Question

實驗室中現有一種固體混合物，其中可能含有 Na₂SO₄、（NH₄）₂SO₄、Fe₂O₃、Na₂CO₃四種物質中的兩種或多種．按如圖所示進行實驗，出現的現象如圖中所述（設過程中所有發(fā)生的反應都恰好完全進行）．

試根據實驗過程和現象判斷：
（1）無色氣體D是

 

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（2）寫出步驟③中發(fā)生的化學反應的方程式

 

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（3）在混合物A中，確定存在的物質有

 

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（4）在溶液E中，一定存在的陰離子是

 

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（5）僅根據上述實驗現象，上述四種物質中，還不能確定存在的物質是

 

（寫化學式），要進一步推理固體混合物中的物質，可用溶液E再實驗，請簡要說明實驗操作步驟、發(fā)生的現象及結論

 

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Answer 1

考點：物質的鑒別、推斷,鹽的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：混合物組成的推斷題

分析：推斷題要找出題目的突破口，然后通過突破口，進行進一步的推理從而得出正確的答案．例如本題中：氣體D通往澄清石灰水后，使澄清石灰水變渾濁，從而推出氣體D是二氧化碳；由由有Fe₂O₃不溶于水且氯化鐵水溶液是黃色的可推斷出濾渣C為氧化鐵（Fe₂O₃）．然后以二者為突破口，找出其他問題的答案．

解答：解：（1）由圖中可看出氣體D可以使澄清的石灰水變渾濁，這是二氧化碳的檢驗方法，
故氣體D為二氧化碳；
（2）固體混合物 Na₂SO₄、（NH₄）₂SO₄、Na₂CO₃中，只有Fe₂O₃不溶于水，經過濾后，
故濾渣為Fe₂O₃和稀鹽酸反應生成氯化鐵和水，且氯化鐵水溶液是黃色的，
故步驟③中發(fā)生化學方程式為：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；
（3）固體混合物 Na₂SO₄、（NH₄）₂SO₄、Na₂CO₃中，只有Fe₂O₃不溶于水，經過濾后，
故濾渣為Fe₂O₃，
同時得出濾液B中可能存在剩下的Na₂SO₄、（NH₄）₂SO₄、Na₂CO₃三種物質，加入適量的稀硝酸后能發(fā)生的反應有：Na₂CO₃+2HNO₃═2NaNO₃+H₂O+CO₂↑，后面生成的氣體D恰好為二氧化碳，由此得出固體混合物中一定有Na₂CO₃；溶液E中含有的物質則為：一定有碳酸鈉的稀硝酸反應生成的NaNO₃，還可能有 Na₂SO₄、（NH₄）₂SO₄兩種物質，加入適量的硝酸鋇溶液后可能發(fā)生的反應為：Na₂SO₄+Ba（NO₃）₂═BaSO₄↓+2NaNO₃和（NH₄）₂SO₄+Ba（NO₃）₂═BaSO₄↓+2NH₄NO₃；由于生成的白色沉淀F，由上面的反應可知白色沉淀F為BaSO₄，由于二者都可和硝酸鋇溶液反應生成白色沉淀，
故固體混合物中可能有兩種物質中的一種或兩種同時存在．
故確定存在的物質只能是Fe₂O₃、Na₂CO₃兩種．
（4）由上面（3）的分析可知溶液E中含有的物質則為：一定有碳酸鈉的稀硝酸反應生成的NaNO₃還能可有 Na₂SO₄、（NH₄）₂SO₄兩種物質中的一種或兩種，NaNO₃含有的陰離子是NO₃^-，兩種物質Na₂SO₄、（NH₄）₂SO₄中無論是含有哪一種，還是二者都存在，其陰離子都是 SO₄^2-．
故答案為：NO₃^-，SO₄^2-
（5）由上面（3）的分析可知，不能確定存在的物質為：Na₂SO₄、（NH₄）₂SO₄要想進一步證明究竟含有哪一種物質，由于二者含有相同的SO₄^2-，所以可區(qū)分NH₄⁺和Na⁺，而NH₄⁺的檢驗方法是加入堿，只有（NH₄）₂SO₄和堿（NaOH）能生成有刺激性氣味的氨氣，化學方程式為：（NH₄）₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O．
故答案為：取溶液E少許，滴入適量的氫氧化鈉溶液，若有刺激性的氣體產生，則證明原固體混合物中有  （NH₄）₂SO₄，若沒有，則原固體中含有Na₂SO₄．

點評：解決推斷題的關鍵是要找出題目的突破口，然后通過突破口，進行進一步的推理從而得出正確的答案，同時要注意（5）中簡答題的格式：“取E少許”要有液體合適的量，要取樣．