Question

（6分）化学小组同学在实验室发现了三瓶无标签待区分的白色固体，标为A、B、C分别是碳酸钠、硫酸钠、碳酸钙中的一种。（提示：可溶性的钡盐有毒）

【提出问题】如何区分出三种物质?
【进行实验】甲、乙两位同学进行了如下实验：
步骤一：甲、乙的实验设计与操作相同，分别取A、B、C 瓶中的样品少量于试管中，试管编号对应记为1、2、3号，加等量的水，观察到2号中产生白色浑浊，1、3号中得到无色溶液。
步骤二：甲、乙的实验操作如下图所示：

【表达与交流】乙认为甲的实验无法区分1、3号溶液，理由是（1）                
                                                           。
【证据与结论】经过思考，甲在步骤二的基础上，继续向1、3号管中加入足量稀盐酸，1号中产生的明显现象是（2）                 ，产生此现象的化学方程式为（3）                。乙同学在区分1、3号中的溶液时选择的与甲不同类别的某试剂是（4）           。两位同学通过实验都区分出了三种固体。请将三种固体物质的化学式分别标在广口瓶的标签上（5）。
【反思与评价】对比甲、乙的实验，请你从安全性、简约性的角度对甲或乙同学的实验进行评价 （6）                                               。

Answer 1

（1）由步骤一中的实验现象可知2号对应的B瓶中的物质是碳酸钙，所以1、3两管中是硫酸钠、碳酸钠溶液，分别加入氯化钡溶液会产生硫酸钡和碳酸钡白色沉淀，所以无法区分两种物质
（2）白色固体（逐渐减少至）消失，产生气泡
（3）BaCO₃+2HCl=BaCl₂+H₂O+CO₂↑
（4）酚酞溶液(或紫色石蕊溶液)
（5）见右图(1分)

（6）安全性：甲的实验设计不如乙好，甲在实验中使用并生成了氯化钡溶液，氯化钡为重金属盐，其溶液有毒，可能会危害人体健康。若废液未经处理即直接排放会造成水体污染（不符合绿色化学理念）；简约性：乙同学的实验设计比甲好，他选用了两种试剂、通过两步实验就区分三种物质，实验步骤少，使用试剂种类少

试题分析：（1）乙认为甲的实验无法区分1、3号溶液，理由是：由步骤一中的实验现象可知2号对应的B瓶中的物质是碳酸钙，所以1、3两管中是硫酸钠、碳酸钠溶液，分别加入氯化钡溶液会产生硫酸钡和碳酸钡白色沉淀，所以无法区分两种物质
（2） 步骤二的甲实验加入氯化钡溶液发生的反应：Na₂SO₄+BaCl₂==BaSO₄↓+2NaCl，Na₂CO₃+BaCl₂==BaCO₃↓+2NaCl，而碳酸钡沉淀会溶于盐酸，1号中产生的明显现象是：白色固体（逐渐减少至）消失，产生气泡
（3） 产生上述现象的化学方程式为 ：BaCO₃+2HCl=BaCl₂+H₂O+CO₂↑
（4）乙同学在区分1、3号中的溶液时选择的与甲不同类别的某试剂，甲选的是盐溶液，所以可根据碳酸钠溶液呈碱性，所以可选择酚酞溶液(或紫色石蕊溶液)来区分
（5）根据上面的推断，故A为碳酸钠溶液，B为碳酸钙，C为硫酸钠，见上图
（6）对比甲、乙的实验，从安全性、简约性的角度对甲或乙同学的实验进行评价：安全性：甲的实验设计不如乙好，甲在实验中使用并生成了氯化钡溶液，氯化钡为重金属盐，其溶液有毒，可能会危害人体健康。若废液未经处理即直接排放会造成水体污染（不符合绿色化学理念）；简约性：乙同学的实验设计比甲好，他选用了两种试剂、通过两步实验就区分三种物质，实验步骤少，使用试剂种类少