Question

工業碳酸鈉由于在生產過程中原料鹽和工藝等的原因，常會含有Na₂SO₄、NaCl中的一種或兩種雜質。現有工業碳酸鈉樣品，某化學興趣小組就工業碳酸鈉中是否含有這兩種雜質進行探究。實驗室有以下的儀器和藥品可供使用：
燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、滴管、酒精燈、試管夾：1.0 mol·L^-1H₂SO₄、1.0 mol·L^-1HNO₃、1.0mol·L^-1HCl、NaOH稀溶液、0.1 mol·L^-1AgNO₃、0.1 mol·L^-1BaCl₂、0.1 mol·LBa(NO₃)₂、蒸餾水。以下是部分實驗探究過程：
1）提出假設：
假設1  白色粉末為                            的混合物；
假設2  白色粉末為                            的混合物；
假設3  白色粉末為碳酸鈉、硫酸鈉、氯化鈉的混合物；
2)基于假設設計實驗方案
3)根據實驗方案進行實驗
請回答：
（1）某同學取少許樣品于試管中，加適量蒸餾水溶解，向試管中滴入0.1 mol·L^-1的BaCl₂溶液，有白色沉淀產生，他認為樣品中含有Na₂SO₄。你認為他的結論是　　　　（填“對的”或“錯的”），原因是：                                          。
（2）設計實驗方案
基于工業碳酸鈉中兩種雜質均存在這一假設，設計出實驗方案（在答題卡上作答）。

編號	實驗操作	預期現象和結論
①		有無色氣體產生，說明樣品中含有Na2CO3。 若無氣體產生，說明樣品中沒有Na2CO3。
②
③

 

Answer 1

（1）3 （1分）1）假設1  碳酸鈉、氯化鈉；（1分）假設2  碳酸鈉、硫酸鈉（1分）
（1）錯的（1分）。溶液中含有CO₃^2—，可與BaCl₂溶液產生BaCO₃沉淀，因此無法確定該沉淀是BaSO₄（2分）。
（3）（“實驗操作” “預期現象和結論”共11分）

編號	實驗操作	預期現象和結論
①	取少許樣品于試管1中（ 1分），加蒸餾水溶解（1分）。向試管中加足量的1.0 mol·L-1HNO3（或加入1.0 mol·L-1HNO3至溶液中不再有氣體放為止）（1分）。
②	向試管1中加入0.1 mol·L-1的Ba(NO3)2溶液（1分）。若有沉淀產生，則繼續加入0.1 mol·L-1Ba(NO3)2至過量（1分）。	有白色沉淀產生，則含Na2SO4（1分）若無白色沉淀產生，則不含Na2SO4（1分）
③	將試管1靜置片刻后，取少量上層清液于試管2中（1分），加入0.1 mol·L-1AgNO3溶液。（1分）	有白色沉淀產生，則含NaCl（1分）若無白色沉淀產生，則不含NaCl（1分）

 
本題也可參照下列答案給分：

編號	實驗操作	預期現象和結論
①	取少許樣品于燒杯中，加蒸餾水溶解（1分）。取燒杯中所得溶液少許于試管1中（1分），加入足量的1.0mol·L-1HCl（或加入1.0mol·L-1HCl至溶液中不再有氣體放為止）（1分）。
②	向試管1中加入0.1 mol·L-1BaCl2溶液。 （1分）	有白色沉淀產生，則含Na2SO4（1分）若無白色沉淀產生，則不含Na2SO4（1分）
③	取燒杯中所得溶液少許于試管2中，向試管2中加入0.1 mol·L-1的Ba(NO3)2溶液（1分），若有沉淀產生，則繼續加入0.1 mol·L-1Ba(NO3)2至過量（1分）。取少量上層清液于試管2中，加入0.1 mol·L-1AgNO3溶液。（1分）	有白色沉淀產生，則含NaCl（1分）若無白色沉淀產生，則不含NaCl（1分）

 

略