Question

现欲探究一固体混合物A的成分，已知其中可能含有BaCl₂、Na₂CO₃、FeCl₃、Fe₂O₃四种物质中的两种或多种．按图所示进行实验．出现的现象如图中所述（设过程中所有可能发生的反应都恰好完全进行）．

试根据实验过程和发生的现象做出判断，填写以下空白：
（1）沉淀D的化学式为______．
（2）滤液F中大量存在的金属阳离子为（写离子符号）______．
（3）写出实验过程③中生成沉淀G所发生反应的化学方程式：______．
（4）混合物A中，肯定存在的物质是（写化学式）______．不能确定是否存在的物质是______，理由是______．

Answer

此题为框图型物质推断题，本题的解题突破口是固体混合物与硫酸混合生成使澄清石灰水变浑浊的气体，说明含碳酸钠，滤液与氢氧化钠反应生成了红褐色沉淀，说明含有铁离子，沉淀D加稀硝酸不溶解，说明生成了硫酸钡．
【解析】
（1）生成的沉淀D不溶解，根据给出的物质，可以确定其为硫酸钡，其化学式为：BaSO4；
（2）固体混合物与硫酸混合生成使澄清石灰水变浑浊的气体，说明含碳酸钠，滤液与氢氧化钠反应生成了红褐色沉淀，说明含有铁离子，碳酸钠与硫酸反应生成了硫酸钠，含有钠离子，加入的氢氧化钠含有钠离子，所以滤液F中大量存在的金属阳离子为钠离子，所以本题答案为：Na+；
（3）实验③中生成的是氢氧化铁沉淀，所以本题答案为：3NaOH+FeCl3═Fe（OH）3↓+3NaCl或6NaOH+Fe2（SO4）3═3Na2SO4+2Fe（OH）3↓．
（4）根据实验现象及物质间的反应，确定混合物中含有BaCl2、Na2CO3，不能确定是否存在的物质是FeCl3、Fe2O3，因为Fe2O3与硫酸反应生成硫酸铁也能与氢氧化钠溶液反应；
故答案为：
（1）BaSO4；（2）Na+；（3）3NaOH+FeCl3═Fe（OH）3↓+3NaCl或6NaOH+Fe2（SO4）3═3Na2SO4+2Fe（OH）3↓；
（4）BaCl2、Na2CO3；FeCl3、Fe2O3；Fe2O3与硫酸反应生成硫酸铁也能与氢氧化钠溶液反应；