题目内容

15．有一包NaCl的固体，其中可能含有Na2CO3、CaCO3、CuSO4（无水）中的一种或两种．某化学兴趣小组的同学欲探究该固体中的成分和测定其中NaCl的质量分数，请你分析并回答下列问题：
Ⅰ．探究该固体的成分．如下图：

根据以上实验可知：
（1）由步骤①可知，该固体中一定没有CuSO4、CaCO3（写化学式）．
（2）步骤②中分离物质的实验操作名称是过滤，该步发生反应的化学方程式是Na2CO3+BaCl2═BaCO3↓+2NaCl．
（3）有同学提出，不需要进行实验步骤③，也能判断出该固体成分，你认为他判断的依据是步骤①当固体溶于水得到无色液体，因为硫酸铜溶液是蓝色的，则一定不含有硫酸铜；碳酸钙不能溶于水，则一定不含有碳酸钙；所以只可能含有碳酸钠．
Ⅱ．测定该固体中NaCl的质量分数．
另称取m g固体，加水充分溶解，再加入足量的稀硝酸，加热让反应后的气体充分逸出，然后滴加足量AgNO3溶液，产生的沉淀经过滤、洗涤、烘干，称量为n g．
（4）实验Ⅱ中加足量稀硝酸的目的是除去Na2CO3（填化学式），以确保沉淀产物单一．
（5）该固体中NaCl的质量分数为$\frac{117n}{287m}$×100%（用含m、n代数式表示）．

分析 Ⅰ．当固体溶于水得到无色液体，因为硫酸铜溶液是蓝色的，则一定不含有硫酸铜；碳酸钙不能溶于水，则一定不含有碳酸钙；所以只可能含有碳酸钠，又因碳酸钠和氯化钡反应产生的碳酸钡沉淀，碳酸钡和稀硝酸反应产生二氧化碳气体和硝酸钡，过滤可以将固体与液体分开，据此分析得出结论．
Ⅱ．加足量稀硝酸除去固体中的碳酸钠，确保沉淀产物只是氯化银，根据氯化银的质量分析．

解答 解：（1）步骤①当固体溶于水得到无色液体，因为硫酸铜溶液是蓝色的，则一定不含有硫酸铜；碳酸钙不能溶于水，则一定不含有碳酸钙；所以只可能含有碳酸钠，该固体中一定没有CuSO4、CaCO3；
（2）步骤②中将固体与液体分开的操作是过滤；碳酸钠和氯化钡反应产生的碳酸钡沉淀，化学方程式为Na2CO3+BaCl2═BaCO3↓+2NaCl；
（3）步骤①当固体溶于水得到无色液体，因为硫酸铜溶液是蓝色的，则一定不含有硫酸铜；碳酸钙不能溶于水，则一定不含有碳酸钙；所以只可能含有碳酸钠，所以不需要进行实验步骤③，也能判断出该固体成分为NaCl和Na2CO3；
（4）固体成分为NaCl和Na2CO3，足量稀硝酸的目的是除去Na2CO3，以确保沉淀产物AgCl；
（5）设固体中含氯化钠的质量为x．
NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3
58.5        143.5
x           ng
$\frac{58.5}{x}$=$\frac{143.5}{ng}$
x=$\frac{58.5ng}{143.5}$
该固体中NaCl的质量分数为$\frac{\frac{58.5ng}{143.5}}{mg}$×100%=$\frac{117n}{287m}$×100%．
故答案为：（1）CuSO4、CaCO3；
（2）过滤；Na2CO3+BaCl2═BaCO3↓+2NaCl；
（3）步骤①当固体溶于水得到无色液体，因为硫酸铜溶液是蓝色的，则一定不含有硫酸铜；碳酸钙不能溶于水，则一定不含有碳酸钙；所以只可能含有碳酸钠；
（4）Na2CO3；
（5）$\frac{117n}{287m}$×100%．

点评 解答本题要从物质的颜色、物质之间相互作用时的实验现象等方面进行分析、判断，从而得出正确的结论．

练习册系列答案
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