Question

小明和小麗對(duì)藍(lán)色的硫酸銅溶液很感興趣，他們?cè)O(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)探究其相關(guān)性質(zhì)并對(duì)反應(yīng)后所得物質(zhì)進(jìn)行分析和處理．

（1）我能寫(xiě)出其中兩個(gè)不同基本反應(yīng)類型的化學(xué)方程式：①______；②______．
（2）實(shí)驗(yàn)完畢，小明和小麗各自將三個(gè)反應(yīng)所得到的物質(zhì)混合、過(guò)濾，得到甲、乙兩種無(wú)色溶液．小明取少量甲溶液于試管中，滴加紫色石蕊溶液，試管中溶液呈紫色．則甲溶液中一定含有的溶質(zhì)是______（填化學(xué)式，下同），可能含有的溶質(zhì)是______或______．小麗對(duì)乙溶液進(jìn)行了探究，發(fā)現(xiàn)乙溶液中含有氯化鉀、硫酸鉀和氫氧化鉀．她說(shuō)：我能設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，在步驟①、②、③中每次用一種無(wú)色溶液除去乙溶液中一種物質(zhì)，且每步均有白色沉淀生成，最后得到純凈的硝酸鉀晶體．

在步驟⑦中進(jìn)行的操作是______，步驟③、⑥所加物質(zhì)分別是______、______（填化學(xué)式，下同），固體E的成分有______．

Answer 1

解：（1）鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；硫酸銅與滴加的氫氧化鉀發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，通過(guò)交換成分生成硫酸鉀和氫氧化銅沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuSO₄+2KOH=K₂SO₄+Cu（OH）₂↓；硫酸銅與滴加的氯化鋇發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，通過(guò)交換成分生成硫酸鋇沉淀和氯化銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為BaCl₂+CuSO₄=BaSO₄↓+CuCl₂；三個(gè)反應(yīng)可分類置換反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)兩種反應(yīng)類型；
（2）鐵與硫酸銅反應(yīng)后的溶液中一定含有硫酸亞鐵，氫氧化鉀與硫酸銅反應(yīng)后的溶液中一定含有硫酸鉀，氯化鋇與硫酸銅反應(yīng)后的溶液中一定含有氯化銅．三個(gè)反應(yīng)所得到的物質(zhì)混合后得到無(wú)色溶液，而含亞鐵離子或銅離子的溶液分別呈綠色或藍(lán)色，因此可判斷三個(gè)反應(yīng)所得到的物質(zhì)混合時(shí)，溶液中亞鐵離子、銅離子全部反應(yīng)而沉淀，則所加過(guò)量氫氧化鉀溶液使這兩種離子形成沉淀同時(shí)生成硫酸鉀和氯化鉀；由于紫色石蕊仍呈紫色，說(shuō)明三者混合后溶液呈中性，可判斷氫氧化鉀應(yīng)與溶液中亞鐵離子、銅離子恰好完全反應(yīng)．再考慮到由于硫酸鉀會(huì)與可能過(guò)量的氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化鉀；因此，甲溶液中一定含有氯化鉀，可能含有硫酸鉀或氯化鋇；
步驟⑦的操作完成后，由溶液得到晶體，因此可判斷此時(shí)的操作應(yīng)為蒸發(fā)，通過(guò)蒸發(fā)溶液而獲得晶體；
為逐步進(jìn)行沉淀乙溶液中含有氯化鉀、硫酸鉀和氫氧化鉀，步驟①可加入適量的硝酸鎂與氫氧化鉀反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和硝酸鉀，然后在步驟②加入過(guò)量硝酸鋇與硫酸鉀反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和硝酸鉀，在步驟③中過(guò)量硝酸銀使溶液中氯離子全部沉淀而得到硝酸鹽的溶液；接下來(lái)的步驟④通過(guò)加入過(guò)量碳酸鉀使溶液中的鎂離子、鋇離子、銀離子全部沉淀，至此所得溶液為硝酸鉀與碳酸鉀的混合溶液，步驟⑤過(guò)濾除去沉淀后再經(jīng)過(guò)步驟⑥加入適量稀硝酸則可溶液變?yōu)橄跛徕浫芤�，蒸發(fā)后得到硝酸鉀晶體；步驟⑤得到的固體E為前四步所形成的沉淀，因此該固體可能含有氫氧化鎂沉淀、硫酸鋇沉淀、氯化銀沉淀、碳酸鋇沉淀、碳酸銀沉淀等．
故答案為：
（1）Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；CuSO₄+2KOH=K₂SO₄+Cu（OH）₂↓ （或BaCl₂+CuSO₄=BaSO₄↓+CuCl₂）
（2）KCl；K₂SO₄；BaCl₂；
蒸發(fā)；AgNO₃；HNO₃；Mg（OH）₂、BaSO₄、AgCl、Ag₂CO₃、BaCO₃[或BaSO₄、AgCl、Ag₂CO₃、Zn（OH）₂、ZnCO₃或BaSO₄、AgCl、Ag₂CO₃、Zn（OH）₂、BaCO₃]．
分析：（1）根據(jù)圖示中反應(yīng)中所使用的試劑，判斷每個(gè)圖所發(fā)生的反應(yīng)并對(duì)反應(yīng)進(jìn)行分類，然后寫(xiě)出兩個(gè)不同反應(yīng)類型的反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）分析三個(gè)反應(yīng)后所得溶液混合后可能發(fā)生的反應(yīng)，結(jié)合混合后所得甲溶液為無(wú)色且呈中性的特點(diǎn)，推斷溶液的組成；
根據(jù)乙溶液中含有的氯化鉀、硫酸鉀和氫氧化鉀的性質(zhì)，分析向該溶液中每次用一種無(wú)色溶液除去乙溶液中一種物質(zhì)且每步均有白色沉淀生成的設(shè)計(jì)要求，判斷在步驟①、②、③中所使用的試劑及反應(yīng)后形成的沉淀及所得溶液，結(jié)合最后得到純凈的硝酸鉀晶體的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�完成�?duì)固體E的推斷及操作⑥所使用的試劑．
點(diǎn)評(píng)：本題涉及的物質(zhì)繁雜，熟練掌握酸、堿、鹽類物質(zhì)的通性是解答此問(wèn)題的基礎(chǔ)，進(jìn)行合理分析則是解答本題的關(guān)鍵和難點(diǎn)．