Question

某无色溶液可能由盐酸、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、碳酸钠溶液中的一种或几种混合而成．为探究其组成，小华同学进行了如下实验：
Ⅰ．取适量样品放入试管中，滴加酚酞溶液，溶液变成红色．再向试管中逐滴加入过量的氢氧化钙溶液，观察到有沉淀产生．过滤，所得滤液为红色．由实验Ⅰ中的现象可推断出样品中一定含有的物质是

 

（写溶质化学式，下同），一定不含有的物质是

 

；
为了进一步探究样品中可能含有的物质是否存在，小华继续进行了如下实验：
Ⅱ．取适量实验Ⅰ所得的红色滤液放入试管中，滴加过量的稀硝酸，溶液变无色．再向试管中逐滴加入适量的硝酸银溶液至恰好完全反应，观察到有白色沉淀生成．过滤，所得滤液为无色．
实验Ⅱ所得无色滤液中，除酚酞以外，还含有的溶质为

 

；并说明理由

 

．
Ⅲ．从稀硫酸、氢氧化钡溶液、氯化钡溶液、硝酸钾溶液中选择一种试剂，代替实验Ⅰ中的氢氧化钙，通过实验Ⅱ和实验Ⅲ，小华得出结论：样品中可能含有的物质确实存在．实验Ⅲ中代替氢氧化钙溶液的试剂是

 

溶液，可观察到的现象为

 

．

Answer 1

考点：物质的鉴别、推断,酸的化学性质,碱的化学性质,盐的化学性质

专题：混合物组成的推断题

分析：根据氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞变红色，盐酸会与氢氧化钠、碳酸钠发生反应而不能共存，碳酸根离子会与钙离子生成碳酸钙沉淀，等知识进行分析；
根据滴加酚酞试液后溶液变为红色，可以判断该溶液呈碱性，所以不能含有盐酸，继续滴加氢氧化钙得到白色沉淀，可知溶液中存在着碳酸钠溶液，然后结合题中的反应现象进行分析；
向实验Ⅰ中红色溶液中进行操作后得到了白色沉淀，能够和硝酸银产生沉淀的物质为氯化钠，至此可以判断氢氧化钠可能存在，也可能不存在，这时我们只要排除或验证氢氧根离子的存在即可，然后结合所给的药品，选择适当的试剂进行验证即可．

解答：解：（1）只有碱性溶液才能使酚酞变红，根据题给条件可以知道在混合溶液中不含有盐酸，在滴加氢氧化钙得到白色沉淀，可知溶液中存在着碳酸钠溶液，所以由实验Ⅰ中的现象可推断出样品中一定含有的物质是Na₂CO₃，一定不含有的物质是HCl；
（2）向红色溶液中加入稀硝酸直至红色消失后，加入硝酸银产生了白色沉淀，可以知道在溶液中还含有氯化钠溶液，充分反应后的溶液中的溶质应该含有硝酸钠，同时由于实验I中的过量的氢氧化钙要和加入的过量的稀硝酸反应而生成硝酸钙，所以实验Ⅱ所得无色滤液中，除酚酞以外，还含有的溶质为 HNO₃、NaNO₃和Ca（NO₃）₂，理由是氯化钠溶液和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，充分反应后的溶液中的溶质应该含有硝酸钠，同时由于实验I中的过量的氢氧化钙要和加入的过量的稀硝酸反应而生成硝酸钙，反应后硝酸会有剩余；
（3）根据（1）和（2）的解答可以知道，氢氧化钠是可能存在的物质，要验证氢氧化钠的存在只要排除实验过程中加入氢氧根离子的干扰即可，所以可以用氯化钡来代替氢氧化钙，充分反应后，若溶液仍然呈红色则说明含有氢氧化钠，所以实验Ⅲ中代替氢氧化钙溶液的试剂是氯化钡溶液，可观察到的现象为产生白色沉淀，溶液仍呈现红色．
故答案为：（1）Na₂CO₃，HCl；
（2）HNO₃、NaNO₃和Ca（NO₃）₂，氯化钠溶液和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，充分反应后的溶液中的溶质应该含有硝酸钠，同时由于实验I中的过量的氢氧化钙要和加入的过量的稀硝酸反应而生成硝酸钙，反应后硝酸会有剩余；
（3）氯化钡，产生白色沉淀，溶液仍呈现红色．，

点评：在解此类题时，首先分析题中所给物质的性质和两两之间的反应，然后依据题中的现象判断各物质的存在性，最后进行验证即可．