Question

某固体物质由FeCl₃、Na₂CO₃、BaCl₂、Na₂SO₄中的一种或几种组成，为确定该固体物质的组成，进行了以下实验：
（1）取适量的该物质完全溶解于水，得到无色透明溶液A；
（2）向溶液A中加入过量的盐酸，生成气体，得到溶液B；
（3）在溶液B中加入过量的氢氧化钡溶液，产生白色沉淀，过滤，得滤液C；
（4）在滤液C中先加入过量的稀硝酸，再加入适量硝酸银溶液恰好完全反应，产生白色沉淀，过滤，得滤液D．
根据上述实验回答下列问题：．
①原固体物质是由______ 组成；
②在（3）中发生反应的化学方程式为______；（写一个）
③滤液D中含有溶质的化学式为______；
④通过上述实验可以判断原固体物质中一定不存在BaCl₂，理由为____________
______．

Answer 1

①因为“取适量的该物质完全溶解于水，得到无色透明溶液A”，根据固体加入水中，得到沉淀，上层清液为无色．无论沉淀还是清液都无色，说明混合物中不含有颜色的氯化铁．同时由于无沉淀的存在，因为“硫酸盐和钡盐不能同时存在”，则原混合物中不能同时有BaCl₂和硫酸钠．
②因为“向溶液A中加入过量的盐酸，生成气体，得到溶液B”，而对于混合固体加入水中，得到沉淀，可能是新生成的沉淀，也可能是本来混合物中就有不溶于水的物质．所以在分析时要注意各种可能的存在．
③因为“在溶液B中加入过量的氢氧化钡溶液，产生白色沉淀，过滤，得滤液C”，考虑氢氧化钡与硝酸银、过量的稀硝酸、硝酸银与氢氧化钠溶液、氯化钠溶液的反应，则Ba（OH）₂+Na₂SO₄═2NaOH+BaSO₄↓ 或Ba（OH）₂+2HCl═BaCl₂+2H₂O或BaCl₂+Na₂SO₄═2NaCl+BaSO₄↓；
④因为“在滤液C中先加入过量的稀硝酸，再加入适量硝酸银溶液恰好完全反应，产生白色沉淀，过滤，得滤液D”，根据硫酸根与钡离子反应生成白色沉淀，而确定：第（1）步实验说明Na₂CO₃、Na₂SO₄和BaCl₂不能同时存在，第（2）（3）步实验确认了固体中有Na₂CO₃、Na₂SO₄，则说明BaCl₂一定不存在（或Na₂CO₃、Na₂SO₄和BaCl₂和BaCl₂不能共存．或Na₂CO₃和BaCl₂不能共存或Na₂SO₄和BaCl₂不能共存）．
故答案：
①Na₂CO₃、Na₂SO₄；
②Ba（OH）₂+Na₂SO₄═2NaOH+BaSO₄↓ 或Ba（OH）₂+2HCl═BaCl₂+2H₂O或BaCl₂+Na₂SO₄═2NaCl+BaSO₄↓
③Ba（NO₃）₂、NaNO₃、HNO₃；
④第（1）步实验说明Na₂CO₃、Na₂SO₄和BaCl₂不能同时存在，第（2）（3）步实验确认了固体中有Na₂CO₃、Na₂SO₄，则说明BaCl₂一定不存在（或Na₂CO₃、Na₂SO₄和BaCl₂和BaCl₂不能共存．或Na₂CO₃和BaCl₂不能共存或Na₂SO₄和BaCl₂不能共存）．