某化学兴趣小组的同学对“硫酸、硝酸钡、氢氧化钠、碳酸钠”四种物质之间的反应进行了定性和定量的研究。
(1)根据复分解反应发生的条件,初步判断上述四种溶液两两之间能发生个反应;其中有气体、沉淀生成的化学方程式为(请各写出一个);。
【实验一】证明氢氧化钠溶液和稀硫酸混合后确实发生了化学反应。
(2)王同学按下列方法进行了实验：
在实验中滴入紫色石蕊试液的目的是;实验中发生反应的化学方程式为。
【实验二】定量分析稀硫酸与两种混合物反应后溶液的成分。
(3)刘同学称取38.2 g氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液于烧杯中,向其中逐滴滴加质量分数为15.3%的稀硫酸,同时记录实验数据,测得加入稀硫酸的质量与生成气体的质量关系如上图所示。
①当加入16 g稀硫酸时,溶液中的溶质为(写化学式)。
②混合物与稀硫酸恰好完全反应时所得溶液的溶质质量分数为。
【实验三】实验分析四种化合物溶液混合后的成分。
(4)洪同学按以下流程进行了实验：
操作Ⅰ的名称是,固体D的化学式是;如溶液B中滴入酚酞呈无色,则B中一定没有离子;一定含有离子。

(1)4 H₂SO₄+Na₂CO₃ ===Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑ H₂SO₄+Ba(NO₃)₂===BaSO₄↓+2HNO₃[或Ba(NO₃)₂+Na₂CO₃ ===BaCO₃↓+2NaNO₃]
(2)证明氢氧化钠溶液和稀硫酸混合后是否发生了化学反应 2NaOH+H₂SO₄ ===Na₂SO₄+2H₂O
(3)①NaOH、Na₂CO₃、Na₂SO₄
②14.2%
(4)过滤 BaSO₄ 氢氧根 钠离子、硝酸根
解析:(1)根据复分解反应发生的条件,可判断出硫酸与硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀和硝酸,硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,硫酸与碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,硝酸钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和硝酸钠,即初步判断上述四种溶液两两之间能发生4个反应;其中有气体生成的反应是硫酸与碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,化学方程式为 H₂SO₄+Na₂CO₃ ===Na₂SO₄ + H₂O+CO₂↑;有沉淀生成的反应是硫酸与硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀和硝酸及硝酸钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和硝酸钠,化学方程式为 H₂SO₄ + Ba ( NO₃ )₂ ===BaSO₄ ↓ + 2HNO₃ 和 Ba(NO₃)₂ + Na₂CO₃ ===BaCO₃↓+2NaNO₃。(2)为证明氢氧化钠溶液和稀硫酸混合后是否发生了化学反应,在实验中滴入紫色石蕊试液。氢氧化钠溶液和稀硫酸反应生成硫酸钠和水,化学方程式为 2NaOH+ H₂SO₄ ===Na₂SO₄+2H₂O。(3)①据图可知,当加入 16 g 稀硫酸时,部分氢氧化钠与稀硫酸反应,生成硫酸钠和水,碳酸钠没有反应,所以溶液中的溶质为部分没反应的氢氧化钠、没反应的碳酸钠和生成的硫酸钠。
②设与碳酸钠反应的稀硫酸的质量为x,生成硫酸钠的质量为y。
H₂SO₄+Na₂CO₃ ===Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
98 142 44
x×15.3% y 2.2 g
98/44=(x×15.3%)/2.2 g,解得 x≈32 g
142/44=y/2.2 g,解得 y=7.1 g
与氢氧化钠溶液反应的硫酸质量为(64 g-32 g)×15.3%≈4.9 g。
设与氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠的质量为z。
H₂SO₄+2NaOH ===2H₂O+Na₂SO₄
98 142
4.9 g z
98/142=4.9 g/z,解得 z=7.1 g
混合物与稀硫酸恰好完全反应时所得溶液的溶质质量分数 = (7.1 g+7.1 g)/(38.2 g+64 g-2.2 g)×100%=14.2%。(4)过滤是将不溶于液体的固体与液体分开的方法,所以操作Ⅰ是过滤;由于硫酸与硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀和硝酸;硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水;硫酸与碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳;硝酸钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和硝酸钠。所以固体 A 是硫酸钡和碳酸钡的混合物,硫酸钡与稀盐酸不反应,碳酸钡与稀盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳,所以固体 D 是硫酸钡,化学式为 BaSO₄;由于碱性溶液使无色酚酞变红,溶液 B 中滴入酚酞呈无色,则 B 不呈碱性,即 B 中一定没有氢氧根离子;根据发生的化学反应可知,B 中一定含有钠离子、硝酸根离子。