Question

【題目】有一包白色固體粉末，已知除了含有 KNO3 以外，其中可能還含有 KCl、Ba(NO3)2、CuSO4、K2CO3、Na2SO4 中的一種或幾種，現(xiàn)通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)來(lái)確定該樣品的組成：

①將部分粉末加入水中，振蕩，有白色沉淀生成，過(guò)濾，溶液呈無(wú)色；

②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固體完全溶解，并有氣泡產(chǎn)生；

③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀產(chǎn)生；

④另取①中過(guò)濾后的溶液加入足量 AgNO3 溶液，產(chǎn)生白色沉淀； 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)，回答下列問(wèn)題：

（1）原白色粉末中除 KNO3 以外一定還含有的物質(zhì)是_________，一定不含有的物質(zhì) 是_____，可能存在的物質(zhì)是_____(填化學(xué)式)；

（2）請(qǐng)寫出第②步變化中所涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式：_____；

（3）A 同學(xué)為了確認(rèn)該固體粉末中“可能存在的物質(zhì)”是否存在， 他重新取了少量該樣品于試管中加適量的蒸餾水溶解，請(qǐng)根據(jù)該同學(xué)設(shè)計(jì)的方案填空：

加入的試劑①_________試劑②_____(填化學(xué)式)；當(dāng)加入試劑②時(shí)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn) 象為_____就可以確認(rèn)該物質(zhì)一定存在。

（4）B 同學(xué)為了進(jìn)一步確定該樣品的成份，他稱取了 10.0 g 該固體，按如下方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 說(shuō)明：實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體已經(jīng)換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。

①請(qǐng)簡(jiǎn)述在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程時(shí)如何洗滌沉淀_____。

②若按照 B 同學(xué)以上實(shí)驗(yàn)方案，還需對(duì)“溶液 2”中的溶質(zhì)進(jìn)一步分析，通過(guò)已有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，若該 樣品中含 KNO3 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____時(shí)，可以確認(rèn)樣品中一定不含有“可能存在的物質(zhì)”。

Answer 1

【答案】Ba(NO3)2、K2CO3 CuSO4、Na2SO4 KCl BaCO3 + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + CO2↑ + H2O HNO3 AgNO3 有不溶于稀 HNO3 的白色沉淀產(chǎn)生 向過(guò)濾器中加入蒸餾水至完全浸沒沉淀為止，待水自然濾干后，再重復(fù)操作 2 ~ 3 次 39.4%

【解析】

①將部分粉末加入水中，振蕩，有白色沉淀生成，過(guò)濾，溶液呈無(wú)色說(shuō)明一定不含CuSO4、所以沉淀為碳酸鋇或硫酸鋇或兩者都有，判斷Ba(NO3)2一定存在，K2CO3、Na2SO4最少有一種；

②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固體完全溶解，并有氣泡產(chǎn)生，證明沉淀是BaCO3，則原固體含有K2CO3，不含Na2SO4；

③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀產(chǎn)生，證明白色沉淀為BaSO4；

④另�、僦羞^(guò)濾后的溶液加入足量AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，該沉淀可能是碳酸銀或氯化銀、或兩者都有，不能確定是否含有Cl-，據(jù)此分析。

①將部分粉末加入水中，振蕩，有白色沉淀生成，過(guò)濾，溶液呈無(wú)色說(shuō)明一定不含CuSO4、所以沉淀為碳酸鋇或硫酸鋇或兩者都有，判斷Ba(NO3)2一定存在，K2CO3、Na2SO4最少有一種；

②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固體完全溶解，并有氣泡產(chǎn)生，證明沉淀是BaCO3，則原固體含有K2CO3，不含Na2SO4；

③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀產(chǎn)生，證明白色沉淀為BaSO4；

④另取①中過(guò)濾后的溶液加入足量AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，該沉淀可能是碳酸銀或氯化銀、或兩者都有，不能確定是否含有Cl-。

綜上所述：白色固體粉末一定含有KNO3、Ba(NO3)2、K2CO3；一定不含CuSO4、Na2SO4；可能含有KCl；

（1）原白色粉末中除 KNO3 以外一定還含有的物質(zhì)是Ba(NO3)2、K2CO3，一定不含有的物質(zhì)是CuSO4、Na2SO4；可能存在的物質(zhì)是KCl；

（2）第②步變化中所涉及的化學(xué)反應(yīng)是碳酸鋇與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鋇、二氧化碳和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為BaCO3 + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + CO2↑ + H2O；

（3）A 同學(xué)為了確認(rèn)該固體粉末中“可能存在的物質(zhì)” KCl是否存在，檢驗(yàn)氯化鉀可選擇硝酸和硝酸銀進(jìn)行檢驗(yàn)，故加入的試劑①HNO3試劑②AgNO3；加入足量的稀硝酸酸化后，當(dāng)加入試劑②時(shí)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn) 象為有不溶于稀 HNO3 的白色沉淀產(chǎn)生就可以確認(rèn)該物質(zhì)一定存在；

（4）①在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程時(shí)，洗滌沉淀的操作為：向過(guò)濾器中加入蒸餾水至完全浸沒沉淀為止，待水自然濾干后，再重復(fù)操作 2 ~ 3 次；

②根據(jù)流程可知，產(chǎn)生氣體的體積為0.56L，則產(chǎn)生二氧化碳的物質(zhì)的量為，則碳酸鉀的物質(zhì)的量為0.025mol，質(zhì)量為3.45g；沉淀的質(zhì)量為2.33g，則為0.01mol硫酸鋇，可知Ba(NO3)2的物質(zhì)的量為0.01mol，質(zhì)量為2.61g；若該 樣品中不含有氯化鉀，則 KNO3 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，故若該 樣品中含 KNO3 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為39.4%時(shí)，可以確認(rèn)樣品中一定不含有“可能存在的物質(zhì)”。