Question

（7分）现有某不纯的碳酸钠固体样品，已知其中含有的杂质可能是Na₂SO₄、CuSO₄、NaCl、CaCl₂中的一种或几种。为确定其杂质的成分，进行如下实验，出现的现象如图所示（设过程中所有发生的反应都恰好完全进行）。

请你根据实验过程和发生的现象做出分析判断，并填写以下空白：
（1）气体D能使紫色石蕊试液             。
（2）无色溶液E中的酸根离子的符号是                         。
（3）该碳酸钠固体样品中一定含有的杂质是                          ，一定不含有的杂质是                         。
（4）请写出过程④中发生反应的一个化学方程式                                          。
（5）碳酸钠固体样品中还不能确定的物质是               。要确定它是否存在，可另取溶液A再实验。请简述你的设计方案（说明实验操作步骤、发生的现象及结论）。
                                                                                          
                                                                                         。

Answer 1

（1）变红色；  （2）NO₃^—；  （3）Na₂SO₄；CuSO₄、CaCl₂；
（4）NaCl+AgNO₃=AgCl↓+NaNO₃； （5）取少量溶液A于试管中，加入足量硝酸钡溶液，充分反应后过滤，再向滤液中加入适量硝酸银溶液和稀硝酸。若产生白色沉淀，则说明碳酸钠固体样品中含有氯化钠；若无明显现象，说明不含氯化钠。

试题分析：根据题意可知：沉淀B与稀硝酸混合后，生成的气体D为二氧化碳气体；沉淀F不溶于稀硝酸，为硫酸钡。所以原沉淀B为碳酸钡和硫酸钡的混合物。则原样品中一定含硫酸根。
（1）气体D为二氧化碳，与水反应生成碳酸，能使紫色石蕊试液变红色。
（2）碳酸钡与硝酸反应生成的硝酸钡、二氧化碳和水；所以无色溶液E是由酸根离子为硝酸根离子，符号是NO₃^—。
（3）样品加水后可得无色溶液A，可排除硫酸铜（蓝色）和氯化钙（可与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀）。因原样品中一定含硫酸根，所以一定含的物质为硫酸钠。
（4）在步骤②中碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠。所以④中发生反应可为氯化钠与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，化学方程式为：NaCl+AgNO₃=AgCl↓+NaNO₃。
（5）因步骤②中加入了氯化钡，所以无法确定步骤④中生成的沉淀是否是由原固体中的氯化钠反应生成。所以还不能确定的物质是氯化钠。根据上述分析可知，原样品中一定存在的物质为碳酸钠、硫酸钠；为检验氯化钠是否存在，可另取溶液A：加入足量硝酸钡溶液，充分反应后过滤（除去碳酸钠和硫酸钠）。再向滤液中加入适量硝酸银溶液和稀硝酸。若产生白色沉淀，则说明碳酸钠固体样品中含有氯化钠；若无明显现象，说明不含氯化钠。