15. 思想方法 分析法 某校科技节有如下挑战项目:通过实验鉴别一包白色粉末的成分。已知此粉末中含有$NaOH$、$Na_{2}CO_{3}$、$K_{2}SO_{4}$、$KCl$中的一种或几种。某同学取少量样品于烧杯中,加水搅拌后得到无色溶液$A$,然后进行了如下实验:
a. 取少量溶液$A$于试管中,滴加酚酞溶液,溶液变红。
b. 取少量溶液$A$于试管中,滴加$AgNO_{3}$溶液,有沉淀产生。
c. 取少量溶液$A$于试管中,滴加$BaCl_{2}$溶液,有白色沉淀产生。
d. 取少量溶液$A$于试管中,滴加足量稀盐酸,无明显现象。
(1) 实验$c$中发生了反应:
(2) 分析上述实验过程,关于该粉末的组成可以得到的结论是
(3) 实验$a~d$中,不必要进行的是
(4) 设计实验方案进一步确定粉末的组成,完成下表。已知:硝酸银与氢氧化钠会反应。

a. 取少量溶液$A$于试管中,滴加酚酞溶液,溶液变红。
b. 取少量溶液$A$于试管中,滴加$AgNO_{3}$溶液,有沉淀产生。
c. 取少量溶液$A$于试管中,滴加$BaCl_{2}$溶液,有白色沉淀产生。
d. 取少量溶液$A$于试管中,滴加足量稀盐酸,无明显现象。
(1) 实验$c$中发生了反应:
BaCl₂+K₂SO₄ = BaSO₄↓+2KCl
(填化学方程式)。(2) 分析上述实验过程,关于该粉末的组成可以得到的结论是
一定含有NaOH、K₂SO₄,一定不含Na₂CO₃,可能含有KCl
。(3) 实验$a~d$中,不必要进行的是
b
(填编号)。(4) 设计实验方案进一步确定粉末的组成,完成下表。已知:硝酸银与氢氧化钠会反应。
答案
15. (1)BaCl₂+K₂SO₄ = BaSO₄↓+2KCl (2)一定含有NaOH、K₂SO₄,一定不含Na₂CO₃,可能含有KCl (3)b (4)取少量溶液A于试管中,滴加足量AgNO₃溶液,再滴加足量的稀硝酸 白色沉淀部分溶解 NaOH、K₂SO₄、KCl 沉淀全部溶解 NaOH、K₂SO₄
解析:(1)实验c中加入的氯化钡溶液与溶液中的硫酸钾反应产生了白色沉淀,化学方程式为BaCl₂+K₂SO₄ = BaSO₄↓+2KCl。(2)通过实验a、d可以证明粉末中一定含有NaOH,一定不含Na₂CO₃,实验c可以证明粉末中一定含有K₂SO₄,实验b中滴加AgNO₃溶液,有沉淀产生,沉淀可能是Ag₂SO₄、AgOH或AgCl,不能确定粉末中是否含有KCl。(3)实验a~d中,不必要进行的是b,原因是实验a、c、d可以证明粉末中一定含有NaOH和K₂SO₄,向待测液中滴加硝酸银溶液,一定会产生白色沉淀,无法确定是否含有KCl。(4)白色粉末中不能确定的物质组成是KCl,硝酸银与氯化钾反应会生成不溶于水、不溶于酸的AgCl;根据题目已知硝酸银与氢氧化钠会反应,生成氢氧化银沉淀和硝酸钠,氢氧化银能溶于酸,因此设计实验时可取少量溶液A于试管中,滴加足量AgNO₃溶液,再滴加足量的稀硝酸,若观察到部分白色沉淀溶解,说明溶液中含有氯离子,原固体粉末的成分是NaOH、K₂SO₄、KCl;若观察到白色沉淀全部溶解,说明溶液中不含氯离子,原固体粉末的成分是NaOH、K₂SO₄。
解析:(1)实验c中加入的氯化钡溶液与溶液中的硫酸钾反应产生了白色沉淀,化学方程式为BaCl₂+K₂SO₄ = BaSO₄↓+2KCl。(2)通过实验a、d可以证明粉末中一定含有NaOH,一定不含Na₂CO₃,实验c可以证明粉末中一定含有K₂SO₄,实验b中滴加AgNO₃溶液,有沉淀产生,沉淀可能是Ag₂SO₄、AgOH或AgCl,不能确定粉末中是否含有KCl。(3)实验a~d中,不必要进行的是b,原因是实验a、c、d可以证明粉末中一定含有NaOH和K₂SO₄,向待测液中滴加硝酸银溶液,一定会产生白色沉淀,无法确定是否含有KCl。(4)白色粉末中不能确定的物质组成是KCl,硝酸银与氯化钾反应会生成不溶于水、不溶于酸的AgCl;根据题目已知硝酸银与氢氧化钠会反应,生成氢氧化银沉淀和硝酸钠,氢氧化银能溶于酸,因此设计实验时可取少量溶液A于试管中,滴加足量AgNO₃溶液,再滴加足量的稀硝酸,若观察到部分白色沉淀溶解,说明溶液中含有氯离子,原固体粉末的成分是NaOH、K₂SO₄、KCl;若观察到白色沉淀全部溶解,说明溶液中不含氯离子,原固体粉末的成分是NaOH、K₂SO₄。
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