Question

一包粗鹽中可能含有Na₂SO₄，Na₂CO₃雜質中的一種或兩種，某同學為了探究清楚粗鹽雜質成分進行了以下實驗，請幫他完成實驗．
（1）提出假設：
假設1：粗鹽中只含有Na₂CO₃；
假設2：______
假設3：粗鹽中既含有Na₂CO₃又含有Na₂SO₄
（2）請設計實驗完成對粗鹽雜質成分的探究，寫成實驗步驟以及預期現象和結論．
限選實驗試劑：稀鹽酸，氯化鋇溶液，澄清石灰水．

實驗步驟	預期現象和結論
步驟1：取少量粗鹽于試管中，往試管中滴加過量稀鹽酸，并用帶導管的膠塞迅速塞住試管，導管的另一端通入澄清石灰水，觀察現象，	（1）若能觀察到試管中有氣泡產生，產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁，則說明假設1或假設3成立；（2）若無明顯現象則說明______成立．
步驟2：繼續往試管中滴加______，觀察現象．	（1）若能觀察到______結合步驟1中的（1）則說明______成立； （2）若無明顯現象，結合步驟1中（1）則說明______成立．

（3）寫出整個實驗中可能涉及到的化學反應的離子方程式①______；②______；③______．

Answer 1

（1）根據粗鹽中可能含有Na₂SO₄，Na₂CO₃雜質中的一種或兩種，含有雜質的可能情況為：①只含有Na₂CO₃、②只含Na₂SO₄、③既含有Na₂CO₃又含有Na₂SO₄，結合假設1、3可知，假設2為粗鹽中只含有Na₂SO₄，
故答案為：粗鹽中只含有Na₂SO₄；
（2）步驟1：硫酸鈉與鹽酸不反應，滴加鹽酸無明顯現象，說明不含碳酸鈉，則假設2成立；
步驟2：檢驗是否含有硫酸鈉，可以檢驗溶液中是否含有硫酸根加快，向步驟1的溶液中繼續滴加氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，說明溶液中含有硫酸根，結合步驟1中有氣泡產生，產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁，說明含有碳酸鈉，故粗鹽含有碳酸鈉、硫酸鈉，假設3成立；
若無明顯現象，結合步驟1中有氣泡產生，產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁，說明該粗鹽含有碳酸鈉，則假設1成立．
故答案為：

實驗步驟	預期現象和結論
步驟1：取少量粗鹽于試管中，往試管中滴加過量稀鹽酸，并用帶導管的膠塞迅速塞住試管，導管的另一端通入澄清石灰水，觀察現象，	（1）若能觀察到試管中有氣泡產生，產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁，則說明假設1或假設3成立； （2）若無明顯現象則說明 假設2 成立．
步驟2：繼續往試管中滴加 氯化鋇溶液，觀察現象．	（1）若能觀察到 不溶于稀鹽酸的白色沉淀生成，結合步驟1中的（1）則說明 假設3 成立； （2）若無明顯現象，結合步驟1中（1）則說明 假設1 成立．

（3）實驗中可能的反應有：
①碳酸鈉與鹽酸反應生成二氧化碳與水，離子方程式為：CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O；
②二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣與水為：CO₂+Ca²⁺+2OH^-=CaCO₃↓+H₂O；
③硫酸鈉與氯化鋇反應生成硫酸鋇與氯化鈉為：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，
故答案為：CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O；CO₂+Ca²⁺+2OH^-=CaCO₃↓+H₂O；Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓．