Question

【题目】有一包白色固体，可能是由NaCl,Na2SO4,CaCO3,Na2CO3,NaOH,NH4NO3,CuSO4中的一种或几种组成，某化学学习小组的同学为了探究固体的成分，做了如下实验：

（查阅资料）：NH4NO3，CuSO4溶液显酸性，Na2CO3溶液显碱性，NaCl，Na2SO4溶液显中性

（实验探究）

（1）将白色固体溶于足量水中只得到无色溶液，无气体或沉淀产生。

（2）向所得溶液中加入过量的BaCl2溶液，产生白色沉淀，过滤，得到滤渣和滤液。

（3）向滤渣中加入过量的硝酸，沉淀全部消失并产生无色气体。

（4）将滤液分成两份，向其中一份加入几滴酚酞试液，酚酞试液变红；向另一份中加入硝酸银溶液和稀硝酸，产生白色沉淀。

（得出结论）：原白色固体中一定有的物质是_____，可能有的物质是_____，一定没有的物质是_____。

（讨论交流）：同学们通过讨论，一致认为只要将实验过程中使用的某种试剂换成_____就能确认可能有的物质是否存在。

Answer 1

【答案】碳酸钠、氢氧化钠（或Na2CO3、NaOH） 氯化钠（或NaCl） 碳酸钙、硫酸铜、硫酸钠和硝酸铵（或Na2SO4、CaCO3、NH4NO3、CuSO4） 硝酸钡（或Ba(NO3)2

【解析】

碳酸钙不溶于水，硫酸铜溶于水形成蓝色溶液，碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液中存在氢氧根离子，能与硝酸铵中铵根离子结合生成氨气。将白色固体溶于足量水中只得到无色溶液，无气体或沉淀产生，所以混合物中一定不含硫酸铜，碳酸钙；碳酸钠、氢氧化钠、硝酸铵中，碳酸钠和硝酸铵不能同时存在，氢氧化钠和硝酸铵不能同时存在；

向所得溶液中加入过量的BaCl2溶液，产生白色沉淀，过滤，得到滤渣和滤液，氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠，氯化钡与硫酸钠产生硫酸钡和氯化钠，所以混合物碳酸钠与硫酸钠至少存在一种；反应后所得滤渣中碳酸钡和硫酸钡至少存在一种，滤液中一定存在反应生成的氯化钠和过量的氯化钡；

碳酸钡能与硝酸反应生成可溶性的硝酸钡、水和二氧化碳，碳酸钡能溶于稀硫酸，硫酸钡不能与稀硝酸反应，硫酸钡不能溶于稀硝酸。向滤渣中加入过量的硝酸，沉淀全部消失并产生无色气体，所以滤渣只存在碳酸钡，原混合物中一定存在碳酸钠，不存在硫酸钠；

将滤液分成两份，向其中一份加入几滴酚酞试液，酚酞试液变红，说明滤液呈碱性，碳酸钠在加入过量氯化钡时，已完全除去，滤液中呈碱性的物质一定为氢氧化钠，所以原混合物一定存在氢氧化钠；不存在硝酸铵；

氯化钠能与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，氯化钡能与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钡。向另一份中加入硝酸银溶液和稀硝酸，产生白色沉淀，滤液中存在氯化钠和氯化钡，由于在前面中实验加入了氯化钡，反应会生成氯化钠，不能确定原混合物存在氯化钠。

得出结论：

综合上所述，原白色固体中一定有的物质是碳酸钠和氢氧化钠，可能有的物质是氯化钠，一定没有的物质是碳酸钙、硫酸铜、硫酸钠和硝酸铵。

讨论交流：

若证明混合物氯化钠是否存在，实验过程中将使用的过量氯化钡溶液换成过量硝酸钡溶液。硝酸钡与碳酸钠反应生成碳酸钡和硝酸钠，过滤后，在滤液加入硝酸银溶液和稀硝酸，若产生白色沉淀则氯化钠存在，若没有产生白色沉淀，则没有氯化钠。