Question

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（如图1），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、乙的实验操作如图2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

 

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【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

 

，产生此现象的化学方程式为

 

．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

 

．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如图3广口瓶的标签上．
【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

 

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Answer 1

考点：酸、碱、盐的鉴别,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：物质的鉴别题

分析：【表达与交流】根据碳酸钙难溶于水，碳酸钠、硫酸钠都能够和氯化钡反应产生沉淀分析；
【证据与结论】根据碳酸钡易溶于盐酸而硫酸钡不溶于盐酸分析现象，写出反应的方程式；根据碳酸钠溶液显碱性，硫酸钠溶液显中性选择酸碱指示剂鉴别，根据现象得出结论，写上标签；
【反思与评价】从安全、环保、实验的操作简单性等方面分析．

解答：解：【表达与交流】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，故甲的实验无法区分1、3号溶液；
【证据与结论】碳酸钡易溶于盐酸而硫酸钡不溶于盐酸，因此可以滴加稀盐酸，若观察到明显的现象，则是白色固体（逐渐减少至）消失，产生气泡，反应的方程式为：BaCO₃+2HCl=BaCl₂+H₂O+CO₂↑；
碳酸钠溶液显碱性，硫酸钠溶液显中性因此可以通过滴加紫色的石蕊试液，若变成蓝色，则是碳酸钠溶液，为1号溶液；若不变色，则是硫酸钠溶液，或滴加酚酞试液，若变成红色，则是1号碳酸钠溶液，无现象的是3号硫酸钠溶液，写上标签；
【反思与评价】从安全、环保、实验的操作简单性等方面评价，如：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．（合理即可）．
故答案为：【表达与交流】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；
【证据与结论】白色固体（逐渐减少至）消失，产生气泡；BaCO₃+2HCl=BaCl₂+H₂O+CO₂↑；酚酞溶液（或紫色石蕊溶液）；标签见右图 
【反思与评价】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．（合理即可）

点评：本题属于常见物质的鉴别探究题，依据不同物质的性质合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．