Question

5．地球是一顆美麗的藍色星球，海水占了全球水資源的97%．海水資源的開發和利用具有非常廣闊的前景．
（1）海水中含有大量的NaCl，可用于制備鈉及其化合物，其流程如圖：

①加入過量Na₂CO₃溶液目的是除去CaCl₂和BaCl₂，流程中不能用過量稀硫酸代替過量稀鹽酸的原因是會生成新的雜質硫酸鈉；
②提純過程中使用了過濾和蒸發操作，實驗室過濾和蒸發操作均使用到的玻璃儀器是玻璃棒；
③流程圖中制備金屬鈉的化學方程式為2NaCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑．
（2）工業上利用電解飽和食鹽水的方法制備NaOH，并同時獲得兩種單質．補充并配平化學方程式：
□NaCl+□H₂O□NaOH+□H₂↑+□Cl₂↑
（3）劉廷在實驗室找到一瓶長期放置的NaOH溶液，欲對其成分進行實驗探究．
【查閱資料】
I．NaOH與CO₂分兩步反應：
2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃
Ⅱ．NaOH與NaHCO₃反應方程式為：NaOH+NaHCO₃═Na₂CO₃+H₂O
Ⅲ．物質的溶解性：

	CO32-	HCO3-	OH-
Ba2+	不溶	溶	溶

溶液的酸堿性：BaCl₂溶液呈中性
【提出猜想】劉廷根據資料中的I、Ⅱ對其成分提出了5種合理猜想，請將猜想補充完整
猜想1：只有NaOH，猜想2：含有氫氧化鈉、碳酸鈉，猜想3：只有Na₂CO₃，猜想4：碳酸氫鈉、碳酸鈉，
猜想5：只有NaHCO₃．
【實驗驗證】

步驟	操作	現象	結論
步驟1	取該NaOH溶液，加入過量BaCl2溶液	產生白色沉淀	證明猜想1、5不成立（填數字）
步驟2	取步驟1中上層清液，滴加稀鹽酸	無氣泡產生	證明原溶液不含HCO3-、CO32-（填“離子”）
步驟3	另取步驟1中上層清液，滴加酚酞	溶液未變紅	證明原溶液不含OH-（填“離子”）

【實驗結論】通過以上實驗操作得出結論：猜想3是正確的（填數字）

Answer 1

分析 （1）①根據碳酸根離子和鈣離子、鋇離子會生成碳酸鈣沉淀、碳酸鋇沉淀，硫酸和氫氧化鈉、碳酸鈉會生成硫酸鈉進行分析；
②根據蒸發、過濾過程中需要的玻璃儀器進行分析；
③根據氯化鈉在通電的條件下生成鈉和氯氣進行分析；
（2）根據氯化鈉溶液在通電的條件下生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣，然后依據質量守恒定律進行配平；
（3）【提出猜想】根據二氧化碳和氫氧化鈉的反應生成物進行猜想；
【實驗驗證】根據碳酸根離子和鋇離子會生成碳酸鋇沉淀，根據碳酸根離子、碳酸氫根離子和酸反應生成二氧化碳氣體，氫氧根離子能使酚酞變紅色進行分析；
【實驗結論】根據前面的實驗得出正確的結論．

解答 解：（1）①碳酸根離子和鈣離子、鋇離子會生成碳酸鈣沉淀、碳酸鋇沉淀，所以加入過量Na₂CO₃溶液目的是除去CaCl₂和氯化鋇，硫酸和氫氧化鈉、碳酸鈉會生成硫酸鈉，所以不能用過量稀硫酸代替過量稀鹽酸的原因是會生成新的雜質硫酸鈉；故填：BaCl₂；會生成新的雜質硫酸鈉；
②蒸發過程中用到的玻璃儀器有玻璃棒、酒精燈，過濾過程中用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，所以兩步操作中需要的玻璃儀器有玻璃棒；故填：玻璃棒；
③氯化鈉在通電的條件下生成鈉和氯氣，化學方程式為：2NaCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑；故填：2NaCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑；
（2）氯化鈉溶液在通電的條件下生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣，然后依據質量守恒定律進行配平，化學方程式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；故填：2；2；2；NaOH；H₂↑；
（（3）【提出猜想】二氧化碳和氫氧化鈉的反應為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃
NaOH+NaHCO₃═Na₂CO₃+H₂O，所以猜想2：含有氫氧化鈉、碳酸鈉，猜想4：碳酸氫鈉、碳酸鈉；故填：含有氫氧化鈉、碳酸鈉；碳酸氫鈉、碳酸鈉；
【實驗驗證】碳酸根離子和鋇離子會生成碳酸鋇沉淀，根據碳酸根離子、碳酸氫根離子和酸反應生成二氧化碳氣體，氫氧根離子能使酚酞變紅色，故填：

步驟	操作	現象	結論
步驟1	取該NaOH溶液，加入過量BaCl2溶液	產生白色沉淀	證明猜想1、5不成立
步驟2	取步驟1中上層清液，滴加稀鹽酸	無氣泡產生	證明原溶液不含HCO3-、CO32-
步驟3	另取步驟1中上層清液，滴加酚酞	溶液未變紅	證明原溶液不含OH-

【實驗結論】通過前面的分析可知混合物中不含氫氧化鈉、碳酸氫鈉，含有碳酸鈉，所以猜想3正確．故填：3．

點評 在解此類題時，首先分析題中考查的問題，然后結合學過的知識和題中所給的知識進行解答．