Question

两个化学兴趣小组分别进行以下3个实验：
①MgSO₄溶液和NaOH溶液反应
②稀H₂SO₄和BaCl₂溶液反应
③稀HCl和NaOH溶液反应（用酚酞试液作指示剂）
实验结束后，同学们发现本组废液缸里废液颜色与另一小组不一样，在征得老师同意后，两组同学各自对本小组的废液进行探究：
【提出问题】废液缸里的废液成分有什么？
【查阅资料】微溶物质在反应物中视作可溶物，在生成物中视为不溶物．
【实验探究】
（一）第1小组的探究：
1．小东首先把呈浑浊状态的废液进行分离，得红色澄清滤液和滤渣．
2．小刚认为无需进行实验，就能判断出滤渣中含有BaSO₄、Mg（OH）₂两种沉淀，他的理由是

 

，请你写出生成其中一种沉淀的化学方程式：

 

．
3．小西对滤液成分（除酚酞、水外，下同）进行分析，认为滤液中一定含NaOH和NaCl，并对可能有的成分提出如下猜想：
猜想1：滤液中含有BaCl₂
猜想2：滤液中含有Na₂SO₄
猜想3：滤液中含有BaCl₂、Na₂SO₄
（1）小强认为猜想3是不成立的，因为

 

；
（2）小雨取少量滤液于试管中，滴加

 

溶液，出现的现象是

 

，证明猜想2成立．
（二）第2小组的探究：
第2小组首先对废液进行了分离，得无色滤液和少量滤渣，然后取少量滤液于试管中，逐滴滴加Na₂CO₃溶液，并根据实验结果绘制成图如图所示．请据此判断，滤液一定含有的离子是

 

（填离子符号），实验过程中滤液颜色的变化为

 

．
【交流反思】
实验结束后，同学们一致认为实验后的废液要进行处理才能排放，否则会对环境造成污染．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,酸的化学性质,碱的化学性质,盐的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（一）硫酸钡不溶于水，不溶于酸和碱；
在显碱性的溶液中，镁离子能和氢氧根离子结合成氢氧化镁沉淀；
氢氧化钠和硫酸镁反应生成硫酸钠和氢氧化镁沉淀，氯化钡和稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和盐酸；
氯化钡和硫酸钠反应能生成硫酸钡沉淀和氯化钠，不能共存；
（二）取少量滤液于试管中，逐滴滴加Na₂CO₃溶液，能够生成气体，说明溶液显酸性，氢氧化镁沉淀能够溶于显酸性的溶液中，而硫酸钡沉淀不能溶于显酸性的溶液中；
碳酸钠溶于显碱性，能使酚酞试液变红色．

解答：解：（一）2．小刚认为无需进行实验，就能判断出滤渣中含有BaSO₄、Mg（OH）₂两种沉淀，他的理由是：BaSO₄不溶于水，也不溶于酸；滤液呈红色，说明NaOH溶液过量，Mg²⁺只能以沉淀氢氧化镁存在；
氢氧化钠和硫酸镁、氯化钡和硫酸反应的化学方程式分别为：2NaOH+MgSO₄ =Na₂SO₄ +Mg（OH）₂↓、BaCl₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2HCl．
故填：BaSO₄不溶于水，也不溶于酸；滤液呈红色，说明NaOH溶液过量，Mg²⁺只能以沉淀氢氧化镁存在；2NaOH+MgSO₄ =Na₂SO₄ +Mg（OH）₂↓，
或BaCl₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2HCl．
（1）小强认为猜想3是不成立的，这是因为BaCl₂、Na₂SO₄能相互发生化学反应，不能共存．
故填：BaCl₂、Na₂SO₄能相互发生化学反应，不能共存．
（2）小雨取少量滤液于试管中，滴加BaCl₂溶液，出现的现象是产生白色沉淀，证明猜想2成立．
故填：BaCl₂；产生白色沉淀．
（二）由图中信息可知，滤液中的物质能和碳酸钠反应生成气体，说明滤液显酸性，溶液中存在氢离子；
氢氧化钠和稀盐酸反应生成的氯化钠一定存在于滤液中，因此滤液中存在钠离子和氯离子；
当显酸性的物质完全反应后，滤液中的物质能和碳酸钠反应生成沉淀，说明滤液中含有镁离子或钡离子，或同时含有镁离子和钡离子，但是因为滤液显酸性，所以镁离子不能形成沉淀，而在显酸性的溶液中钡离子能和硫酸根离子形成沉淀，所以滤液中一定含有镁离子，而钡离子是否存在无法确定；
当碳酸钠过量时，溶液显碱性，能使酚酞试液变红色，因此实验过程中滤液颜色的变化为无色变为红色．
故填：H⁺、Mg²⁺、Na⁺、Cl^-；无色变为红色．

点评：实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．