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【题目】实验室有一包白色粉末,可能含有 Na2SO4、Ba(NO3)2、K2CO3、KOH、CuSO4、Mg(NO3)2和KCl中的一种或几种,为了确定其成分,某化学兴趣小组进行了如下实验探究。

(查阅资料)CaCl2溶液显中性;K2CO3和“纯碱”的化学性质相似;MgCO3微溶于水,不考虑为沉淀。

(实验步骤)

步骤Ⅰ:取一定量样品于烧杯中,加足量水充分溶解,有白色沉淀产生,溶液呈无色。

初步结论:原粉末中一定不含______。

步骤Ⅱ:将步骤Ⅰ中的混合物过滤,进行下一步实验探究。

(实验探究一)小明同学对步骤Ⅱ中过滤所得滤液设计了如下的实验探究方案:

实验步骤

实验现象

实验结论

取一定量滤液于试管中,加入足量CaCl2溶液,充分振荡后,再滴加酚酞溶液。

溶液呈红色

由此确定原粉末中含有____

请说明加入足量CaCl2溶液的理由______。

(猜想假设)小红同学对步骤Ⅱ中过滤所得固体成分提出了如下猜想:

①Mg(OH)2 ②BaSO4 ③BaCO3 ④Mg(OH)2、BaSO4 ⑤BaSO4、BaCO3

⑥Mg(OH)2、BaCO3 ⑦Mg(OH)2、BaSO4、BaCO3

(实验探究二)小红同学对猜想设计了如下实验探究方案:

实验步骤

实验现象

实验结论

(1)取一定量过滤所得固体于试管中,加入足量稀HCl,充分振荡。

有气泡产生,沉淀完全溶解

上述猜想______可能成立

(2)向(1)试管中,继续滴加足量的NaOH溶液

有白色沉淀产生

上述猜想______一定成立

写出(2)中产生白色沉淀的化学方程式_______。

(归纳总结)通过上述实验验证,原粉末中仍不能确定的成分是____________。

【答案】硫酸铜 氢氧化钾 碳酸钾溶液显碱性,也能使无色酚酞溶液变红色,需排除其干扰 ③⑥ ⑥ 2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl 氯化钾

【解析】

题干中提到的几种物质的重要性质:1.Na2SO4、Ba(NO3)2、K2CO3、KOH、CuSO4、Mg(NO3)2和KCl均溶于水;2.Cu2+为蓝色 ;3.Ba2+和SO42-或CO32-反应生成BaSO4、BaCO3白色沉淀,Mg2+和OH-反应生成Mg(OH)2的白色沉淀,其中BaSO4既不溶于也不溶于酸、BaCO3 和Mg(OH)2可以溶于酸;4.KOH、K2CO3的水溶液显碱性。根据步骤Ⅰ可判断一定不存在CuSO4,

根据实验步骤(1)取一定量滤液于试管中,加入足量CaCl2溶液,充分振荡后可以将K2CO3反应完,再滴加酚酞溶液,溶液呈红色,判断碱性物质一定有KOH;根据实验探究二中(1)取一定量过滤所得固体于试管中,加入足量稀HCl,充分振荡,有气泡产生,沉淀完全溶解,判断沉淀一定没有BaSO4,一定有BaCO3,可能有Mg(OH)2,猜想③⑥成立;(2)向(1)试管中,继续滴加足量的NaOH溶液,有白色沉淀产生,说明原沉淀中一定有Mg(OH)2,从而推出原白色粉末中一定有Ba(NO3)2、K2CO3、KOH、Mg(NO3)2,一定没有CuSO4和 Na2SO4,而KCl是否存在对实验现象无影响。

实验步骤Ⅰ:加足量水充分溶解,有白色沉淀产生,溶液呈无色,说明一定不含硫酸铜。

实验探究一:取一定量滤液于试管中,加入足量CaCl2溶液,充分振荡后,再滴加酚酞溶液,溶液呈红色,说明溶液显碱性,则原粉末中一定含有氢氧化钾。

碳酸钾溶液显碱性,加入足量CaCl2溶液,碳酸钾能与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钾,能排除碳酸钾的干扰。

实验探究二:

(1)取一定量过滤所得固体于试管中,加入足量稀HCl,充分振荡,有气泡产生,沉淀完全溶解,则沉淀中一定不含硫酸钡,可能是BaCO3,也可能是Mg(OH)2、BaCO3的混合物,故选择③⑥

(2)向(1)试管中,继续滴加足量的NaOH溶液,有白色沉淀产生,该沉淀为氯化镁与氢氧化钠溶液反应生成的氢氧化镁沉淀,同时生成氯化钠,反应的化学方程式为:2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl.说明猜想⑥成立。

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