Question

9．有一包固體粉末，可能由NaOH、Na₂SO₄、MgCl₂、CuSO₄中的一種或幾種組成．為了分析固體粉末的成分，某實驗小組同學(xué)取少量該粉末進(jìn)行實驗，實驗方案設(shè)計如下：

（1）若現(xiàn)象X為“沉淀不溶解”或“沉淀部分溶解”，結(jié)論是固體粉末由NaOH、MgCl₂、Na₂SO₄組成；若現(xiàn)象X為“沉淀全部溶解”，結(jié)論是固體粉末沒有Na₂SO₄；
（2）寫出實驗步驟②的化學(xué)方程式Mg（OH）₂+2HNO₃=Mg（NO₃）₂+2H₂O；
（3）簡單修改上述實驗方案，可取消第④步實驗，修改的方法是將氫氧化鋇溶液換成氯化鋇或者硝酸鋇溶液．

Answer 1

分析 本題是混合物成分的推斷，由于限定的是四種物質(zhì)，而其中的硫酸銅溶解于水有明顯的藍(lán)色或者反應(yīng)也顯示藍(lán)色，而給定的現(xiàn)象中無顏色的提示，說明無硫酸銅．剩余物質(zhì)之間氫氧化鈉和氯化鎂能夠反應(yīng)生成白色沉淀，根據(jù)題目的敘述可以看出一定存在這兩種物質(zhì)，而加入硝酸白色沉淀全部溶解也進(jìn)一步證明了真的是存在能夠和硝酸反應(yīng)的氫氧化鎂白色沉淀．而無色溶液此時可能是硫酸鈉和氫氧化鈉或者是氯化鎂與硫酸鈉，只有這兩種可能性，加入氫氧化鋇，生成白色沉淀，這個沉淀可能與加入鋇離子有關(guān)，則原物質(zhì)中含有硫酸鈉；若是與鎂離子有關(guān)，同樣也會生成白色沉淀．而現(xiàn)象為“沉淀不溶解”或“沉淀部分溶解”，都是說明有硫酸鋇的生成，所以原物質(zhì)中有硫酸鈉．
  若要取消第④部，也就是驗證是否真的是硫酸鋇，只需要排除氫氧化鎂可能的干擾，這樣只需要在加入試劑時不引入氫氧根離子即可，所以將氫氧化鋇換成可溶性鋇鹽，如氯化鋇或者硝酸鋇即可．

解答 解：由于限定的是四種物質(zhì)，是NaOH、Na₂SO₄、MgCl₂、CuSO₄中的一種或幾種組成．
 （1）其中的硫酸銅溶解于水有明顯的藍(lán)色或者反應(yīng)也顯示藍(lán)色，而給定的現(xiàn)象中無顏色的提示，說明無硫酸銅．剩余物質(zhì)之間氫氧化鈉和氯化鎂能夠反應(yīng)生成白色沉淀，根據(jù)題目的敘述可以看出一定存在這兩種物質(zhì)，而加入硝酸白色沉淀全部溶解也進(jìn)一步證明了真的是存在能夠和硝酸反應(yīng)的氫氧化鎂白色沉淀．而無色溶液此時可能是硫酸鈉和氫氧化鈉或者是氯化鎂與硫酸鈉，只有這兩種可能性，加入氫氧化鋇，生成白色沉淀，這個沉淀可能與加入鋇離子有關(guān)，則原物質(zhì)中含有硫酸鈉；若是與鎂離子有關(guān)，同樣也會生成白色沉淀．而現(xiàn)象為“沉淀不溶解”或“沉淀部分溶解”，由于氫氧化鎂能夠和硝酸反應(yīng)而溶解，這就說明有硫酸鋇的生成，所以原物質(zhì)中有硫酸鈉．故若現(xiàn)象X為“沉淀不溶解”或“沉淀部分溶解”，結(jié)論是固體粉末由NaOH、MgCl₂、Na₂SO₄組成；若現(xiàn)象X為“沉淀全部溶解”，結(jié)論是固體粉末沒有Na₂SO₄；
 （2）通過推導(dǎo)可知，粉末中含有的氫氧化鈉能與氯化鎂反應(yīng)生成白色的氫氧化鎂沉淀，氫氧化鎂沉淀能與硝酸反應(yīng)生成硝酸鎂和水，化學(xué)方程式為：Mg（OH）₂+2HNO₃=Mg（NO₃）₂+2H₂O；
 （3）若要取消第④部，也就是驗證是否真的是硫酸鋇，只需要排除氫氧化鎂可能的干擾，這樣只需要在加入試劑時不引入氫氧根離子即可，所以將氫氧化鋇換成可溶性鋇鹽，如氯化鋇或者硝酸鋇即可．
故答案為：
（1）NaOH、MgCl₂、Na₂SO₄；沒有Na₂SO₄；
（2）Mg（OH）₂+2HNO₃=Mg（NO₃）₂+2H₂O；
（3）將氫氧化鋇溶液換成氯化鋇或者硝酸鋇溶液．

點評 在解此類題時，首先分析題中所給物質(zhì)的性質(zhì)和兩兩之間的反應(yīng)，然后結(jié)合題中的現(xiàn)象分析各種物質(zhì)的存在性，最后確定混合物的成分，注意選取的試劑不能對后續(xù)檢驗造成干擾．