Question

实验室中现有一种固体混合物，其中可能含有 Na₂SO₄、（NH₄）₂SO₄、Fe₂O₃、Na₂CO₃四种物质中的两种或多种．按如图所示进行实验，出现的现象如图中所述（设过程中所有发生的反应都恰好完全进行）．

试根据实验过程和现象判断：
（1）无色气体D是

 

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（2）写出步骤③中发生的化学反应的方程式

 

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（3）在混合物A中，确定存在的物质有

 

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（4）在溶液E中，一定存在的阴离子是

 

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（5）仅根据上述实验现象，上述四种物质中，还不能确定存在的物质是

 

（写化学式），要进一步推理固体混合物中的物质，可用溶液E再实验，请简要说明实验操作步骤、发生的现象及结论

 

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Answer 1

考点：物质的鉴别、推断,盐的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：混合物组成的推断题

分析：推断题要找出题目的突破口，然后通过突破口，进行进一步的推理从而得出正确的答案．例如本题中：气体D通往澄清石灰水后，使澄清石灰水变浑浊，从而推出气体D是二氧化碳；由由有Fe₂O₃不溶于水且氯化铁水溶液是黄色的可推断出滤渣C为氧化铁（Fe₂O₃）．然后以二者为突破口，找出其他问题的答案．

解答：解：（1）由图中可看出气体D可以使澄清的石灰水变浑浊，这是二氧化碳的检验方法，
故气体D为二氧化碳；
（2）固体混合物 Na₂SO₄、（NH₄）₂SO₄、Na₂CO₃中，只有Fe₂O₃不溶于水，经过滤后，
故滤渣为Fe₂O₃和稀盐酸反应生成氯化铁和水，且氯化铁水溶液是黄色的，
故步骤③中发生化学方程式为：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；
（3）固体混合物 Na₂SO₄、（NH₄）₂SO₄、Na₂CO₃中，只有Fe₂O₃不溶于水，经过滤后，
故滤渣为Fe₂O₃，
同时得出滤液B中可能存在剩下的Na₂SO₄、（NH₄）₂SO₄、Na₂CO₃三种物质，加入适量的稀硝酸后能发生的反应有：Na₂CO₃+2HNO₃═2NaNO₃+H₂O+CO₂↑，后面生成的气体D恰好为二氧化碳，由此得出固体混合物中一定有Na₂CO₃；溶液E中含有的物质则为：一定有碳酸钠的稀硝酸反应生成的NaNO₃，还可能有 Na₂SO₄、（NH₄）₂SO₄两种物质，加入适量的硝酸钡溶液后可能发生的反应为：Na₂SO₄+Ba（NO₃）₂═BaSO₄↓+2NaNO₃和（NH₄）₂SO₄+Ba（NO₃）₂═BaSO₄↓+2NH₄NO₃；由于生成的白色沉淀F，由上面的反应可知白色沉淀F为BaSO₄，由于二者都可和硝酸钡溶液反应生成白色沉淀，
故固体混合物中可能有两种物质中的一种或两种同时存在．
故确定存在的物质只能是Fe₂O₃、Na₂CO₃两种．
（4）由上面（3）的分析可知溶液E中含有的物质则为：一定有碳酸钠的稀硝酸反应生成的NaNO₃还能可有 Na₂SO₄、（NH₄）₂SO₄两种物质中的一种或两种，NaNO₃含有的阴离子是NO₃^-，两种物质Na₂SO₄、（NH₄）₂SO₄中无论是含有哪一种，还是二者都存在，其阴离子都是 SO₄^2-．
故答案为：NO₃^-，SO₄^2-
（5）由上面（3）的分析可知，不能确定存在的物质为：Na₂SO₄、（NH₄）₂SO₄要想进一步证明究竟含有哪一种物质，由于二者含有相同的SO₄^2-，所以可区分NH₄⁺和Na⁺，而NH₄⁺的检验方法是加入碱，只有（NH₄）₂SO₄和碱（NaOH）能生成有刺激性气味的氨气，化学方程式为：（NH₄）₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O．
故答案为：取溶液E少许，滴入适量的氢氧化钠溶液，若有刺激性的气体产生，则证明原固体混合物中有  （NH₄）₂SO₄，若没有，则原固体中含有Na₂SO₄．

点评：解决推断题的关键是要找出题目的突破口，然后通过突破口，进行进一步的推理从而得出正确的答案，同时要注意（5）中简答题的格式：“取E少许”要有液体合适的量，要取样．