Question

【题目】有一包白色固体粉末，已知除了含有 KNO3 以外，其中可能还含有 KCl、Ba(NO3)2、CuSO4、K2CO3、Na2SO4 中的一种或几种，现通过以下实验来确定该样品的组成：

①将部分粉末加入水中，振荡，有白色沉淀生成，过滤，溶液呈无色；

②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固体完全溶解，并有气泡产生；

③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀产生；

④另取①中过滤后的溶液加入足量 AgNO3 溶液，产生白色沉淀； 根据上述实验事实，回答下列问题：

（1）原白色粉末中除 KNO3 以外一定还含有的物质是_________，一定不含有的物质 是_____，可能存在的物质是_____(填化学式)；

（2）请写出第②步变化中所涉及的化学反应方程式：_____；

（3）A 同学为了确认该固体粉末中“可能存在的物质”是否存在， 他重新取了少量该样品于试管中加适量的蒸馏水溶解，请根据该同学设计的方案填空：

加入的试剂①_________试剂②_____(填化学式)；当加入试剂②时，实验现 象为_____就可以确认该物质一定存在。

（4）B 同学为了进一步确定该样品的成份，他称取了 10.0 g 该固体，按如下方案进行实验： 说明：实验中产生的气体已经换算成标准状况下的体积。

①请简述在实验室进行上述实验过程时如何洗涤沉淀_____。

②若按照 B 同学以上实验方案，还需对“溶液 2”中的溶质进一步分析，通过已有的实验数据分析，若该 样品中含 KNO3 的质量分数为_____时，可以确认样品中一定不含有“可能存在的物质”。

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 的白色沉淀产生 向过滤器中加入蒸馏水至完全浸没沉淀为止，待水自然滤干后，再重复操作 2 ~ 3 次 39.4%

【解析】

①将部分粉末加入水中，振荡，有白色沉淀生成，过滤，溶液呈无色说明一定不含CuSO4、所以沉淀为碳酸钡或硫酸钡或两者都有，判断Ba(NO3)2一定存在，K2CO3、Na2SO4最少有一种；

②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固体完全溶解，并有气泡产生，证明沉淀是BaCO3，则原固体含有K2CO3，不含Na2SO4；

③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀产生，证明白色沉淀为BaSO4；

④另取①中过滤后的溶液加入足量AgNO3溶液，产生白色沉淀，该沉淀可能是碳酸银或氯化银、或两者都有，不能确定是否含有Cl-，据此分析。

①将部分粉末加入水中，振荡，有白色沉淀生成，过滤，溶液呈无色说明一定不含CuSO4、所以沉淀为碳酸钡或硫酸钡或两者都有，判断Ba(NO3)2一定存在，K2CO3、Na2SO4最少有一种；

②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固体完全溶解，并有气泡产生，证明沉淀是BaCO3，则原固体含有K2CO3，不含Na2SO4；

③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀产生，证明白色沉淀为BaSO4；

④另取①中过滤后的溶液加入足量AgNO3溶液，产生白色沉淀，该沉淀可能是碳酸银或氯化银、或两者都有，不能确定是否含有Cl-。

综上所述：白色固体粉末一定含有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 以外一定还含有的物质是Ba(NO3)2、K2CO3，一定不含有的物质是CuSO4、Na2SO4；可能存在的物质是KCl；

（2）第②步变化中所涉及的化学反应是碳酸钡与稀硝酸反应生成硝酸钡、二氧化碳和水，反应的化学方程式为BaCO3 + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + CO2↑ + H2O；

（3）A 同学为了确认该固体粉末中“可能存在的物质” KCl是否存在，检验氯化钾可选择硝酸和硝酸银进行检验，故加入的试剂①HNO3试剂②AgNO3；加入足量的稀硝酸酸化后，当加入试剂②时，实验现 象为有不溶于稀 HNO3 的白色沉淀产生就可以确认该物质一定存在；

（4）①在实验室进行上述实验过程时，洗涤沉淀的操作为：向过滤器中加入蒸馏水至完全浸没沉淀为止，待水自然滤干后，再重复操作 2 ~ 3 次；

②根据流程可知，产生气体的体积为0.56L，则产生二氧化碳的物质的量为，则碳酸钾的物质的量为0.025mol，质量为3.45g；沉淀的质量为2.33g，则为0.01mol硫酸钡，可知Ba(NO3)2的物质的量为0.01mol，质量为2.61g；若该 样品中不含有氯化钾，则 KNO3 的质量分数为，故若该 样品中含 KNO3 的质量分数为39.4%时，可以确认样品中一定不含有“可能存在的物质”。