Question

【題目】為確定曝露于空氣中的氫氧化鈉固體樣品的成分，實驗小組進行下列探究活動：

（提出問題）固體樣品的成分是什么?

（猜想與假設）秦思：氫氧化鈉

石建：氫氧化鈉和碳酸鈉

單杰：碳酸鈉 石建猜想的依據是____。

（實驗探究）為證明猜想，小組同學進行實驗如下：

（評價與反思）根據實驗A中產生白色沉淀的現象，單杰認為自己的猜想正確。石建對單杰的實驗A及得出結論的可靠性提出質疑，理由是_____。石建在單杰實驗的基礎上繼續實驗B并結合B中溶液顏色的變化，證明自己的猜想正確。單杰對自己實驗存在的問題進行反思與改進，提出在實驗A基礎上若將實驗B中的無色酚酞溶液換成 ________（填一種試劑的名稱），產生白色沉淀，據此現象也可證明石建的猜想正確的實驗設想。

（解釋與結論）秦思進行實驗C，滴加過量稀鹽酸過程中溶液中離子的數目變化如圖D， 據此，得出和石建相同的實驗結論。圖中①表示的是_（填符號），③表示的是_____（填符號）。

（實驗處理）將上述石建和秦思實驗所得的液體混合，溶液仍為紅色，向其中滴加適量的某酸X，產生白色沉淀的質量變化如圖E，產生此現象一定發生反應的化學方程式為____；至溶液恰好變為無色時，實現綠色排放，最終液體中一定含有的離子是_（填符號）。

（歸納總結）經歷上述探究過程，通過歸納，可以總結出：酸、堿、鹽之間發生的復分解反應就是不同陰、陽離子結合成水或沉淀或氣體的過程。通過比較，可以發現：當所加試劑中的一種離子與溶液中可能存在的兩種離子都能結合時，要考慮 _____。在證明溶液中可能存在的離子是否存在時，不能引入與之前加入的離子能結合并_____，才能得出正確的結論。

Answer 1

【答案】氫氧化鈉部分變質 無法驗證氫氧化鈉是否存在 MgCl2 OH- CO32- ； Na+、NO3-、Cl- 生成物性質 產生相似實驗現象

【解析】

[猜想假設]

氫氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，若氫氧化鈉部分變質，則固體就是氫氧化鈉和碳酸鈉；

故答案為：氫氧化鈉部分變質。

[評價與反思]

碳酸鈉與硝酸鋇反應生成碳酸鋇沉淀和硝酸鈉，只能證明有碳酸鈉的存在，氫氧化鈉與硝酸鋇不發生反應，沒有明顯現象，無法驗證是否存在氫氧化鈉，所以不能直接得出固體為碳酸鈉；將酚酞換為另一種試劑，產生白色沉淀，證明氫氧化鈉的存在，結合氫氧根離子與鎂離子生成氫氧化鎂沉淀的性質選擇替代的試劑，因此含有鎂離子的可溶性試劑可以為氯化鎂，化學式為MgCl2；

故答案為：無法驗證氫氧化鈉是否存在；MgCl2。

[解釋與結論]

鹽酸與氫氧化鈉反應生成氯化鈉和水，鹽酸與碳酸鈉反應生成生成氯化鈉、水和二氧化碳，鹽酸加入后，先與氫氧化鈉反應，因此只要鹽酸加入，氫氧根離子就在減少，直至鹽酸將其全部反應完畢，溶液中不存在氫氧根離子，所以①為氫氧根離子，此時再加入鹽酸，鹽酸與碳酸鈉反應，碳酸根離子此時才開始減少，直至鹽酸與碳酸根全部反應完畢，碳酸根離子不再溶液存在，所以③表示碳酸根離子；

故答案為：OH-；CO32-。

[實驗處理]

混合后溶液為紅色，說明溶液顯堿性，此時溶質為硝酸鋇、硝酸鈉、氫氧化鈉、氯化鈉，要直接排放需要加入酸中和氫氧化鈉，而加入的酸可形成白色沉淀，只有硫酸，硫酸與氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和水，硫酸鈉與硝酸鋇反應生成硫酸鋇沉淀和硝酸鈉，由于酸堿中和反應先與復分解反應發生，所以當有白色沉淀生成時，一定是兩個反應都發生了，據此書寫化學方程式；當溶液恰好變為無色時，硫酸將氫氧化鈉全部中和完畢，溶液顯中性，而已排放，此時硫酸與氫氧化鈉完全反應生成了硫酸鈉和水，硫酸鈉與硝酸鋇反應生成硫酸鋇沉淀和硝酸鈉，因此硝酸鈉一定存在，還有之前生成的氯化鈉也存在，至于硫酸鈉與硝酸鋇是否有剩余無法判斷，因此一定存在的離子有硝酸根離子、鈉離子、氯離子；

故答案為：；；Na+、NO3-、Cl-。

[歸納總結]

當發現加入的試劑中一種離子與可能存在的兩種離子都發生反應時，為了確定兩種離子都存在，需要考慮加入與兩種離子反應后生成物的性質，然后加入試劑進行驗證；為了驗證可能存在的離子，加入試劑后，不能與之前存在的離子發生反應，產生與檢驗離子相似的實驗現象，否則無法驗證是猜測離子造成的還是已有離子造成的；

故答案為：生成物性質；產生相似實驗現象。