已知某固体混合物A中可能含有CaCO3、NaNO3、BaCl2、FeCl3、CuSO4五种物质中的两种或多种.按下述步骤进行实验探究,观察实验现象,并加以分析推理(设过程中所有发生的反应都恰好完全反应).
I.取一定质量的该固体混合物A放入一洁净烧杯中,向其中加入适量NaOH溶液,搅拌,待烧杯中物质充分反应后,过滤,得混合沉淀B和无色滤液C.
Ⅱ.另取一定质量的该固体混合物A放入另一洁净烧杯中,向其中加入适量HCl溶液,搅拌,待烧杯中物质充分反应后,过滤,得白色沉淀D、滤液E和气体F.
Ⅲ.将所得滤液C和滤液E充分混合,再向混合后的溶液中加入适量AgNO3溶液,待充分反应后,过滤,得白色沉淀F和滤液G.
根据上述实验过程和发生的现象做出相应推理,填写以下空白:
(1)在固体混合物A里,上述五种物质中肯定存在的物质是(写化学式) C ,任选一种物质陈述肯定存在的理由:
(2)写出步骤III中生成白色沉淀F的1个化学方程式 .
(3)在滤液G中,一定含有的金属阳离子共有 种,该滤液中肯定存在的酸根离子的符号是 ﹣ .
(4)混合沉淀B中一定含有的物质的化学式为 .
(5)在混合物A里,上述五种物质中不能确定存在的物质是(写化学式) .
【考点】实验探究物质的组成成分以及含量;盐的化学性质;书写化学方程式.
【专题】科学探究.
【分析】根据碳酸钙难溶于水,硫酸铜在溶液中显蓝色,硫酸铜和氢氧化钠会生成蓝色沉淀,氯化铁和氢氧化钠会生成红褐色沉淀氢氧化铁,氯化钡和硫酸铜反应会生成白色的硫酸钡沉淀,氯离子和银离子会生成白色的氯化银沉淀进行分析.
【解答】解:碳酸钙难溶于水,硫酸铜在溶液中显蓝色,硫酸铜和氢氧化钠会生成蓝色沉淀,氯化铁和氢氧化钠会生成红褐色沉淀氢氧化铁,氯化钡和硫酸铜反应会生成白色的硫酸钡沉淀,氯离子和银离子会生成白色的氯化银沉淀.
Ⅰ、取一定质量的该固体混合物A放入一洁净烧杯中,向其中加入适量NaOH溶液,搅拌,待烧杯中物质充分反应后,过滤,得混合沉淀B和滤液C,碳酸钙难溶于水,硫酸铜在溶液中显蓝色,硫酸铜和氢氧化钠会生成蓝色沉淀,氯化铁和氢氧化钠会生成红褐色沉淀氢氧化铁,氯化钡和硫酸铜反应会生成白色的硫酸钡沉淀,所以混合物中可能含有氯化钡,硫酸铜和碳酸钙,氯化铁;无色滤液C中可能含有氯化钠、NaNO3;
Ⅱ、另取一定质量的该固体混合物A放入另一洁净烧杯中,向其中加入适量HCl溶液,搅拌,待烧杯中物质充分反应后,过滤,得白色沉淀D、滤液E和气体F.因为混合物A中只有CaCO3才能与适量HCl溶液反应才能产生“气体F”,进一步确定有碳酸钙,混合物A中只有BaCl2和CuSO4发生反应,在步骤Ⅱ中才能产生“白色沉淀D”.进一步确定有BaCl2和CuSO4;不能确定是否有FeCl3、NaNO3;滤液E中一定含有氯化钙、氯化铜、氯化钠;
Ⅲ、将所得溶液C和溶液E充分混合,再向混合后的溶液中加入适量AgNO3溶液,待充分反应后,过滤,得白色沉淀F和滤液G,氯化钠和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,氯化钙与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钡;氯化铜分别与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸铜;所以F是氯化银,G中含有硝酸钡、硝酸铜和硝酸钠,所以:
(1)在固体混合物A里,上述五种物质中肯定存在的物质是:CaCO3、BaCl2、CuSO4;任一种物质陈述肯定存在的理由:因为混合物A中只有CaCO3才能与适量HCl溶液反应才能产生“气体F”.或者 因为混合物A中只有BaCl2和CuSO4发生反应,在步骤Ⅱ中才能产生“白色沉淀D”.
(2)氯化钠和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,化学方程式为:NaCl+Ag NO3=Ag Cl↓+NaNO3;
(3)在滤液G中,一定含有的金属阳离子有钠离子、铜离子、钡离子,该滤液中肯定存在的酸根离子的符号是NO3﹣;
(4)混合沉淀B中一定含有的物质的化学式为Cu(OH)2 CaCO3 BaSO4;
(5)在混合物A里,上述五种物质中不能确定存在的物质是NaNO3、FeCl3.
故答案为:
(1)CaCO3、BaCl2、CuSO4; 因为混合物A中只有CaCO3才能与适量HCl溶液反应才能产生“气体F”.或者 因为混合物A中只有BaCl2和CuSO4发生反应,在步骤Ⅱ中才能产生“白色沉淀D”.(其他合理答案也可)
(2)NaCl+Ag NO3=Ag Cl↓+NaNO3 (用氯化钙、氯化铜与硝酸银反应,也可)
(3)3 NO3﹣
(4)Cu(OH)2 CaCO3 BaSO4
(5)NaNO3、FeCl3
【点评】在解此类题时,首先分析题中所给物质的性质,然后依据题中的现象确定各种物质的存在性,最后确定混合物的成分.