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【题目】某白色固体可能由BaC12、NaOH、Na2CO3、Na2SO4;中的一种或几种物质组成,某兴趣小组的同学为确定该白色固体的成分,进行了如下的实验探究,请你参与并回答相关问题。

I.初步探究:小金同学设计的实验过程及现象如图所示。

(查阅资料)BaC12溶液显中性。

(初步结沦)(1)原白色固体中一定有的物质是_____,一定没有的物质是_____。白色沉淀溶解的化学方程式是_____。

(2)M溶液中的溶质一定有_____,一定没有氯化钡。

(交流讨论)小英同学认为:无色溶液M变红色,说明溶液M中含有碱性物质,但不能由此推导出原固体物质中是否含有氢氧化钠。若要进一步确定,需对溶液M继续进行探究。为此同学们进行了如下的探究:

Ⅱ.继续探究:

(提出问题)无色溶液M中有氢氧化钠吗?

(猜想与假设)猜想一:有NaOH

猜想二:没有NaOH

(探究与结论)

实验步骤

实验现象

实验结论

A.取无色溶液M于试管中,加入过量的氯化钡溶液,振荡,静置

_____

证明溶液M中有碳酸钠并被除尽

B.取实验A所得上层清液于试管中,加入_____。

_____

猜想一正确

在老师的指导下,同学们通过交流、讨论、实验,圆满地完成了这次探究活动。

【答案】氯化钡、碳酸钠 硫酸钠 BaCO3+2HCl==BaCl2+CO2+H2O 氯化钠 产生白色沉淀 无色酚酞试剂 溶液变红色

【解析】

[查阅资料]白色固体加足量水,溶解、过滤得到白色沉淀和无色溶液M,白色沉淀加足量稀盐酸,产生气泡,沉淀全部溶解,说明白色固体中一定含有氯化钡和碳酸钠,一定不含硫酸钠。氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠,碳酸钡与稀盐酸反应生成二氧化碳,沉淀全部溶解;氯化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡的白色沉淀,但硫酸钡不与稀盐酸反应;无色溶液M加酚酞试剂,得到红色溶液,说明溶液显碱性;红色溶液加适量碳酸钠溶液,无沉淀产生且溶液为红色,说明无色溶液M中不含氯化钡,溶液仍显碱性。

[初步结沦](1)由[查阅资料]可知,原白色固体中一定有的物质是氯化钡、碳酸钠;一定没有的物质是硫酸钠;碳酸钡与稀盐酸反应生成二氧化碳和氯化钡,使沉淀全部溶解,其化学方程式为:BaCO3+2HCl==BaCl2+CO2+H2O,故填:氯化钡、碳酸钠;硫酸钠;BaCO3+2HCl==BaCl2+CO2+H2O

(2)由[查阅资料]可知,M溶液中的溶质一定有氯化钠,一定没有氯化钡;故填:氯化钠

[探究与结论]A、碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡的白色沉淀,实验现象:产生白色沉淀;B、根据实验结论:猜想一正确可知,说明溶液中含有氢氧化钠,氢氧化钠溶液能使无使酚酞溶液变红。故实验步骤为取实验A所得上层清液于试管中,加入酚酞试剂;实验现象:溶液变红色。

实验步骤

实验现象

实验结论

A.取无色溶液M于试管中,加入过量的氯化钡溶液,振荡,静置

产生白色沉淀

证明溶液M中有碳酸钠并被除尽

B.取实验A所得上层清液于试管中,加入无色酚酞试剂。

溶液变红色

猜想一正确

故填:产生白色沉淀;无色酚酞试剂;溶液变红色

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(3)南充市许多公交车换成了嘉陵吉利新能源汽车,这种公交车几乎零排放。一种独特的锂氮电池可以为新能源汽车提供动力,该电池的主要反应原理是金属锂和空气中的氮气在常温下反应生成氮化锂(Li为+1价),写出该反应的化学方程式____

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(1)甲实验中反应的化学方程式为_____;

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(3)实验结束后,小组同学把实验后的两支试管的溶液倒入同一个烧杯中,发现烧杯中仅得到无色溶液,他们决定对烧杯中溶液的溶质成分进行探究。

(提出问题)烧杯中溶液的溶质成分是什么?

一致认为认为溶液的溶质一定有Na2SO4和_____;溶质中还可能有什么?

(进行猜想)小明认为烧杯中溶液的溶质可能有NaOH,小亮认为烧杯中溶液的溶质可能有_____;小红认为烧杯中溶液的溶质可能有Na2CO3和NaOH。

(验证猜想)

实验操作

现象

结论

①取少量烧杯中的溶液于试管,测定pH.

pH>7

溶液呈_____性

②另取少量烧杯中的溶液于试管中,滴加足量BaCl2溶液,静置,再滴加无色酚酞。

_____,

溶液由无色变为红色。

小红的猜想成立

(结论分析)小刚认为实验操作②的结论不严谨,因为_____(用文字表述);若要确定小红的猜想是否成立,应另取少量烧杯中的溶液于试管中,滴加_____,然后观察是否有_____出现,反应的方程式为_____。

(拓展与思考)如果实验操作①中测得的pH=7,烧杯中溶液的溶质成分是_____;

可见,探究反应后所得物质的成分时,既要考虑生成物,还要考虑反应物是否过量。

(综合计算)向50g硫酸铜溶液中,逐滴加入NaOH溶液,加入NaOH溶液的质量与生成沉淀的质量之间的关系如图所示,请回答下列问题:

(1)恰好完全反应时,溶液的质量为_____g。

(2)求原硫酸铜溶液中溶质的质量分数_____(写出计算过程)。

(3)在实验过程中,以下说法正确的是_____。

A 0至b段溶液中溶质质量逐渐增加

B a、b、c点对应的溶液中溶质均为一种

C 向c点对应的溶液中滴加酚酞溶液,溶液变红

D 整个过程中,溶液中氢元素的质量一直在增加

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第一次

第二次

第三次

所取合金的质量/g

25

25

50

所用稀硫酸的质量/g

120

100

100

反应后烧杯中物质的质量/g

144.6

124.6

149.6

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