Question

11．某化學研究性學習小組欲對某工廠排放的廢液成分進行研究，從表面來看，廢液澄清透明，經初步分析可知該廢液中可能含有CaCl₂、NaCl、Na₂SO₄、Na₂CO₃中的兩種或多種．按下述步驟進行實驗探究，觀察實驗現象，并加以分析推理（設過程中所有發生的反應都恰好完全反應）．
Ⅰ．取一定質量的該廢液樣品放入一潔凈燒杯中，向其中加入適量BaCl₂溶液，攪拌，待燒杯中物質充分反應后，過濾，得沉淀A和濾液B．
Ⅱ．向沉淀A中加入適量的稀硝酸，看到有氣泡冒出，產生氣體C．攪拌，充分反應后，過濾，得濾液D和沉淀E．
Ⅲ．向濾液B中加入適量AgNO₃溶液和足量的稀硝酸，待充分反應后，過濾，得濾液F和沉淀G．
根據上述實驗過程和發生的現象做出相應的推理，填寫以下空白：
試根據實驗過程和發生的現象填寫一下空白：
（1）常溫下，氣體C水溶液的pH小于7．（填“大于”、“小于”或“等于”中合適一項）
（2）廢液中一定含有的物質是Na₂SO₄、Na₂CO₃．
（3）濾液F中一定含有的陽離子是H⁺、Na⁺（寫離子符號）．
（4）步驟Ⅲ中發生反應的化學方程式為NaCl+AgNO₃=NaNO₃+AgCl↓．
（5）僅根據上述實驗現象，廢液樣品中還不能確定的物質是氯化鈉，理由是第I步中加入的氯化鋇引入了氯離子，對氯化鈉的檢驗造成了干擾．為了確定它是否存在，可將上述實驗進行改進，你的建議是將步驟①中的氯化鋇溶液改為硝酸鋇溶液，若步驟③中仍然有沉淀生成，則NaCl存在，否則不存在．

Answer 1

分析 根據硫酸鈉和氯化鋇會生成不溶于酸的硫酸鋇沉淀，碳酸鈉和氯化鋇會生成溶液酸的碳酸鋇沉淀，碳酸鋇和硝酸反應生成硝酸鋇、水和二氧化碳，二氧化碳和水反應生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊試液變紅色，碳酸鈉和氯化鈣反應會生成碳酸鈣沉淀，氯離子和銀離子會生成白色氯化銀沉淀等知識進行分析．

解答 解：硫酸鈉和氯化鋇會生成不溶于酸的硫酸鋇沉淀，碳酸鈉和氯化鋇會生成溶液酸的碳酸鋇沉淀，碳酸鋇和硝酸反應生成硝酸鋇、水和二氧化碳，二氧化碳和水反應生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊試液變紅色，碳酸鈉和氯化鈣反應會生成碳酸鈣沉淀，氯離子和銀離子會生成白色氯化銀沉淀．
Ⅰ、取一定質量的該廢液樣品放入一潔凈燒杯中，向其中加入適量BaCl₂溶液，攪拌，待燒杯中物質充分反應后，過濾，得沉淀A和濾液B，所以混合物中可能含有碳酸鈉、硫酸鈉；
Ⅱ、向沉淀A中加入適量的稀硝酸，看到有氣泡冒出，產生氣體C，攪拌，充分反應后，過濾，得濾液D和沉淀E，所以混合物中一定含有碳酸鈉、硫酸鈉，一定不含氯化鈣；
Ⅲ、向濾液B中加入適量AgNO₃溶液和足量的稀硝酸，待充分反應后，過濾，得濾液F和沉淀G，所以G是氯化銀沉淀，
（1）根據題意可知C氣體為二氧化碳氣體，二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸的pH小于7；
（2）通過推導可知，原廢液中一定含有的是：Na₂SO₄、Na₂CO₃；
（3）濾液F中一定含有的陽離子是H⁺，Na⁺；
（4）步驟Ⅲ中發生的反應是氯化鈉和硝酸銀反應生成氯化銀沉淀和硝酸鈉，化學方程式為：NaCl+AgNO₃=NaNO₃+AgCl↓；
（5）僅根據上述實驗現象，廢液樣品中還不能確定的物質是NaCl，理由是：第I步中加入的氯化鋇引入了氯離子，對氯化鈉的檢驗造成了干擾，為了確定它是否存在，可將實驗進行改進，你的建議是將步驟①中的氯化鋇溶液改為硝酸鋇溶液，若步驟③中仍然有沉淀生成，則NaCl存在，否則不存在．
故答案為：（1）小于；
（2）Na₂SO₄、Na₂CO₃；
（3）H⁺、Na⁺；
（4）NaCl+AgNO₃=NaNO₃+AgCl↓；
（5）NaCl，第I步中加入的氯化鋇引入了氯離子，對氯化鈉的檢驗造成了干擾，將步驟①中的氯化鋇溶液改為硝酸鋇溶液，若步驟③中仍然有沉淀生成，則NaCl存在，否則不存在．

點評 在解此類題時，首先分析題中所給物質的性質和兩兩之間的反應，然后依據題中的現象分析各種物質的存在性，最后確定混合物的成分．不溶于稀硝酸的白色沉淀只有硫酸鋇和氯化銀，這一特殊性是解決本推斷題的關鍵．