Question

【题目】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）把气体D通入紫色石蕊溶液中，观察到的现象是。白色沉淀G的化学式是。
（2）碳酸钠固体样品中一定含有的杂质是（写化学式）。
（3）碳酸钠固体样品中一定不含有的杂质是（写化学式）。
（4）请写出过程②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（写化学式），要确定它是否存在，可用溶液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

【答案】
（1）石蕊溶液变红,AgCl
（2）Na2SO4
（3）CuSO4、CaCl2
（4）BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl
（5）NaCl,在A溶液中加入适量硝酸钡溶液,然后过滤,向滤液中加入适量硝酸银溶液和稀硝酸,若有白色沉淀,则说明含有氯化钠,若无白色沉淀,则说明不含氯化钠
【解析】样品加水得无色溶液，硫酸铜的水溶液是蓝色的，则一定不含有硫酸铜，由于氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，故一定不含有氯化钙；加入氯化钡溶液产生了沉淀B，由于碳酸钠能与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀，硫酸钠能与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，加入稀硝酸得到了无色气体D，则D是二氧化碳，白色沉淀F是硫酸钡，在滤液C中加入硝酸银溶液，生成了不溶于稀硝酸的白色沉淀G，则G是氯化银，说明C中含有氯离子，此步骤是想证明A中含有氯化钠，但是由于步骤②加入的是氯化钡，故不能说明含有氯化钠；
(1)D是二氧化碳，二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸呈酸性，能使石蕊试液变红，白色沉淀G是AgCl；
(2)碳酸钠样品中一定含有Na2SO4；
(3)碳酸钠样品中一定不含有CuSO4和CaCl2；
(4)加入氯化钡溶液一定会与碳酸钠溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，反应方程式为BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl；
(5)碳酸钠样品中不能确定存在的物质是氯化钠，若要检验其是否存在，可以在A溶液中加入适量硝酸钡溶液，然后过滤，向滤液中加入适量硝酸银溶液和稀硝酸，若有白色沉淀，则说明含有氯化钠。
故答案为：（1）石蕊试液变红，AgCl；
（2）Na2SO4
（3）CuSO4、CaCl2；
（4）BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl；
（5）NaCl，在A溶液中加入适量硝酸钡溶液，然后过滤，向滤液中加入适量硝酸银溶液和稀硝酸，若有白色沉淀，则说明含有氯化钠；
根据题干提供的信息进行分析，样品加水得无色溶液，而硫酸铜的水溶液是蓝色的，所以原物质中一定不含有硫酸铜杂质；由于氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，故一定不含有氯化钙；加入氯化钡溶液产生了沉淀B，沉淀B遇到稀硝酸一部分反应生成了气体，所以应为碳酸钡沉淀，是由碳酸钠能与氯化钡反应生成的；沉淀B遇到稀硝酸一部分没有溶解，应为硫酸钡沉淀，是由硫酸钠与氯化钡反应生成的，故原物质中一定有杂质硫酸钠；无色气体D是二氧化碳，白色沉淀F是硫酸钡，无色溶液F是硝酸钠；在滤液C中加入硝酸银溶液，生成了不溶于稀硝酸的白色沉淀G，则G是氯化银，说明C中含有氯离子，此步骤是想证明A中含有氯化钠，但是由于步骤②加入的是氯化钡，故不能说明含有氯化钠，据此解答即可。