Question

5．地球是一颗美丽的蓝色星球，海水占了全球水资源的97%．海水资源的开发和利用具有非常广阔的前景．
（1）海水中含有大量的NaCl，可用于制备钠及其化合物，其流程如图：

①加入过量Na₂CO₃溶液目的是除去CaCl₂和BaCl₂，流程中不能用过量稀硫酸代替过量稀盐酸的原因是会生成新的杂质硫酸钠；
②提纯过程中使用了过滤和蒸发操作，实验室过滤和蒸发操作均使用到的玻璃仪器是玻璃棒；
③流程图中制备金属钠的化学方程式为2NaCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑．
（2）工业上利用电解饱和食盐水的方法制备NaOH，并同时获得两种单质．补充并配平化学方程式：
□NaCl+□H₂O□NaOH+□H₂↑+□Cl₂↑
（3）刘廷在实验室找到一瓶长期放置的NaOH溶液，欲对其成分进行实验探究．
【查阅资料】
I．NaOH与CO₂分两步反应：
2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃
Ⅱ．NaOH与NaHCO₃反应方程式为：NaOH+NaHCO₃═Na₂CO₃+H₂O
Ⅲ．物质的溶解性：

	CO32-	HCO3-	OH-
Ba2+	不溶	溶	溶

溶液的酸碱性：BaCl₂溶液呈中性
【提出猜想】刘廷根据资料中的I、Ⅱ对其成分提出了5种合理猜想，请将猜想补充完整
猜想1：只有NaOH，猜想2：含有氢氧化钠、碳酸钠，猜想3：只有Na₂CO₃，猜想4：碳酸氢钠、碳酸钠，
猜想5：只有NaHCO₃．
【实验验证】

步骤	操作	现象	结论
步骤1	取该NaOH溶液，加入过量BaCl2溶液	产生白色沉淀	证明猜想1、5不成立（填数字）
步骤2	取步骤1中上层清液，滴加稀盐酸	无气泡产生	证明原溶液不含HCO3-、CO32-（填“离子”）
步骤3	另取步骤1中上层清液，滴加酚酞	溶液未变红	证明原溶液不含OH-（填“离子”）

【实验结论】通过以上实验操作得出结论：猜想3是正确的（填数字）

Answer 1

分析 （1）①根据碳酸根离子和钙离子、钡离子会生成碳酸钙沉淀、碳酸钡沉淀，硫酸和氢氧化钠、碳酸钠会生成硫酸钠进行分析；
②根据蒸发、过滤过程中需要的玻璃仪器进行分析；
③根据氯化钠在通电的条件下生成钠和氯气进行分析；
（2）根据氯化钠溶液在通电的条件下生成氢氧化钠、氯气和氢气，然后依据质量守恒定律进行配平；
（3）【提出猜想】根据二氧化碳和氢氧化钠的反应生成物进行猜想；
【实验验证】根据碳酸根离子和钡离子会生成碳酸钡沉淀，根据碳酸根离子、碳酸氢根离子和酸反应生成二氧化碳气体，氢氧根离子能使酚酞变红色进行分析；
【实验结论】根据前面的实验得出正确的结论．

解答 解：（1）①碳酸根离子和钙离子、钡离子会生成碳酸钙沉淀、碳酸钡沉淀，所以加入过量Na₂CO₃溶液目的是除去CaCl₂和氯化钡，硫酸和氢氧化钠、碳酸钠会生成硫酸钠，所以不能用过量稀硫酸代替过量稀盐酸的原因是会生成新的杂质硫酸钠；故填：BaCl₂；会生成新的杂质硫酸钠；
②蒸发过程中用到的玻璃仪器有玻璃棒、酒精灯，过滤过程中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，所以两步操作中需要的玻璃仪器有玻璃棒；故填：玻璃棒；
③氯化钠在通电的条件下生成钠和氯气，化学方程式为：2NaCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑；故填：2NaCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑；
（2）氯化钠溶液在通电的条件下生成氢氧化钠、氯气和氢气，然后依据质量守恒定律进行配平，化学方程式为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；故填：2；2；2；NaOH；H₂↑；
（（3）【提出猜想】二氧化碳和氢氧化钠的反应为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃
NaOH+NaHCO₃═Na₂CO₃+H₂O，所以猜想2：含有氢氧化钠、碳酸钠，猜想4：碳酸氢钠、碳酸钠；故填：含有氢氧化钠、碳酸钠；碳酸氢钠、碳酸钠；
【实验验证】碳酸根离子和钡离子会生成碳酸钡沉淀，根据碳酸根离子、碳酸氢根离子和酸反应生成二氧化碳气体，氢氧根离子能使酚酞变红色，故填：

步骤	操作	现象	结论
步骤1	取该NaOH溶液，加入过量BaCl2溶液	产生白色沉淀	证明猜想1、5不成立
步骤2	取步骤1中上层清液，滴加稀盐酸	无气泡产生	证明原溶液不含HCO3-、CO32-
步骤3	另取步骤1中上层清液，滴加酚酞	溶液未变红	证明原溶液不含OH-

【实验结论】通过前面的分析可知混合物中不含氢氧化钠、碳酸氢钠，含有碳酸钠，所以猜想3正确．故填：3．

点评 在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合学过的知识和题中所给的知识进行解答．