Question

16．学习酸的化学性质时，甲、乙同学做了如下实验：

甲同学实验发生反应的化学方程式为（1）2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O；
实验完毕后，两位同学将各自的废液倒入同一洁净的废液缸中，发现溶液呈红色．
为了合理处理废液，请你和两位同学一起进行以下探究活动．
【提出问题】废液中溶质的成分除含酚酞外还含有什么物质？
【猜想与假设】甲同学猜想：硫酸钠、氢氧化钠
乙同学猜想：硫酸钠、氢氧化钠、碳酸钠
你的猜想是：（2）硫酸钠、碳酸钠
【活动与探究】甲同学为了验证自己的猜想，取废液少许于试管中，向其中加入一定量的稀硫酸，只观察到溶液中有气泡产生，于是认为自己猜想不成立，乙同学猜想成立．
请你评价甲同学的实验及结论（3）不正确，加入稀硫酸溶液中产生气泡，说明溶液中含有碳酸钠，“自己猜想不成立”正确；但由于氢氧化钠和稀硫酸反应无明显现象，所以无法判断溶液中是否含有氢氧化钠，“乙同学猜想成立”错误；
经讨论，乙同学设计方案并进行实验：取废液少许于试管中，向其中加入（4）足量的氯化钡溶液，产生白色沉淀．再加入过量的稀盐酸后，观察到的实验现象是（5）白色沉淀（部分）减少，固体表面产生气泡，溶液由红色变为无色，最终证明自己猜想成立．
【反思与应用】通过上述探究活动可知，若验证反应后溶质由多种物质组成，其中（6）反应生成的可溶于水的物质无需验证；欲验证可能存在的物质存在时，所加的试剂除注意试剂的用量外，还应注意该试剂能与（7）被检测物质反应且有明显现象．
若将上述废液中的硫酸钠回收处理，应进行的操作是先向废液中滴加（8）适量的稀硫酸，再将溶液蒸发结晶得到纯净硫酸钠溶液．

Answer 1

分析 根据稀硫酸与氢氧化钠的反应写出甲同学实验发生反应的化学方程式；
【猜想与假设】根据稀硫酸与氢氧化钠、碳酸钠的反应及反应后的溶液呈碱性分析猜想；
【活动与探究】根据碳酸钠与稀硫酸反应生成了二氧化碳气体分析判断甲的猜想，要证明乙的猜想正确，应证明含有氢氧化钠，为了排除碳酸钠对对氢氧化钠的干扰，应首先将碳酸钠除去；
【反思与应用】若验证反应后溶质由多种物质组成的，对于反应生成的可溶物是不要验证的，欲验证可能存在的物质存在时，所加的试剂除注意试剂的用量外，还应注意该试剂能与被检测物质反应且有明显现象；
由于反应的溶液中含有氢氧化钠合成碳酸钠，要得到硫酸钠，应加入适量的稀硫酸将碳酸钠和氢氧化钠除去，据此分析回答有关的问题．

解答 解：甲同学实验发生的反应是硫酸与氢氧化钠反应生成了硫酸钠和水，反应的化学方程式为：2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O；
【猜想与假设】
由于硫酸与氢氧化钠反应生成了硫酸钠和水，碳酸钠与硫酸反应生成了硫酸钠、二氧化碳和水；由于实验完毕后，两位同学将各自的废液倒入同一洁净的废液缸中，发现溶液呈红色，说明了溶液呈碱性；由此可知，反应的溶液中一定含有氢氧化钠或碳酸钠或氢氧化钠和碳酸钠都存在．所以我的猜想是：硫酸钠、碳酸钠；
【活动与探究】
甲同学为了验证自己的猜想，取废液少许于试管中，向其中加入一定量的稀硫酸，只观察到溶液中有气泡产生，于是认为自己猜想不成立，乙同学猜想成立．由于加入稀硫酸溶液中产生气泡，说明溶液中含有碳酸钠，所以甲同学的“自己猜想不成立”正确；但由于氢氧化钠和稀硫酸反应无明显现象，所以无法判断溶液中是否含有氢氧化钠，“乙同学猜想成立”是错误的；
   要验证乙同学猜想正确，为了排除碳酸钠对氢氧化钠的干扰，应将碳酸钠先除去，所以设计方案：取废液少许于试管中，向其中加入足量的氯化钡溶液，产生白色沉淀．再加入过量的稀盐酸后，观察到的实验现象是 白色沉淀（部分）减少，固体表面产生气泡，溶液由红色变为无色，最终证明自己猜想成立．
【反思与应用】
通过上述探究活动可知，若验证反应后溶质由多种物质组成，其中反应生成的可溶于水的 物质无需验证；欲验证可能存在的物质存在时，所加的试剂除注意试剂的用量外，还应注意该试剂能与 被检测物质反应且有明显现象．
若将上述废液中的硫酸钠回收处理，由于溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠，应进行的操作是先向废液中滴加适量的稀硫酸，再将溶液蒸发结晶得到纯净硫酸钠溶液．
故答为：（1）2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O；
（2）硫酸钠、碳酸钠；
（3）不正确，加入稀硫酸溶液中产生气泡，说明溶液中含有碳酸钠，“自己猜想不成立”正确；但由于氢氧化钠和稀硫酸反应无明显现象，所以无法判断溶液中是否含有氢氧化钠，“乙同学猜想成立”错误．
（4）足量的氯化钡溶液；
（5）白色沉淀（部分）减少，固体表面产生气泡，溶液由红色变为无色；
（6）反应生成的可溶于水的；
（7）被检测物质反应且有明显现象；（8）适量的稀硫酸（至不再产生气泡时）；

点评 本题是一道实验题，了解物质的性质是解答此题的关键，在猜想反应后溶液成分时，除了有反应生成的物质，还要考虑反应物过量问题．