Question

有一包固體粉末，可能是NaOH、Na₂SO₄、MgCl₂、CuSO₄中的一種或幾種組成，為了分析固體粉末的成分，取少量該固體粉末進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)如下：

（1）固體粉末中一定有

NaOH、MgCl₂

，一定沒(méi)有

CuSO₄

．
（2）若現(xiàn)象X為“沉淀不溶解”或“沉淀部分溶解”，結(jié)論是固體粉末中

含有Na₂SO₄

；
（3）實(shí)驗(yàn)步驟①和③都有相同的實(shí)驗(yàn)操作，該操作名稱為

過(guò)濾

．
（4）簡(jiǎn)單修改上述實(shí)驗(yàn)方案，可取消第④步實(shí)驗(yàn)，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(wú)顏色的提示，說(shuō)明無(wú)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(wú)色溶液此時(shí)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(gè)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(huì)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(shuō)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(yàn)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(shí)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(wú)顏色的提示，說(shuō)明無(wú)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．
  （2）而無(wú)色溶液此時(shí)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(gè)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(huì)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(shuō)明有硫酸鋇的生成，所以原物質(zhì)中有硫酸鈉．
 （3）實(shí)驗(yàn)①③操作都是沉淀和液體分離的，所以應(yīng)該是過(guò)濾操作．
 （4）若要取消第④部，也就是驗(yàn)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(shí)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；CuSO₄．（2）含有 Na₂SO₄；（3）過(guò)濾．（4）將氫氧化鋇溶液換成氯化鋇或者硝酸鋇溶液

點(diǎn)評(píng)：實(shí)驗(yàn)方案的最優(yōu)化和改進(jìn)，要注意分析給定方案中設(shè)計(jì)的原理，從原理中尋找解決或者有待完善的地方即可．