猜想一：是氢氧化钠；猜想二：是碳酸钠；猜想三：       。

（3）请将猜想三补充完整：_____。

（探究与结论）

（4）乙同学取无色溶液M于试管中，加入过量的氯化钡溶液，振荡，静置，观察到_____，证明无色溶液M中含有碳酸钠，此过程发生反应的化学方程式为_____。

（5）丙同学为进一步证明无色溶液M中的成分，取乙同学实验所得上层清液少许于试管中，加入_____，观察到_____，证明猜想三成立。综合分析，乙同学加入过量氯化钡溶液的作用：①证明无色溶液M中含有碳酸钠，②_____。

（实验结论）

（6）原白色固体中一定有的物质是_____（填化学式）。

Answer

Fe3O4 四氧化三铁是黑色固体 NaCl 是氢氧化钠和碳酸钠 产生白色沉淀 BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl 酚酞试液 溶液变红色 除尽碳酸钠，防止对检验氢氧化钠产生影响 BaCl2、NaOH、Na2CO3

【解析】

（1）四氧化三铁是黑色固体；

（2）碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，碳酸钡和稀盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳；

（3）氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都是显碱性溶液，都能使酚酞试液变红色；

（4）碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠；

（5）根据实验现象可以进行相关方面的判断；

（6）根据实验现象可以判断固体的组成。

（1）甲同学根据固体的描述确定样品中肯定没有Fe3O4，原因是四氧化三铁是黑色固体。

故填：Fe3O4；四氧化三铁是黑色固体；

（2）同学们认为：无色溶液M中一定含有氯化钠，是因为白色沉淀中加入足量稀盐酸，产生气泡，沉淀全部溶解，说明白色沉淀是氯化钡和碳酸钠反应生成的碳酸钡，同时生成氯化钠。故填：NaCl；

（3）碳酸钠和氢氧化钠都显碱性，结合其它猜想，猜想三补充完整：是氢氧化钠和碳酸钠。

故填：是氢氧化钠和碳酸钠；

（4）乙同学取无色溶液M于试管中，加入过量的氯化钡溶液，振荡，静置，观察到产生白色沉淀，证明无色溶液M中含有碳酸钠，此过程中碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，发生反应的化学方程式为：BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl。

故填：产生白色沉淀；BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl；

（5）丙同学为进一步证明无色溶液M中的成分，取乙同学实验所得上层清液少许于试管中，加入酚酞试液，观察到溶液变红色，说明溶液中含有氢氧化钠，证明猜想三成立；

综合分析，乙同学加入过量氯化钡溶液的作用：①证明无色溶液M中含有碳酸钠，②除尽碳酸钠，防止对检验氢氧化钠产生影响。

故填：酚酞试液；溶液变红色；除尽碳酸钠，防止对检验氢氧化钠产生影响；

（6）原白色固体中一定有的物质是BaCl2、NaOH、Na2CO3。

故填：BaCl2、NaOH、Na2CO3。