Question

【題目】有一包白色固體，可能是由NaCl,Na2SO4,CaCO3,Na2CO3,NaOH,NH4NO3,CuSO4中的一種或幾種組成，某化學學習小組的同學為了探究固體的成分，做了如下實驗：

（查閱資料）：NH4NO3，CuSO4溶液顯酸性，Na2CO3溶液顯堿性，NaCl，Na2SO4溶液顯中性

（實驗探究）

（1）將白色固體溶于足量水中只得到無色溶液，無氣體或沉淀產生。

（2）向所得溶液中加入過量的BaCl2溶液，產生白色沉淀，過濾，得到濾渣和濾液。

（3）向濾渣中加入過量的硝酸，沉淀全部消失并產生無色氣體。

（4）將濾液分成兩份，向其中一份加入幾滴酚酞試液，酚酞試液變紅；向另一份中加入硝酸銀溶液和稀硝酸，產生白色沉淀。

（得出結論）：原白色固體中一定有的物質是_____，可能有的物質是_____，一定沒有的物質是_____。

（討論交流）：同學們通過討論，一致認為只要將實驗過程中使用的某種試劑換成_____就能確認可能有的物質是否存在。

Answer 1

【答案】碳酸鈉、氫氧化鈉（或Na2CO3、NaOH） 氯化鈉（或NaCl） 碳酸鈣、硫酸銅、硫酸鈉和硝酸銨（或Na2SO4、CaCO3、NH4NO3、CuSO4） 硝酸鋇（或Ba(NO3)2

【解析】

碳酸鈣不溶于水，硫酸銅溶于水形成藍色溶液，碳酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液中存在氫氧根離子，能與硝酸銨中銨根離子結合生成氨氣。將白色固體溶于足量水中只得到無色溶液，無氣體或沉淀產生，所以混合物中一定不含硫酸銅，碳酸鈣；碳酸鈉、氫氧化鈉、硝酸銨中，碳酸鈉和硝酸銨不能同時存在，氫氧化鈉和硝酸銨不能同時存在；

向所得溶液中加入過量的BaCl2溶液，產生白色沉淀，過濾，得到濾渣和濾液，氯化鋇能與碳酸鈉反應生成碳酸鋇和氯化鈉，氯化鋇與硫酸鈉產生硫酸鋇和氯化鈉，所以混合物碳酸鈉與硫酸鈉至少存在一種；反應后所得濾渣中碳酸鋇和硫酸鋇至少存在一種，濾液中一定存在反應生成的氯化鈉和過量的氯化鋇；

碳酸鋇能與硝酸反應生成可溶性的硝酸鋇、水和二氧化碳，碳酸鋇能溶于稀硫酸，硫酸鋇不能與稀硝酸反應，硫酸鋇不能溶于稀硝酸。向濾渣中加入過量的硝酸，沉淀全部消失并產生無色氣體，所以濾渣只存在碳酸鋇，原混合物中一定存在碳酸鈉，不存在硫酸鈉；

將濾液分成兩份，向其中一份加入幾滴酚酞試液，酚酞試液變紅，說明濾液呈堿性，碳酸鈉在加入過量氯化鋇時，已完全除去，濾液中呈堿性的物質一定為氫氧化鈉，所以原混合物一定存在氫氧化鈉；不存在硝酸銨；

氯化鈉能與硝酸銀反應生成氯化銀沉淀和硝酸鈉，氯化鋇能與硝酸銀反應生成氯化銀沉淀和硝酸鋇。向另一份中加入硝酸銀溶液和稀硝酸，產生白色沉淀，濾液中存在氯化鈉和氯化鋇，由于在前面中實驗加入了氯化鋇，反應會生成氯化鈉，不能確定原混合物存在氯化鈉。

得出結論：

綜合上所述，原白色固體中一定有的物質是碳酸鈉和氫氧化鈉，可能有的物質是氯化鈉，一定沒有的物質是碳酸鈣、硫酸銅、硫酸鈉和硝酸銨。

討論交流：

若證明混合物氯化鈉是否存在，實驗過程中將使用的過量氯化鋇溶液換成過量硝酸鋇溶液。硝酸鋇與碳酸鈉反應生成碳酸鋇和硝酸鈉，過濾后，在濾液加入硝酸銀溶液和稀硝酸，若產生白色沉淀則氯化鈉存在，若沒有產生白色沉淀，則沒有氯化鈉。