Question

3．欲測定某溶液中溶質(zhì)成分，已知該溶液中的溶質(zhì)可能是H₂SO₄、HCl、NaOH、BaCl₂中一種或二種，現(xiàn)設(shè)計以下實驗進行探究．（提示：氯化鋇溶液呈中性）

①取少量溶液與試管中滴入2滴紫色石，石蕊變紅，溶液中一定不存在氫氧化鈉．
②為了進一步測定成分，重新取少量溶液于燒杯中，逐滴加入10.0%的Na₂CO₃溶液，測得滴加溶液的質(zhì)量與產(chǎn)生沉淀的關(guān)系（如圖1）和滴加溶液的質(zhì)量與燒杯中溶液的pH關(guān)系（如圖2）．
Ⅰ根據(jù)圖1，推斷該溶液中的溶質(zhì)是HCl、BaCl₂，用化學方程式解釋一定不存在物質(zhì)的原因是BaCl₂+H₂SO₄═BaSO₄↓+2HCl．
Ⅱ滴入Na₂CO₃溶液的過程中依次觀察到的現(xiàn)象是先有氣泡冒出，后有白色沉淀生成．
Ⅲ圖2中d點時，溶液中溶質(zhì)的化學式是NaCl和Na₂CO₃，簡述bc段溶液pH一直為7的理由是在bc段發(fā)生的是BaCl₂與Na₂CO₃的反應，BaCl₂呈中性，與滴入的Na₂CO₃反應生成的NaCl溶液也呈中性，所以在bc段pH值為7．

Answer 1

分析 ①石蕊變紅，說明溶液顯酸性，一定不能有堿性物質(zhì)；
②可能物質(zhì)中只有氯化鋇與碳酸鈉會生成沉淀，根據(jù)圖1分析沉淀生成說明含有氯化鋇，又由于氯化鋇與硫酸不能共存，所以一定沒有硫酸，由圖1可知開始沒有沉淀生成所以溶液中一定至少含有兩種物質(zhì)，所以只能含有鹽酸；

解答 解：①取少量溶液與試管中滴入2滴紫色石，石蕊變紅，說明溶液顯酸性，則一定不會有氫氧化鈉；
②根據(jù)圖1可知，沉淀生成，可能物質(zhì)中只有氯化鋇與碳酸鈉會生成沉淀，說明含有氯化鋇，又由于氯化鋇與硫酸不能共存，所以一定沒有硫酸，反應方程式為：BaCl₂+H₂SO₄═BaSO₄↓+2HCl；由圖1可知開始沒有沉淀生成所以溶液中一定至少含有兩種物質(zhì)，所以只能含有鹽酸（或由圖2 可知一定有一種酸性物質(zhì)；所以溶液中一定還含有鹽酸）；所以滴入Na₂CO₃溶液的過程碳酸鈉先與鹽酸反應，生成氯化鈉、水和二氧化碳氣體，有氣泡冒出；后與氯化鋇反應有氯化鈉和碳酸鋇生成，有白色沉淀生成；
圖2中d點時，表示反應后且Na₂CO₃溶液過量，所以反應后溶液中含有NaCl和Na₂CO₃；bc段表示碳酸鈉與氯化鋇反應．
故答案為：①氫氧化鈉；
②HCl、BaCl₂；BaCl₂+H₂SO₄═BaSO₄↓+2HCl；先有氣泡冒出，后有白色沉淀生成；NaCl和Na₂CO₃；在bc段發(fā)生的是BaCl₂與Na₂CO₃的反應，BaCl₂呈中性，與滴入的Na₂CO₃反應生成的NaCl溶液也呈中性，所以在bc段pH值為7；

點評 解答本題關(guān)鍵是要知道碳酸鈉先與酸反應，再與氯化鋇反應．難度適中．