Question

4．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)為了探究“復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件”，做了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：
①CuSO₄溶液與NaOH溶液、②CuSO₄溶液與BaCl₂溶液反應(yīng)．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將兩次實(shí)驗(yàn)中的廢液倒入同一個(gè)干凈的燒杯中，充分混合后過(guò)濾，得到濾液呈無(wú)色．
（1）寫出實(shí)驗(yàn)②發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：CuSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+CuCl₂．
（2）取少量濾液于試管中，滴入紫色石蕊試液，石蕊溶液為紫色，則濾液呈中性（填“酸”、“中”、“堿”）． 廢液在燒杯中混合后，肯定發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的方程式：CuCl₂+2NaOH=Cu（OH）₂↓+2NaCl．
（3）該小組的同學(xué)對(duì)濾液中溶質(zhì)的成分繼續(xù)進(jìn)行了如下探究實(shí)驗(yàn)：
【提出問(wèn)題】濾液中溶質(zhì)的成分是什么？
【作出猜想】小紅認(rèn)為：只含氯化鈉；
小明認(rèn)為：可能含有硫酸鈉、氯化鈉和氯化鋇；
小亮認(rèn)為：可能含氯化鈉和氯化鋇；
你認(rèn)為：還可能是氯化鈉和硫酸鈉（寫一種猜想）．
【討論】你認(rèn)為小紅、小明、小亮三位同學(xué)中誰(shuí)的猜想明顯不合理？為什么？小明；因?yàn)槁然�鋇與硫酸鈉反應(yīng)生成沉淀，不能在溶液中共存
【實(shí)驗(yàn)探究】

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
實(shí)驗(yàn)A：取少量濾液于試管中，加入 適量純堿溶液，振蕩．	無(wú)明顯現(xiàn)象	濾液中不含BaCl2
實(shí)驗(yàn)B：取少量濾液于試管中，加入適量硝酸鋇溶液，振蕩．	產(chǎn)生白色沉淀	濾液中含有Na2SO4

【交流拓展】a．要使藍(lán)色溶液變成無(wú)色，除了加入NaOH等堿性溶液外，還可以在藍(lán)色溶液中加入足量的Mg或Al或Zn．
b．在盛有100g氫氧化鈉溶液的大燒杯中緩緩加入硫酸銅溶液，反應(yīng)生成沉淀的質(zhì)量與加入硫酸銅溶液質(zhì)量的關(guān)系如圖所示：求恰好完全反應(yīng)時(shí)，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？（精確到0.1% ）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)CuSO₄溶液與BaCl₂溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化銅進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)中性溶液不能使紫色石蕊試液變色，廢液混合后過(guò)濾所得濾液為無(wú)色，說(shuō)明第一個(gè)反應(yīng)中NaOH溶液過(guò)量進(jìn)行解答；
（3）【作出猜想】最終濾液無(wú)色，說(shuō)明溶液中一定不含銅離子，濾液呈中性，說(shuō)明氫氧化鈉與氯化銅恰好反應(yīng)，生成氯化鈉，第一個(gè)反應(yīng)生成硫酸鈉溶液，所以濾液中的溶質(zhì)可能是氯化鈉和硫酸鈉；
若第二個(gè)反應(yīng)中氯化鋇過(guò)量，則其廢液中有氯化鋇、氯化銅，若氯化鋇與第一個(gè)反應(yīng)生成的硫酸鈉恰好反應(yīng)，氫氧化鈉與氯化銅恰好反應(yīng)，則濾液中溶質(zhì)為氯化鈉；
若第二個(gè)反應(yīng)中氯化鋇過(guò)量，則其廢液中有氯化鋇、氯化銅，若氯化鋇與第一個(gè)反應(yīng)生成的硫酸鈉反應(yīng)后有剩余，氫氧化鈉與氯化銅恰好反應(yīng)，則濾液中溶質(zhì)為氯化鈉和氯化鋇，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作的現(xiàn)象和結(jié)論分析猜想的內(nèi)容；
【討論】根據(jù)硫酸鈉和氯化鋇溶液反應(yīng)會(huì)生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)①：取少量濾液于試管中，加入適量的純堿溶液，無(wú)現(xiàn)象，說(shuō)明濾液中無(wú)鋇離子，則猜想Ⅱ是NaCl、BaCl₂；
加入某物質(zhì)能產(chǎn)生白色沉淀且最后溶液能使酚酞變紅，說(shuō)明是加入的堿性溶液，能與堿反應(yīng)生成沉淀的是硫酸鈉，所以猜想Ⅲ是NaCl、Na₂SO₄，硫酸鈉可與氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，據(jù)此分析解答；
【交流拓展】a、據(jù)前面的金屬可將排在其后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)進(jìn)行回答；
b、根據(jù)沉淀的質(zhì)量求出生成硫酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)而求出溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可．

解答 解：（1）CuSO₄溶液與BaCl₂溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式：CuSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+CuCl₂；
（2）中性溶液不能使紫色石蕊試液變色，所以取少量濾液于試管中，滴入紫色石蕊試液，石蕊溶液為紫色，則濾液呈中性；第一個(gè)反應(yīng)：CuSO₄溶液與NaOH溶液反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉溶液，第二個(gè)反應(yīng)：CuSO₄溶液與BaCl₂溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化銅，反應(yīng)后廢液中一定有氯化銅和硫酸鈉，廢液混合后過(guò)濾所得濾液為無(wú)色，說(shuō)明第一個(gè)反應(yīng)中NaOH溶液過(guò)量，與氯化銅反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和氯化鈉，方程式是CuCl₂+2NaOH=Cu（OH）₂↓+2 NaCl；
（3）【作出猜想】最終濾液無(wú)色，說(shuō)明溶液中一定不含銅離子，濾液呈中性，說(shuō)明氫氧化鈉與氯化銅恰好反應(yīng)，生成氯化鈉，第一個(gè)反應(yīng)生成硫酸鈉溶液，所以濾液中的溶質(zhì)可能是氯化鈉和硫酸鈉；
若第二個(gè)反應(yīng)中氯化鋇過(guò)量，則其廢液中有氯化鋇、氯化銅，若氯化鋇與第一個(gè)反應(yīng)生成的硫酸鈉恰好反應(yīng)，氫氧化鈉與氯化銅恰好反應(yīng)，則濾液中溶質(zhì)為氯化鈉；
若第二個(gè)反應(yīng)中氯化鋇過(guò)量，則其廢液中有氯化鋇、氯化銅，若氯化鋇與第一個(gè)反應(yīng)生成的硫酸鈉反應(yīng)后仍有剩余，氫氧化鈉與氯化銅恰好反應(yīng)，則濾液中溶質(zhì)為氯化鈉和氯化鋇；
【討論】硫酸鈉和氯化鋇溶液反應(yīng)會(huì)生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉，所以小明同學(xué)的猜想明顯不合理；
【實(shí)驗(yàn)探究】
實(shí)驗(yàn)A：取少量濾液于試管中，加入適量的純堿溶液，無(wú)現(xiàn)象，說(shuō)明濾液中無(wú)鋇離子，因?yàn)樘妓徕c可與氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，與氯化鈉、硫酸鈉不反應(yīng)，則猜想Ⅱ是NaCl、BaCl₂；
實(shí)驗(yàn)B：取少量濾液于試管中，加入適量硝酸鋇溶液，振蕩，能與硝酸鋇反應(yīng)生成沉淀的是硫酸鈉，所以猜想Ⅲ是NaCl、Na₂SO₄，猜想Ⅰ是NaCl；
【實(shí)驗(yàn)探究】硫酸鈉可與氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，所以實(shí)驗(yàn)②可取少量濾液于試管中，加入適量的氫氧化鋇溶液，振蕩；
【交流拓展】a、鋅排在銅前面，且反應(yīng)后溶液為無(wú)色，故可選鋅、鋁、鎂也可；
b、解：設(shè)生成硫酸鈉的質(zhì)量為x．
CuSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓
             142       98
              x     9.8g
$\frac{142}{x}=\frac{98}{9.8g}$
x=14.2g
所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{14.2g}{100g+100g-9.8g}×100%$=7.5%
答：所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.5%．
故答案為：（1）CuSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+CuCl₂；
（2）中；CuCl₂+2NaOH=Cu（OH）₂↓+2NaCl；                          
（3）【作出猜想】氯化鈉和硫酸鈉；
【討論】小明；因?yàn)槁然�鋇與硫酸鈉反應(yīng)生成沉淀，不能在溶液中共存；       

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
實(shí)驗(yàn)A：取少量濾液于試管中，加入適量純堿溶液，振蕩．	無(wú)明顯現(xiàn)象	濾液中不含：BaCl2
實(shí)驗(yàn)B：取少量濾液于試管中，加 入適量硝酸鋇溶液，振蕩．	產(chǎn)生白色沉淀	濾液中含有：Na2SO4

【交流拓展】a、Mg或Al或Zn；
b、7.5%．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了酸堿鹽的化學(xué)性質(zhì)，復(fù)分解反應(yīng)條件的應(yīng)用，以及應(yīng)用知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力，有一定難度，要依據(jù)物質(zhì)間的反應(yīng)細(xì)心分析解答．