Question

11．某化学研究性学习小组欲对某工厂排放的废液成分进行研究，从表面来看，废液澄清透明，经初步分析可知该废液中可能含有CaCl₂、NaCl、Na₂SO₄、Na₂CO₃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．取一定质量的该废液样品放入一洁净烧杯中，向其中加入适量BaCl₂溶液，搅拌，待烧杯中物质充分反应后，过滤，得沉淀A和滤液B．
Ⅱ．向沉淀A中加入适量的稀硝酸，看到有气泡冒出，产生气体C．搅拌，充分反应后，过滤，得滤液D和沉淀E．
Ⅲ．向滤液B中加入适量AgNO₃溶液和足量的稀硝酸，待充分反应后，过滤，得滤液F和沉淀G．
根据上述实验过程和发生的现象做出相应的推理，填写以下空白：
试根据实验过程和发生的现象填写一下空白：
（1）常温下，气体C水溶液的pH小于7．（填“大于”、“小于”或“等于”中合适一项）
（2）废液中一定含有的物质是Na₂SO₄、Na₂CO₃．
（3）滤液F中一定含有的阳离子是H⁺、Na⁺（写离子符号）．
（4）步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式为NaCl+AgNO₃=NaNO₃+AgCl↓．
（5）仅根据上述实验现象，废液样品中还不能确定的物质是氯化钠，理由是第I步中加入的氯化钡引入了氯离子，对氯化钠的检验造成了干扰．为了确定它是否存在，可将上述实验进行改进，你的建议是将步骤①中的氯化钡溶液改为硝酸钡溶液，若步骤③中仍然有沉淀生成，则NaCl存在，否则不存在．

Answer 1

分析 根据硫酸钠和氯化钡会生成不溶于酸的硫酸钡沉淀，碳酸钠和氯化钡会生成溶液酸的碳酸钡沉淀，碳酸钡和硝酸反应生成硝酸钡、水和二氧化碳，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红色，碳酸钠和氯化钙反应会生成碳酸钙沉淀，氯离子和银离子会生成白色氯化银沉淀等知识进行分析．

解答 解：硫酸钠和氯化钡会生成不溶于酸的硫酸钡沉淀，碳酸钠和氯化钡会生成溶液酸的碳酸钡沉淀，碳酸钡和硝酸反应生成硝酸钡、水和二氧化碳，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红色，碳酸钠和氯化钙反应会生成碳酸钙沉淀，氯离子和银离子会生成白色氯化银沉淀．
Ⅰ、取一定质量的该废液样品放入一洁净烧杯中，向其中加入适量BaCl₂溶液，搅拌，待烧杯中物质充分反应后，过滤，得沉淀A和滤液B，所以混合物中可能含有碳酸钠、硫酸钠；
Ⅱ、向沉淀A中加入适量的稀硝酸，看到有气泡冒出，产生气体C，搅拌，充分反应后，过滤，得滤液D和沉淀E，所以混合物中一定含有碳酸钠、硫酸钠，一定不含氯化钙；
Ⅲ、向滤液B中加入适量AgNO₃溶液和足量的稀硝酸，待充分反应后，过滤，得滤液F和沉淀G，所以G是氯化银沉淀，
（1）根据题意可知C气体为二氧化碳气体，二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸的pH小于7；
（2）通过推导可知，原废液中一定含有的是：Na₂SO₄、Na₂CO₃；
（3）滤液F中一定含有的阳离子是H⁺，Na⁺；
（4）步骤Ⅲ中发生的反应是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+AgNO₃=NaNO₃+AgCl↓；
（5）仅根据上述实验现象，废液样品中还不能确定的物质是NaCl，理由是：第I步中加入的氯化钡引入了氯离子，对氯化钠的检验造成了干扰，为了确定它是否存在，可将实验进行改进，你的建议是将步骤①中的氯化钡溶液改为硝酸钡溶液，若步骤③中仍然有沉淀生成，则NaCl存在，否则不存在．
故答案为：（1）小于；
（2）Na₂SO₄、Na₂CO₃；
（3）H⁺、Na⁺；
（4）NaCl+AgNO₃=NaNO₃+AgCl↓；
（5）NaCl，第I步中加入的氯化钡引入了氯离子，对氯化钠的检验造成了干扰，将步骤①中的氯化钡溶液改为硝酸钡溶液，若步骤③中仍然有沉淀生成，则NaCl存在，否则不存在．

点评 在解此类题时，首先分析题中所给物质的性质和两两之间的反应，然后依据题中的现象分析各种物质的存在性，最后确定混合物的成分．不溶于稀硝酸的白色沉淀只有硫酸钡和氯化银，这一特殊性是解决本推断题的关键．