Question

15．有一包NaCl的固體，其中可能含有Na₂CO₃、CaCO₃、CuSO₄（無(wú)水）中的一種或兩種．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)欲探究該固體中的成分和測(cè)定其中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，請(qǐng)你分析并回答下列問(wèn)題：
Ⅰ．探究該固體的成分．如下圖：

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)可知：
（1）由步驟①可知，該固體中一定沒(méi)有CuSO₄、CaCO₃（寫(xiě)化學(xué)式）．
（2）步驟②中分離物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)操作名稱(chēng)是過(guò)濾，該步發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na₂CO₃+BaCl₂═BaCO₃↓+2NaCl．
（3）有同學(xué)提出，不需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟③，也能判斷出該固體成分，你認(rèn)為他判斷的依據(jù)是步驟①當(dāng)固體溶于水得到無(wú)色液體，因?yàn)榱蛩徙~溶液是藍(lán)色的，則一定不含有硫酸銅；碳酸鈣不能溶于水，則一定不含有碳酸鈣；所以只可能含有碳酸鈉．
Ⅱ．測(cè)定該固體中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
另稱(chēng)取m g固體，加水充分溶解，再加入足量的稀硝酸，加熱讓反應(yīng)后的氣體充分逸出，然后滴加足量AgNO₃溶液，產(chǎn)生的沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干，稱(chēng)量為n g．
（4）實(shí)驗(yàn)Ⅱ中加足量稀硝酸的目的是除去Na₂CO₃（填化學(xué)式），以確保沉淀產(chǎn)物單一．
（5）該固體中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{117n}{287m}$×100%（用含m、n代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 Ⅰ．當(dāng)固體溶于水得到無(wú)色液體，因?yàn)榱蛩徙~溶液是藍(lán)色的，則一定不含有硫酸銅；碳酸鈣不能溶于水，則一定不含有碳酸鈣；所以只可能含有碳酸鈉，又因碳酸鈉和氯化鋇反應(yīng)產(chǎn)生的碳酸鋇沉淀，碳酸鋇和稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w和硝酸鋇，過(guò)濾可以將固體與液體分開(kāi)，據(jù)此分析得出結(jié)論．
Ⅱ．加足量稀硝酸除去固體中的碳酸鈉，確保沉淀產(chǎn)物只是氯化銀，根據(jù)氯化銀的質(zhì)量分析．

解答 解：（1）步驟①當(dāng)固體溶于水得到無(wú)色液體，因?yàn)榱蛩徙~溶液是藍(lán)色的，則一定不含有硫酸銅；碳酸鈣不能溶于水，則一定不含有碳酸鈣；所以只可能含有碳酸鈉，該固體中一定沒(méi)有CuSO₄、CaCO₃；
（2）步驟②中將固體與液體分開(kāi)的操作是過(guò)濾；碳酸鈉和氯化鋇反應(yīng)產(chǎn)生的碳酸鋇沉淀，化學(xué)方程式為Na₂CO₃+BaCl₂═BaCO₃↓+2NaCl；
（3）步驟①當(dāng)固體溶于水得到無(wú)色液體，因?yàn)榱蛩徙~溶液是藍(lán)色的，則一定不含有硫酸銅；碳酸鈣不能溶于水，則一定不含有碳酸鈣；所以只可能含有碳酸鈉，所以不需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟③，也能判斷出該固體成分為NaCl和Na₂CO₃；
（4）固體成分為NaCl和Na₂CO₃，足量稀硝酸的目的是除去Na₂CO₃，以確保沉淀產(chǎn)物AgCl；
（5）設(shè)固體中含氯化鈉的質(zhì)量為x．
NaCl+AgNO₃═AgCl↓+NaNO₃
58.5        143.5
x           ng
$\frac{58.5}{x}$=$\frac{143.5}{ng}$
x=$\frac{58.5ng}{143.5}$
該固體中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{\frac{58.5ng}{143.5}}{mg}$×100%=$\frac{117n}{287m}$×100%．
故答案為：（1）CuSO₄、CaCO₃；
（2）過(guò)濾；Na₂CO₃+BaCl₂═BaCO₃↓+2NaCl；
（3）步驟①當(dāng)固體溶于水得到無(wú)色液體，因?yàn)榱蛩徙~溶液是藍(lán)色的，則一定不含有硫酸銅；碳酸鈣不能溶于水，則一定不含有碳酸鈣；所以只可能含有碳酸鈉；
（4）Na₂CO₃；
（5）$\frac{117n}{287m}$×100%．

點(diǎn)評(píng) 解答本題要從物質(zhì)的顏色、物質(zhì)之間相互作用時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等方面進(jìn)行分析、判斷，從而得出正確的結(jié)論．