Question

20．某固体的样品组成中可能含有铁、硫酸铜、碳酸钙、硫酸钠、氯化钠．为探究其组成，进行如下探究实验；
①称取一定质量的样品，加足量水溶解，过滤，得到滤渣和滤液；
②称量滤渣质量为12.32g，向滤渣中滴加10%的稀盐酸至不再产生气体，共消耗稀盐酸73g，收集产生的气体，检验出气体质量为3.56g；
③向滤液中加入足量硝酸钡溶液生成23.3g沉淀
请回答：
（1）产生的气体是氢气和二氧化碳；
（2）经分析，样品中一定含有硫酸铜，原因是根据产生气体为3.56g可计算出滤渣中含铁1.12g和含碳酸钙8g，所以12.32g的滤渣中应该还含有其他固体，只能为铜；
（3）向滤渣中滴加10%的稀盐酸至不再产生气体后所得溶液中一定含有溶质有氯化钙和氯化亚铁；
（4）根据上述条件推断固体样本中一定含有的物质是铁、硫酸铜、碳酸钙、硫酸钠；
（5）写出实验中发生的一条反应方程式Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．
（6）如果明确样品质量，你认为能（填“能”或“否”）确定可能含有的物质是否存在．

Answer 1

分析 根据提供的物质结合物质的性质进行分析解答，碳酸钙是不溶于水的物质，铁是不溶于水的物质，铁能与盐酸反应生成氢气，碳酸钙能与盐酸反应生成二氧化碳气体；根据盐酸的用量确定生成的气体的种类；根据加入硝酸钡产生的沉淀的质量确定物质的类别，据此解答．

解答 解：（1）称量滤渣质量为12.32g，向滤渣中滴加10%的稀盐酸至不再产生气体，共消耗稀盐酸73g，收集产生的气体，检验出气体质量为3.56g，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，若是全部生成氢气，设氢气的质量为x，
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
     73          2
    73g×10%     x
$\frac{73}{2}=\frac{73g×10%}{x}$  x=0.2g
碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，设二氧化碳的质量为y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑ 
           73                      44
         73g×10%                y
$\frac{73}{44}=\frac{73g×10%}{y}$  y=4.4g
现在生成的气体的质量为3.56g，故含有氢气和二氧化碳；
故填：氢气和二氧化碳；
（2）设生成3.56g气体，铁消耗的盐酸的质量为a，生成的氢气的质量为b，
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
    73        2
    a         b
$\frac{73}{2}=\frac{a}{b}$  
则碳酸钙消耗的盐酸的质量为7.3g-a，生成的二氧化碳的质量为3.56g-b
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
      73              44
      7.3g-a         3.56g-b
 $\frac{73}{44}=\frac{7.3g-a}{3.56g-b}$
a=1.46g，故碳酸钙消耗的盐酸的质量为“7.3g-1.46g=5.84g
设铁的质量为x
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56    73
x      1.46g
$\frac{56}{73}=\frac{x}{1.46g}$  x=1.12g
设碳酸钙的质量为y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100      73
y        5.84g
$\frac{100}{73}=\frac{y}{5.84g}$  y=8g
而滤渣的质量为13.32g，故一定含有铜，铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故一定含有硫酸铜，
故填：根据产生气体为3.56g可计算出滤渣中含铁1.12g和含碳酸钙8g，所以12.32g的滤渣中应该还含有其他固体，只能为铜；
（3）滤渣中含有铁和碳酸钙，能与盐酸反应生成氯化亚铁，碳酸钙能与盐酸反应生成氯化钙，故填：氯化钙和氯化亚铁；
（4）铜的质量为12.32g-1.12g-8g=3.2g，设硫酸铜的质量为x
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
       160                  64
        x                     3.2g
$\frac{160}{64}=\frac{x}{3.2g}$   x=8g
8g硫酸铜生成的硫酸钡的质量为y
CuSO₄+Ba（NO₃）₂=Cu（NO₃）₂+BaSO₄↓
160                                                  233
8g                                                     y
$\frac{160}{233}=\frac{8g}{y}$  y=11.65g
而加入硝酸钡以后生成的沉淀的是23.3g，故一定含有硫酸钠；
故一定含有的物质是铁、硫酸铜、碳酸钙和硫酸钠，故填：铁、硫酸铜、碳酸钙、硫酸钠；
（5）铁能与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，故填：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（6）如果明确样品质量，可以确定氯化钠是否存在，故填：能．

点评 本题为常见的物质成分的推断，解答本题的关键是要掌握物质的性质，本题难度较大，要细心梳理解答．