Question

14．有一种叫Thibacillus ferokidans的细菌，在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐，这个反应时在稀硫酸溶液中进行．该反应的化学方程式为：4X+2H₂SO₄+17O₂$\stackrel{细菌}{→}$4CuSO₄+2Fe₂（SO₄）₃+2H₂O，其中X代表黄铜矿，则X的化学式为CuFeS₂．某工厂利用该种细菌提炼黄铜矿，在该工厂的废液中，可能含有硫酸铁、硫酸铜、硫酸、硫酸钠、氯化钠、碳酸钠和硝酸钡中的一种或多种．初三科学课外活动小组的同学对废液进行了如下实验：
（1）取废液观察，为澄清的无色溶液；
（2）另取少量废液，向其中滴加氯化钡溶液，有白色沉淀产生，继续加入稀硝酸，无明显现象；
（3）第三步另取少量废液，向其中加入铁粉后，产生大量气泡．根据以上实验现象可推断：废液中肯定含有硫酸，肯定不含有硫酸铁、硫酸铜、碳酸钠、硝酸钡．

Answer 1

分析 根据质量守恒定律分析X的化学式；
（1）取该固体粉末少量，加足量水，搅拌，静置，得到白色沉淀，上层为无色溶液，说明没有有颜色的离子，由于硫酸铁溶于水形成的溶液是黄色，硫酸铜溶于水是蓝色，所以混合物中不能存在硫酸铁和硫酸铜；
（2）白色沉淀部分没有溶解说明有不溶于酸的白色沉淀；
（3）向其中加入铁粉后，产生大量气泡，说明溶液呈酸性；据此进行分析即可．

解答 解：根据反应前后原子的种类和个数都不变，可知X中含有一个铜原子，一个铁原子，两个硫原子，因此化学式为：CuFeS₂；
（1）取该固体粉末少量，加足量水，搅拌，静置，得到白色沉淀，上层为无色溶液，说明没有有颜色的离子，由于硫酸铁溶于水形成的溶液是黄色，硫酸铜溶于水是蓝色，所以混合物中不能存在硫酸铁和硫酸铜，且物质中不存在能反应生成沉淀的物质；
（2）向其中滴加氯化钡溶液，有白色沉淀产生，分析可能含有的物质可知碳酸钠、硫酸和硫酸钠均能与氯化钡生成碳酸钡或硫酸钡的白色沉淀，加入稀硝酸，无明显现象，说明白色沉淀不溶于硝酸，所以溶液中一定不含碳酸钠（碳酸钡沉淀溶于硝酸），同时也可证明溶液中一定不存在硝酸钡，因为硝酸钡能与硫酸或硫酸钠均生成硫酸钡的白色沉淀；
（3）向其中加入铁粉后，产生大量气泡，说明溶液呈酸性，所以溶液中一定含有硫酸；
综合以上分析可知：废液中肯定含有硫酸，肯定不含硫酸铁、硫酸铜、碳酸钠和硝酸钡，可能含有硫酸钠、氯化钠；
故答案为：硫酸；硫酸铁、硫酸铜、碳酸钠、硝酸钡．

点评 本考点属于物质的推断题，属于文字描述型推断题．是通过题目给出的信息，在比较鉴别的基础上，得出了正确的实验结论．