Question

在實驗操作考試中，同學們用到HCl、Na₂CO₃、NaOH、Ba（NO₃）₂等溶液．小黃、小明、小亮各自完成了實驗，并分別將反應后的混合物倒入各自的廢液缸中．實驗結束時，老師指出，如果廢液呈酸性或堿性，會腐蝕管道、污染水源．廢液一定要進行無害化處理，盡量實現(xiàn)綠色排放．如何處理廢液缸里的廢液？同學們進行了討論和試驗：
①小黃取廢液于試管中，滴加紫色石蕊試劑，觀察到廢液呈白色渾濁狀態(tài)，溶液仍然為紫色．她認為廢液中上層清液一定含有NaCl，我認為還應該有

 

，可能有

 

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②小亮取廢液加入酚酞試液，發(fā)現(xiàn)酚酞沒變紅色，他認為廢液是安全的，可以直接排放．我認為他的結論不正確，溶液還可能顯酸性．我取少量廢液，再加入

 

，出現(xiàn)

 

的現(xiàn)象，說明我的猜測是正確的．
③小明取廢液缸里的廢液于試管中，觀察到廢液也呈白色渾濁狀態(tài)，用pH試紙測得廢液的pH=9．廢液中的堿性物質是什么？經(jīng)過思考，小明認為可能是（a） NaOH和Na₂CO₃；（b） NaOH；（c） Na₂CO₃．為了驗證猜想，小明設計如下實驗：

實驗步驟	現(xiàn)象	結論
取上層清液，		a結論正確

于是，小明向試管中加入稀鹽酸，邊加邊測試，直到pH=7，同時觀察到沉淀逐漸溶解．小明覺得廢液經(jīng)過如上處理后可以放心倒掉．其相關的化學方程式是（任寫一個）

 

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④經(jīng)過討論，小亮認為，小明的方案不完善，因為小明對廢液中含有的Ba²⁺沒有處理，而Ba²⁺是重金屬離子，會造成更嚴重的污染．
小亮采用了另外一種方案：他另取廢液缸里的廢液于試管中，向試管中加入

 

，直至廢液pH=7，且沉淀不再增加．他覺得廢液這樣處理后才可以倒掉．請寫出在此與沉淀有關的化學方程式

 

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⑤老師肯定了小亮的方案，因為他考慮得更全面．小亮方案的優(yōu)點在于

 

．

Answer 1

考點：酸、堿性廢水的處理,酸的化學性質,溶液的酸堿性與pH值的關系,鹽的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：化學與環(huán)境保護

分析：①根據(jù)酸能使石蕊變紅色，堿能使石蕊變藍色和題中的現(xiàn)象解答；
②根據(jù)酸不能使酚酞變色，堿性物質能使酚酞變紅色、酸能使紫色石蕊變紅色和題中現(xiàn)象解答；
③據(jù)廢液中的成分及它們和鹽酸的性質回答．
④根據(jù)加入稀硫酸既能既除去了廢液中堿，又使鋇離子轉化成了難溶性的硫酸鋇沉淀解答；
⑤根據(jù)題干提供的信息，比較兩方案，得出優(yōu)點．

解答：解：①取廢液于試管中，滴加紫色石蕊試劑，觀察到廢液呈白色渾濁狀態(tài)，溶液仍然為紫色，稀鹽酸能使石蕊變紅色，氫氧化鈉能使石蕊變藍色，故溶液中不含稀鹽酸和氫氧化鈉；碳酸鈉和硝酸鋇反應生成碳酸鋇白色沉淀和硝酸鈉；所以原溶液中含有碳酸鈉和硝酸鋇，所得溶液中含有硝酸鈉；硝酸鋇溶液呈中性，碳酸鈉溶液呈堿性，石蕊沒變色還呈紫色所以所得溶液中一定不含碳酸鈉，可能含有硝酸鋇，故答案：NaNO₃；Ba（NO₃）₂；
②酸不能使酚酞變色，所以可能含有稀鹽酸；稀鹽酸能使石蕊變紅色所以滴加紫色石蕊若不變色能排放，若變紅色要中和后再排放；故答案：紫色石蕊；變紅色；
③碳酸鈉和氯化鈣反應產(chǎn)生白色沉淀碳酸鈣和氯化鈉，恰好反應溶液呈中性，氯化鈣呈中性，所以酚酞不褪色證明含有氫氧化鈉；同學們用到HCl、Na₂CO₃、NaOH、Ba（NO₃）₂等溶液，又因溶液呈堿性，所以其中不含鹽酸，且含有氫氧化鈉；又因有白色沉淀，根據(jù)溶液中可能含有的物質，確定沉淀只能是碳酸鋇；是否還含有碳酸鈉和硝酸鋇中的一種，無法進一步確定，但硝酸鋇不和鹽酸反應，所以反應可能有三個，可能是：2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+CO₂↑+H₂O或HCl+NaOH═NaCl+H₂O或2HCl+BaCO₃═BaCl₂+H₂O+CO₂↑；故答案：

實驗步驟	現(xiàn)象	結論
滴加酚酞，然后滴加過量氯化鈣溶液	產(chǎn)生白色沉淀，紅色不消失

2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+CO₂↑+H₂O或HCl+NaOH═NaCl+H₂O或2HCl+BaCO₃═BaCl₂+H₂O+CO₂↑；．
④Ba²⁺是重金屬離子，會造成更嚴重的污染，如加入稀硫酸，既除去了廢液中堿，又使鋇離子轉化成了難溶性的硫酸鋇沉淀，不會再產(chǎn)生鋇離子；故答案：稀硫酸；Ba（NO₃）₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2HNO₃．
⑤Ba²⁺是重金屬離子，會造成更嚴重的污染，如加入稀硫酸，既除去了廢液中堿，又使鋇離子轉化成了難溶性的硫酸鋇沉淀，不會再產(chǎn)生鋇離子；故答案：既除去了廢液中堿，又使鋇離子轉化成了難溶性的硫酸鋇沉淀．

點評：酸堿鹽之間的復分解反應眾多，解題的關鍵是熟練掌握常見酸堿鹽的溶解性和復分解反應發(fā)生的條件；化學來源于生產(chǎn)、生活，也應服務于生產(chǎn)、生活，與人類生產(chǎn)、生活相關的化學知識，歷來是中考的熱點．