某白色固体中可能含有氯化钠、碳酸钠、硫酸钠、碳酸钡、氯化钡中的几种物质,为了鉴定该白色固体的组成,拓展性学习小组的同学们进行了如下探究实验:
Ⅰ.称取克固体于烧杯中,加入足量水充分溶解,过滤得到白色沉淀克和无色溶液。
Ⅱ.Ⅰ中所得克白色沉淀中加入足量稀盐酸,沉淀部分溶解并有无色气体产生,测得剩余沉淀质量为克。
Ⅲ.把Ⅰ中所得滤液分成两份,第一份溶液中加入足量的稀硫酸,既没有产生气泡,也没有产生沉淀,第二份溶液中加入足量的氯化钡溶液,没有产生沉淀。
根据上述实验,回答下列问题:
(1)仅根据第Ⅲ步实验现象可以得出结论,溶液中一定不存在离子是_____。
(2)写出某白色固体的所有可能组成_____。
答案
(1)碳酸根离子、钡离子、硫酸根离子
(2)①氯化钠、硫酸钠、氯化钡、碳酸钠,②氯化钠、硫酸钠、氯化钡、碳酸钠,③氯化钠、硫酸钠、氯化钡、碳酸钠、碳酸钡
解析
本题考查物质组成的判断。
(1)向滤液中加入足量稀硫酸,没有气体生成,说明溶液中没有碳酸根离子,没有沉淀生成,说明溶液中没有钡离子,加入氯化钡,没有沉淀生成,说明没有硫酸根离子。
(2)将固体加足量水溶解并过滤,得到白色沉淀和无色溶液,且白色沉淀部分溶于稀硫酸,因此白色沉淀含有碳酸钡和硫酸钡,且沉淀中硫酸钡的质量为,碳酸钡的质量为,由(1)可知无色溶液中不含有碳酸根离子、硫酸根离子和钡离子,因此无色溶液中的溶质为氯化钠。
设生成碳酸钡需要碳酸钠的质量为,需要氯化钡的质量为,
可得,解得、,
设生成硫酸钡需要硫酸钠的质量为,需要氯化钡的质量为,
可得,解得、,
下面对白色沉淀的组成进行分类讨论:
①若沉淀中的碳酸钡全部来自于碳酸钠和氯化钡的反应,则原白色固体中碳酸钠、硫酸钠、氯化钡的总质量为,其余固体为氯化钠,则白色固体的组成为氯化钠、硫酸钠、氯化钡、碳酸钠。
②若沉淀中的碳酸钡全部来自于碳酸钡,则原白色固体中碳酸钡、硫酸钠、氯化钡的总质量为,其余固体为氯化钠,则白色固体的组成为氯化钠、硫酸钠、氯化钡、碳酸钡。
③若沉淀中的碳酸钡部分来自于碳酸钠和氯化钡的反应,部分来自于碳酸钡,则原白色固体中碳酸钡、碳酸钠、硫酸钠、氯化钡的总质量介于和之间,其余固体为氯化钠,则白色固体的组成为氯化钠、硫酸钠、氯化钡、碳酸钠、碳酸钡。



