Question

【題目】有一包白色固體粉末，已知除了含有 KNO3 以外，其中可能還含有 KCl、Ba(NO3)2、CuSO4、K2CO3、Na2SO4 中的一種或幾種，現通過以下實驗來確定該樣品的組成：

①將部分粉末加入水中，振蕩，有白色沉淀生成，過濾，溶液呈無色；

②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固體完全溶解，并有氣泡產生；

③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀產生；

④另取①中過濾后的溶液加入足量 AgNO3 溶液，產生白色沉淀； 根據上述實驗事實，回答下列問題：

（1）原白色粉末中除 KNO3 以外一定還含有的物質是_________，一定不含有的物質 是_____，可能存在的物質是_____(填化學式)；

（2）請寫出第②步變化中所涉及的化學反應方程式：_____；

（3）A 同學為了確認該固體粉末中“可能存在的物質”是否存在， 他重新取了少量該樣品于試管中加適量的蒸餾水溶解，請根據該同學設計的方案填空：

加入的試劑①_________試劑②_____(填化學式)；當加入試劑②時，實驗現 象為_____就可以確認該物質一定存在。

（4）B 同學為了進一步確定該樣品的成份，他稱取了 10.0 g 該固體，按如下方案進行實驗： 說明：實驗中產生的氣體已經換算成標準狀況下的體積。

①請簡述在實驗室進行上述實驗過程時如何洗滌沉淀_____。

②若按照 B 同學以上實驗方案，還需對“溶液 2”中的溶質進一步分析，通過已有的實驗數據分析，若該 樣品中含 KNO3 的質量分數為_____時，可以確認樣品中一定不含有“可能存在的物質”。

Answer 1

【答案】Ba(NO3)2、K2CO3 CuSO4、Na2SO4 KCl BaCO3 + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + CO2↑ + H2O HNO3 AgNO3 有不溶于稀 HNO3 的白色沉淀產生 向過濾器中加入蒸餾水至完全浸沒沉淀為止，待水自然濾干后，再重復操作 2 ~ 3 次 39.4%

【解析】

①將部分粉末加入水中，振蕩，有白色沉淀生成，過濾，溶液呈無色說明一定不含CuSO4、所以沉淀為碳酸鋇或硫酸鋇或兩者都有，判斷Ba(NO3)2一定存在，K2CO3、Na2SO4最少有一種；

②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固體完全溶解，并有氣泡產生，證明沉淀是BaCO3，則原固體含有K2CO3，不含Na2SO4；

③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀產生，證明白色沉淀為BaSO4；

④另取①中過濾后的溶液加入足量AgNO3溶液，產生白色沉淀，該沉淀可能是碳酸銀或氯化銀、或兩者都有，不能確定是否含有Cl-，據此分析。

①將部分粉末加入水中，振蕩，有白色沉淀生成，過濾，溶液呈無色說明一定不含CuSO4、所以沉淀為碳酸鋇或硫酸鋇或兩者都有，判斷Ba(NO3)2一定存在，K2CO3、Na2SO4最少有一種；

②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固體完全溶解，并有氣泡產生，證明沉淀是BaCO3，則原固體含有K2CO3，不含Na2SO4；

③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀產生，證明白色沉淀為BaSO4；

④另取①中過濾后的溶液加入足量AgNO3溶液，產生白色沉淀，該沉淀可能是碳酸銀或氯化銀、或兩者都有，不能確定是否含有Cl-。

綜上所述：白色固體粉末一定含有KNO3、Ba(NO3)2、K2CO3；一定不含CuSO4、Na2SO4；可能含有KCl；

（1）原白色粉末中除 KNO3 以外一定還含有的物質是Ba(NO3)2、K2CO3，一定不含有的物質是CuSO4、Na2SO4；可能存在的物質是KCl；

（2）第②步變化中所涉及的化學反應是碳酸鋇與稀硝酸反應生成硝酸鋇、二氧化碳和水，反應的化學方程式為BaCO3 + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + CO2↑ + H2O；

（3）A 同學為了確認該固體粉末中“可能存在的物質” KCl是否存在，檢驗氯化鉀可選擇硝酸和硝酸銀進行檢驗，故加入的試劑①HNO3試劑②AgNO3；加入足量的稀硝酸酸化后，當加入試劑②時，實驗現 象為有不溶于稀 HNO3 的白色沉淀產生就可以確認該物質一定存在；

（4）①在實驗室進行上述實驗過程時，洗滌沉淀的操作為：向過濾器中加入蒸餾水至完全浸沒沉淀為止，待水自然濾干后，再重復操作 2 ~ 3 次；

②根據流程可知，產生氣體的體積為0.56L，則產生二氧化碳的物質的量為，則碳酸鉀的物質的量為0.025mol，質量為3.45g；沉淀的質量為2.33g，則為0.01mol硫酸鋇，可知Ba(NO3)2的物質的量為0.01mol，質量為2.61g；若該 樣品中不含有氯化鉀，則 KNO3 的質量分數為，故若該 樣品中含 KNO3 的質量分數為39.4%時，可以確認樣品中一定不含有“可能存在的物質”。