1、混合物成分的探究 实 验 室 有 一 包 白 色 粉 末，其 中 可 能 含 有、中 的 一 种 或 几 种，某 兴 趣 小 组设 计 实 验 探 究 其 组 成。【提 出 问 题】该 白 色 粉 末 由 什 么 物 质 组 成？【设 计 实 验】他 们 取 该 白 色 粉 末 于 烧 杯 中，加 入 足量 水 并 充 分 搅 拌，得 到 无 色 溶 液 和 白 色 沉 淀，针 对 无 色 溶 液 和 白 色 沉 淀 设 计 了 如 下 方 案，并 进 行 实 验。实 验 步 骤实 验 现 象实 验 结 论（）取 少 量 无 色溶 液 于 试 管中，滴 入 无 色 酚酞 溶 液 白 色 粉 末
2、 中 一定 含 有（）另 取 少 量 无色 溶 液 于 试 管中，加 入 有 白 色 沉 淀产 生白 色 粉 末 中 一定 含 有（）取 少 量 白 色沉 淀 于 试 管中，加 入 足 量 稀盐 酸沉 淀 全 部 溶解，有 气 泡产 生白 色 粉 末 中 一定 含 有 写 出 步 骤（）中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 。【交 流 反 思】有 同 学 提 出 不 用 另 外 设 计 实 验 就 可 以得 出 剩 余 的 一 种 物 质 不 存 在。你 （填“同 意”或“不 同 意”）他 的 观 点，原 因 是 。【答 案】【设 计 实 验】溶 液 变 为 红 色 氯 化 钡 溶 液（
3、或 硝 酸钡 溶 液）碳 酸 钡（或）【交 流 反 思】同 意 氯 化 钡 能 与 硫 酸 钠 反 应 生 成 不 溶 于 酸 的 硫 酸 钡 白色 沉 淀（合 理 即 可）【解 析】【设 计 实 验】取 该 白 色 粉 末 于 烧 杯 中，加 入足 量 水 并 充 分 搅 拌，得 到 无 色 溶 液 和 白 色 沉 淀，白 色 沉 淀 可 能 是 碳 酸 钡，也 可 能 是 氯 化 钡 和硫 酸 钠 反 应 生 成 的 硫 酸 钡，还 可 能 是 碳 酸 钡 和 硫 酸钡 的 混 合 物。根 据“白 色 粉 末 中 一 定 含 有”，可 知 无 色 溶 液 显 碱 性，能 使 无 色 酚 酞
4、 溶 液 变 红。根 据“白 色 粉 末 中 一 定 含 有”及 实 验 现 象“有 白 色 沉 淀 产 生”，可 知 加 入 的 试 剂 能 与 硫 酸 钠反 应 且 有 白 色 沉 淀 产 生，则 加 入 的 试 剂 为 可 溶 性 钡盐，如 氯 化 钡 溶 液、硝 酸 钡 溶 液。向 白 色 沉 淀 中 滴加 稀 盐 酸，沉 淀 全 部 溶 解，由 此 可 知 该 沉 淀 一 定 不含 硫 酸 钡 而 只 含 碳 酸 钡，因 此 该 白 色 粉 末 中 一 定 含有 碳 酸 钡，又 因 为 氯 化 钡 和 硫 酸 钠 不 能 同 时 存 在，所 以 该 白 色 粉 末 中 一 定 不 含
5、 氯 化 钡。碳 酸 钡 与 稀盐 酸 反 应 生 成 氯 化 钡、水 和 二 氧 化 碳。【交 流 反思】根 据 以 上 分 析，可 知 氯 化 钡 一 定 不 存 在。已 知 牙 膏 中 常 含 有 氢 氧 化 铝、碳 酸 钙 和 二 氧 化硅 中 的 两 种 物 质 作 摩 擦 剂，主 要 用 于 增 强 牙 膏 的 摩擦 作 用 和 去 污 效 果。某 化 学 兴 趣 小 组 随 机 选 取 一种 牙 膏（含 有 两 种 摩 擦 剂），对 其 所 含 摩 擦 剂 成 分进 行 探 究。【作 出 假 设】猜 想 一：含 氢 氧 化 铝、碳 酸 钙猜 想 二：含 碳 酸 钙、二 氧 化 硅
6、猜 想 三：含 氢 氧 化 铝、二 氧 化 硅【实 验 设 计】实 验 操 作实 验 现 象实 验 结 论取少量牙膏，并 向 其中 加 入 过 量的 稀 盐 酸 该 摩 擦 剂 中 含 有 碳 酸钙，发 生 反 应 的 化 学方 程 式 为 仍 有 部 分 残 渣摩 擦 剂 中 含 有 【实 验 结 论】猜 想 成 立。【实 验 拓 展】为 探 究 该 牙 膏 中 碳 酸 钙 的 质 量 分 数，该 小组 同 学 利 用 如 下 装 置 进 行 实 验。（）该 装 置 中 浓 硫 酸 的 作 用 是 。（）若 要 计 算 碳 酸 钙 的 质 量 分 数，除 了 称 取 氢 氧 化 钠溶 液 的
7、 质 量 差，还 要 称 量 的 质 量。【答 案】【实 验 设 计】有 气 泡 产 生 （或 二 氧 化 硅）【实 验 结 论】二【实 验 拓 展】（）作 干 燥 剂（或 干 燥 二 氧 化 碳 气 体，合理 即 可）（）反 应 前 所 取 牙 膏【解 析】【实 验 设 计】该 牙 膏 摩 擦 剂 中 含 有 氢 氧 化 铝、碳酸 钙 和 二 氧 化 硅 中 的 两 种，氢 氧 化 铝、碳 酸 钙 均 可 与稀 盐 酸 反 应，向 牙 膏 中 加 入 过 量 的 稀 盐 酸 后 仍 有 部 分残 渣，证 明 摩 擦 剂 中 含 有 二 氧 化 硅。根 据 实 验 结 论 摩擦 剂 中 含 有
8、 碳 酸 钙，则 实 验 现 象 为 有 气 泡 生 成，反 应的 化 学 方 程 式 为 。【实 验 结 论】该 牙 膏 只 含 两 种 摩 擦 剂，根 据 实 验设 计 可 知 该 牙 膏 含 有 二 氧 化 硅 和 碳 酸 钙，故 猜 想 二 正确。【实 验 拓 展】（）浓 硫 酸 的 作 用 是 作 干 燥 剂，吸 收 逸 出 过 程 中 带 出 的 水。（）混 合 物 中 溶 质 的 质 量分 数 的 计 算 公 式 为溶 质 的 质 量混 合 物 的 总 质 量，溶 质 碳酸 钙 的 质 量 可 通 过 收 集 到 二 氧 化 碳 的 质 量 计 算 得 到，混 合 物 的 总 质
9、 量 为 反 应 前 牙 膏 的 质 量，即 还 应 称 量 反应 前 所 取 牙 膏 的 质 量。某 混 合 气 体 中 可 能 含 有、和 中 的 三种 物 质，为 了 探 究 该 气 体 的 组 成 成 分 进 行 如 下 实 验。【猜 想 假 设】猜 想：、猜 想：、猜 想：、猜 想：【查 阅 资 料】白 色 无 水 硫 酸 铜 遇 水 显 蓝 色。【实 验 设 计】检 验 混 合 气 体 中 是 否 含 有 和。将 混 合 气 体 通 过 白 色 无 水 硫 酸 铜，观 察 到 的 现 象，说 明 气 体 中 含 有。将 混 合 气 体 通 入 澄 清 石 灰 水 中，溶 液 变 浑
10、 浊，该 过程 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 。为 了 检 验 混 合 气 体 中 是 否 有 或。小 组 同 学设 计 了 如 下 实 验。广 口 瓶 中 的 试 剂实 验 现 象实 验 结 论：澄 清 石 灰 水澄 清 石 灰 水 无 明 显 现 象：无 水 硫 酸 铜 ：澄 清 石 灰 水 猜 想 成 立【反 思 评 价】该 装 置 的 不 足 之 处 为 。【拓 展 迁 移】当 我 们 无 法 直 接 检 验 该 物 质 时，可 以通 过 检 验 该 物 质 反 应 后 的 生 成 物 确 定 该 物 质 是 否存 在，如 我 们 需 要 检 验 时，可 通 过 检
11、验 在 氧气 中 燃 烧 的 产 物 确 定 的 存 在。【答 案】【猜 想 假 设】、【实 验 设 计】白 色 固体 变 蓝 （）无 明 显 现 象 澄 清 石 灰 水 变 浑 浊 【反 思 评 价】未 进 行 尾 气 处 理（或 未 完 全 反 应 的 直 接 排 放 到空 气 中 会 污 染 空 气）【拓 展 迁 移】【解 析】【猜 想 假 设】混 合 气 体 的 成 分 可 能 有、中 的 三 种，故 猜 想 为、。【实 验 设 计】根 据【查 阅 资 料】可 知 检 验 水 常 用 的 试剂 为 无 水 硫 酸 铜，检 验 常 用 的 试 剂 为 澄 清 石 灰水，检 验 或 通 常
12、 利 用 这 两 种 气 体 的 可 燃 性 和还 原 性 检 验 其 对 应 的 生 成 物（和），在 检 验 和 前 必 须 先 除 去 原 混 合 气 体 中 的和；然 后 将 剩 余 的 气 体 依 次 通 过 灼 热 的 氧 化 铜、无水 硫 酸 铜 和 澄 清 石 灰 水，若 无 水 硫 酸 铜 无 明 显 现象，说 明 没 有 生 成，即 气 体 中 不 含，若 澄 清石 灰 水 变 浑 浊，即 混 合 气 体 中 含 有。【反 思 评价】图 示 装 置 中 澄 清 石 灰 水 装 置 末 端 未 进 行 尾 气处 理，未 反 应 完 的 直 接 排 放 到 空 气 中 会 污
13、染空 气。某 地 岩 盐 矿 的 主 要 成 分 是 氯 化 钠，可 能 含 有 硫酸 钙、碳 酸 钙、氯 化 镁、碳 酸 钠。岩 盐 矿 的 其 他 成 分与 酸、碱 不 反 应。某 化 学 兴 趣 小 组 对 该 地 岩 盐 矿 的成 分 进 行 了 如 下 探 究。【查 阅 资 料】碳 酸 镁 的 溶 解 度 非 常 小。【提 出 问 题】除 氯 化 钠 外，该 样 品 的 其 他 成 分 是 什 么？【实 验 设 计】实 验 步 骤实 验 现 象实 验 结 论 取 少 量 白 色 沉 淀，滴加 稀 盐 酸沉 淀 溶 解，有 气 泡 产 生 取 少 量 步 骤 反 应后 的 溶 液 于
14、试 管 中，加 入足 量 氢 氧 化 钠 溶 液 样 品 中 肯定 含 有 氯化 镁 取 少 量 无 色 滤 液于 试 管 中，加 入 足 量 稀 盐酸有 气 泡 放 出样 品 中 肯定 含 有 取 少 量 步 骤 反 应后 的 溶 液 于 试 管 中，滴 加 有 白 色 沉淀 生 成样 品 中 肯定 含 有 硫酸 钙【反 思 评 价】（）检 验 氯 化 镁 不 用 无 色 滤 液 而 用步 骤 反 应 后 的 溶 液，原 因 是 。（）写 出 步 骤 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 。【拓 展 应 用】要 从 该 岩 盐 矿 中 得 到 氯 化 钠 晶 体，必须 要 除 杂，除
15、杂 的 操 作 有：加 入 氢 氧 化 钠；加 入碳 酸 钠；加 入 氯 化 钡；加 入 稀 盐 酸；过 滤，其正 确 的 操 作 顺 序 是 （填 序 号），要 得 到 氯化 钠 晶 体 可 用 （填“蒸 发 结 晶”或“降 温 结晶”）的 方 法。【答 案】【实 验 设 计】有 白 色 沉 淀 生 成 碳 酸 钠 氯 化 钡 溶液（合 理 即 可）【反 思 评 价】（）氯 化 镁 能 与 碳 酸钠 反 应 生 成 碳 酸 镁 白 色 沉 淀，无 色 滤 液 中 不 一定 有 氯 化 镁 的 存 在（合 理 即 可）（）（）【拓 展 应 用】（或 或）蒸 发结 晶【解 析】根 据 题 给 信
16、 息，某 地 岩 盐 矿 的 主 要 成 分 是氯 化 钠，可 能 含 有 硫 酸 钙、碳 酸 钙、氯 化 镁、碳 酸 钠。加 水 溶 解 后 得 到 白 色 沉 淀 和 无 色 滤 液，白 色 沉淀 可 能 是 碳 酸 钙，也 可 能 是 碳 酸 镁 或 未 溶 解 的硫 酸 钙，还 可 能 是 碳 酸 钙、硫 酸 钙、碳 酸 镁 的 混 合物。【实 验 设 计】取 白 色 沉 淀 加 入 稀 盐 酸，沉 淀 溶 解，有 气 泡 产 生，中 肯 定 有 碳 酸 盐，若 该 碳酸 盐 为 碳 酸 钙，则 反 应 后 的 溶 液 中 有 存 在，若该 碳 酸 盐 为 碳 酸 镁，则 反 应 后
17、的 溶 液 中 有 存在。向 步 骤 反 应 后 的 溶 液 中 滴 加 足 量 氢 氧化 钠 溶 液，根 据 实 验 结 论 样 品 中 有 氯 化 镁，则 氢 氧化 钠 与 氯 化 镁 反 应 生 成 氢 氧 化 镁 白 色 沉 淀。取 少 量 无 色 滤 液 加 入 足 量 稀 盐 酸，有 气 泡 放 出，说 明 样 品 中 肯 定 含 有 碳 酸 钠，碳 酸 钠 与 稀 盐 酸 反 应生 成 氯 化 钠、二 氧 化 碳 和 水。要 检 验 硫 酸 钙，只 需 检 验 是 否 存 在 即 可，根 据 与 反 应 生 成 不 溶 于 酸 的 白 色 沉 淀，完 成 实 验 步骤：取 少 量
18、 步 骤 反 应 后 的 溶 液，滴 加 可 溶 性 钡 盐的 溶 液，如 氯 化 钡 溶 液。【反 思 评 价】（）由 于 氯 化镁 能 与 碳 酸 钠 反 应 生 成 碳 酸 镁 沉 淀，若 氯 化 镁 全 部转 化 为 碳 酸 镁 沉 淀，则 向 无 色 滤 液 中 加 入 氢 氧化 钠 溶 液 后 没 有 白 色 沉 淀 出 现，无 法 验 证 氯 化 镁 的存 在。（）氢 氧 化 钠 与 氯 化 镁 反 应 生 成 氯 化 钠 和氢 氧 化 镁 沉 淀。【拓 展 应 用】加 入 试 剂 的 目 的 是：加 入 氢 氧 化 钠 是 为 了 除 去 镁 离 子；加 入 碳 酸 钠是 为
19、了 除 去 钙 离 子 和 过 量 的 钡 离 子；加 入 氯 化 钡是 为 了 除 去 硫 酸 根 离 子；加 入 稀 盐 酸 是 为 了 除 去过 量 的 碳 酸 钠 和 氢 氧 化 钠；过 滤 是 为 了 除 去 生 成的 沉 淀 物。因 此 必 须 将 加 入 碳 酸 钠 放 在 加 入 氯 化钡 之 后，将 过 滤 放 在 加 稀 盐 酸 之 前，将 加 入 稀 盐 酸放 在 最 后 一 步。氯 化 钠 的 溶 解 度 随 温 度 变 化 不 大，故 可 采 用 蒸 发 结 晶 的 方 法 得 到 氯 化 钠 晶 体。现 有 一 包 白 色 粉 末，可 能 含 有 硫 酸 钠、碳 酸
20、 钠、氯 化 钡、氢 氧 化 钠、硫 酸 铜 中 的 一 种 或 几 种，某 兴 趣小 组 为 确 定 其 成 分，做 了 以 下 探 究：【查 阅 资 料】硫 酸 钠、氯 化 钡 溶 液 均 呈 中 性；硫 酸 钡不 溶 于 水，也 不 溶 于 酸。【实 验 探 究 一】步 骤：取 少 量 固 体 于 烧 杯 中，加 足 量 的 水，搅 拌 后过 滤，得 到 白 色 沉 淀 和 无 色 滤 液。步 骤：取 步 骤 所 得 的 白 色 沉 淀 于 试 管 中，加 入过 量 的 稀 硝 酸，沉 淀 全 部 溶 解，有 气 泡 产 生，得 到 无色 澄 清 的 溶 液。初 步 结 论：该 白 色
21、粉 末 中 一 定 含 有 ，一 定 不 含 。步 骤 中 产 生 白 色 沉 淀 的 化 学 方 程 式 为 。【实 验 探 究 二】向 步 骤 所 得 的 滤 液 加 入 足 量 的 稀 盐 酸，有 气 泡 产生，则 加 盐 酸 之 前 的 滤 液 中 的 溶 质 可 能 的 组 成 是：猜 想 一：和；猜 想 二：。实 验 步 骤实 验 现 象实 验 结 论取 少 量 步 骤 所得 的 滤 液，加 入 足量溶 液 滤 液 中 含 有 碳酸 钠取 静 置 后 的上 层 清 液 少 许 向其 中 滴 入 几 滴 无色 酚 酞 溶 液溶 液 变 红滤 液 中 含 有 【实 验 结 论】小 组
22、同 学 通 过 以 上 探 究，最 终 确 定 白色 粉 末 的 组 成 是 。【答 案】【实 验 探 究 一】和 和 【实 验 探 究 二】、和 有 白 色 沉 淀 产生 【实 验 结 论】、和【解 析】【实 验 探 究 一】取 少 量 固 体 于 烧 杯 中，加 足量 的 水，搅 拌 后 过 滤，得 到 白 色 沉 淀 和 无 色 滤 液，可知 白 色 粉 末 中 不 含 硫 酸 铜，同 时 可 推 断 白 色 沉 淀 可能 是 碳 酸 钡 或 硫 酸 钡 或 两 者 的 混 合 物，取 步 骤 所得 的 白 色 沉 淀 于 试 管 中，加 入 过 量 的 稀 硝 酸，沉 淀全 部 溶 解
23、，有 气 泡 产 生，得 到 无 色 澄 清 的 溶 液，可 推断 白 色 沉 淀 是 碳 酸 钡，不 含 硫 酸 钡，则 白 色 粉 末 中一 定 含 有 碳 酸 钠 和 氯 化 钡，一 定 不 含 硫 酸 钠，步 骤 中 产 生 沉 淀 的 反 应 是 氯 化 钡 与 碳 酸 钠 的 反 应，化 学方 程 式 为 。【实 验 探 究 二】向 步 骤 所 得 的 滤 液 加 入 足 量 的 稀 盐酸，有 气 泡 产 生，则 滤 液 中 一 定 有，没 有，而 和 反 应 后 生 成 了，所 以 滤 液 中 还一 定 有；因 为 通 过【实 验 探 究 一】无 法 确 定 是 否有，所 以 该 滤 液 的 猜 想 就 有 两 种：和或 者、和；想 要 证 明 是 否 含有，需 要 先 除 尽，故 加 入 足 量 溶 液可 观 察 到 有 白 色 沉 淀 产 生，静 置 后 取 上 层 清 液，加 入无 色 酚 酞 溶 液，如 果 溶 液 变 红，则 证 明 滤 液 中 有。【实 验 结 论】综 上 所 述，白 色 粉 末 的 组 成 是：、和。