Question

12．某白色固體中可能含有氯化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉、碳酸鋇、氯化鋇中的幾種物質，為了鑒定該白色固體的組成，拓展性學習小組的同學們進行可如下探究實驗：
Ⅰ．稱取15克固體于燒杯中，加入足量水充分溶解，過濾得到白色沉淀4.3克和無色溶液．
Ⅱ．Ⅰ中所得4.3克白色沉淀中加入足量稀鹽酸，沉淀部分溶解并有無色氣體產生，測得剩余沉淀質量為2.33克．
Ⅲ．把Ⅰ中所得濾液分成兩份，第一份溶液中加入足量的稀硫酸，既沒有產生氣泡，也沒有產生沉淀，第二溶液中加入足量的氯化鋇溶液，沒有產生沉淀．
根據上述實驗，回答下列問題：
（1）僅根據第Ⅲ步實現現象可以得出結論，溶液中一定不存在離子是碳酸根離子、鋇離子、硫酸根離子．
（2）寫出某白色固體的所有可能組成氯化鈉、硫酸鈉、氯化鋇、碳酸鈉或氯化鈉、硫酸鈉、氯化鋇、碳酸鋇或 氯化鈉、硫酸鈉、氯化鋇、碳酸鈉、碳酸鋇．

Answer 1

分析 根據碳酸鈉和氯化鋇會生成溶于酸的碳酸鋇沉淀，硫酸鈉和氯化鋇會生成不溶于酸的硫酸鋇沉淀，碳酸鋇溶于酸，依據剩余沉淀的質量計算硫酸鈉和氯化鋇的質量，依據溶解的沉淀的質量計算氯化鋇和碳酸鈉的質量等知識進行分析．

解答 解：碳酸鈉和氯化鋇會生成溶于酸的碳酸鋇沉淀，硫酸鈉和氯化鋇會生成不溶于酸的硫酸鋇沉淀，碳酸鋇溶于酸，依據剩余沉淀的質量計算硫酸鈉和氯化鋇的質量，依據溶解的沉淀的質量計算氯化鋇和碳酸鈉的質量，所以
（1）碳酸根離子和氫離子會生成二氧化碳氣體，硫酸根離子和鋇離子會生成硫酸鋇沉淀，所以把Ⅰ中所得濾液分成兩份，第一份溶液中加入足量的稀硫酸，既沒有產生氣泡，也沒有產生沉淀，第二溶液中加入足量的氯化鋇溶液，沒有產生沉淀，所以溶液中一定不存在離子是碳酸根離子、鋇離子、硫酸根離子；
（2）生成2.33g硫酸鋇需要氯化鋇的質量為x，硫酸鈉的質量為y
BaCl₂+Na₂SO₄=BaSO₄↓+2NaCl
208      142          233
x           y             2.33g
   $\frac{142}{233}$=$\frac{y}{2.33g}$    $\frac{208}{233}$=$\frac{x}{2.33g}$
   x=2.08g
   y=1.42g
生成1.97g碳酸鋇需要氯化鋇的質量為m，碳酸鈉的質量為n
BaCl₂+Na₂CO₃=BaCO₃↓+2NaCl
208     106           197
 m        n             1.97g
$\frac{208}{197}$=$\frac{m}{1.97g}$     $\frac{106}{197}$=$\frac{n}{1.97g}$
 m=2.08
 n=1.06g
所以參加反應的碳酸鈉、硫酸鈉、氯化鋇的質量為：2.08g+1.42g+2.08g+1.06g=6.64g，稱取的固體樣品是15g，①若沉淀中的碳酸鋇全部來自于碳酸鈉和氯化鋇的反應，則原白色固體中碳酸鈉、硫酸鈉、氯化鋇的總質量為，其余固體為氯化鈉，則白色固體的組成為氯化鈉、硫酸鈉、氯化鋇、碳酸鈉．
②若沉淀中的碳酸鋇全部來自于碳酸鋇，則原白色固體中碳酸鋇、硫酸鈉、氯化鋇的總質量為，其余固體為氯化鈉，則白色固體的組成為氯化鈉、硫酸鈉、氯化鋇、碳酸鋇．
③若沉淀中的碳酸鋇部分來自于碳酸鈉和氯化鋇的反應，部分來自于碳酸鋇，則原白色固體中碳酸鋇、碳酸鈉、硫酸鈉、氯化鋇的總質量介于和之間，其余固體為氯化鈉，則白色固體的組成為氯化鈉、硫酸鈉、氯化鋇、碳酸鈉、碳酸鋇．所以白色固體的所有可能組成氯化鈉、硫酸鈉、氯化鋇、碳酸鈉，氯化鈉、硫酸鈉、氯化鋇、碳酸鈉，氯化鈉、硫酸鈉、氯化鋇、碳酸鈉、碳酸鋇．
故答案為：（1）碳酸根離子、鋇離子、硫酸根離子；
（2）氯化鈉、硫酸鈉、氯化鋇、碳酸鈉或氯化鈉、硫酸鈉、氯化鋇、碳酸鋇或氯化鈉、硫酸鈉、氯化鋇、碳酸鈉、碳酸鋇．

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判斷各物質的存在性，最后進行驗證即可．