聯招化學·工藝流程：濾渣洗滌與沉澱洗淨的檢驗

題目性質：自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題，非真題原文，未取自任何題庫、教輔或試卷；解析與採分點為教研整理，非官方評分標準。

一、考點定位與做題順序

先立一條判據：檢驗「是否洗淨」，檢驗的必須是母液裡大量存在、且容易檢出的那種離子，而不是目標沉澱本身的成分。因為洗滌要除掉的是附著在濾渣表面的可溶性母液；母液被洗沒了，這種離子就檢不到了。取樣位置也固定：取最後一次洗滌液（不是濾液、不是第一次洗滌液）。

答題三句話模板：①取——取少量最後一次洗滌液於試管中；②加——加某試劑（必要時先酸化排除干擾）；③判——若無某現象，則已洗淨；若有，則未洗淨、需繼續洗滌。下面裝置、試劑與數據為自編示意設定，檢出限與稀釋比例為理想化示意，不代表真實分析參數。

二、題目呈現

題目

用 BaCl₂ 溶液沉澱某含 SO₄²⁻ 的溶液，過濾得 BaSO₄ 沉澱（BaCl₂ 略過量，反應同時生成 NaCl）。
(1) 寫出生成沉澱的離子方程式，並說明濾渣表面附著的母液中主要含哪些離子；
(2) 寫出洗滌沉澱的規範操作；
(3) 設計實驗檢驗沉澱是否已洗淨：寫出取樣、試劑、現象與判斷，並寫出檢驗反應的離子方程式。說明為什麼檢驗 Cl⁻ 而不檢驗 SO₄²⁻ 或 Ba²⁺。

補充問

(4) 自編示意的理想洗滌模型：設每次過濾後濾渣中殘留母液 V₀ = 1.0 mL，每次加蒸餾水 V = 9.0 mL 並充分混勻後濾幹（即每次稀釋到 10 倍）。問洗滌 3 次後，殘留母液中雜質離子的濃度約為初始的幾分之幾？據此說明「少量多次」為什麼優於「一次用大量水」。
(5) 若沉澱未洗淨就乾燥稱量，對產品質量與純度判斷有何影響？

三、分步解析

(1) 沉澱與母液成分　離子方程式：Ba²⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓。
母液中的主要離子：由於 BaCl₂ 略過量，且反應生成 NaCl，故濾渣表面附著的母液主要含 Cl⁻、Na⁺ 以及過量的 Ba²⁺；SO₄²⁻ 已被沉澱完全，幾乎不剩。
推論：洗滌要除掉的就是這些可溶鹽，其中 Cl⁻ 含量最高、來源兩處（過量 BaCl₂ 與生成的 NaCl）、且檢驗最方便，因此是首選的「指示離子」。
採分點：離子方程式 2 分（配平、沉澱符號）、列出三種離子各 1 分、指出 SO₄²⁻ 已沉澱完全 1 分。

(2) 洗滌操作　規範表述：待過濾完成後，沿玻璃棒向漏斗中加入蒸餾水至剛好浸沒沉澱，讓水自然流下（不可用玻璃棒攪拌、不可抽濾強行衝下），待水流盡後重複 2～3 次；每次用量宜少。
為什麼不能攪拌：攪拌可能戳破濾紙、使沉澱透濾或混入濾紙纖維；為什麼要浸沒：只有全部沉澱表面都接觸到洗滌液，附著的母液才能被置換出來；為什麼自然流下：保證洗滌液與沉澱有足夠接觸時間。
採分點：沿玻璃棒 1 分、浸沒沉澱 1 分、自然流下 1 分、重複 2~3 次 1 分、不攪拌 1 分、少量 1 分。

(3) 洗淨檢驗　操作與判斷（三句話模板）：取少量最後一次洗滌液於潔淨試管中，先滴加稀 HNO₃ 酸化，再滴加 AgNO₃ 溶液；若無白色沉澱生成，說明已洗淨；若出現白色沉澱，說明仍有 Cl⁻ 殘留，需繼續洗滌。
離子方程式：Ag⁺ + Cl⁻ = AgCl↓。
為什麼先酸化：稀 HNO₃ 可排除 CO₃²⁻ 等可能與 Ag⁺ 生成沉澱的干擾離子（Ag₂CO₃ 也難溶），且不會引入 Cl⁻（絕不能用鹽酸酸化，會自帶 Cl⁻ 造成假陽性）。
為什麼檢 Cl⁻ 而不檢 SO₄²⁻：SO₄²⁻ 已被 Ba²⁺ 沉澱完全，母液中幾乎不存在，檢出與否都不能反映母液是否被洗掉；檢它會出現「未洗淨卻顯示乾淨」的假陰性。
為什麼不首選 Ba²⁺：Ba²⁺ 雖也可用稀 H₂SO₄／Na₂SO₄ 檢驗（Ba²⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓），但會引入新的 SO₄²⁻，且若洗滌液裡殘留的 Ba²⁺ 本就少，靈敏度不如 Cl⁻；Cl⁻ 濃度最高、現象最明顯，故優先。補充：若題目所給沉澱反應中過量的是另一種試劑，指示離子應隨之改選——判據永遠是「母液中大量存在、易檢、不與沉澱成分混淆」，不能死記 Cl⁻。
採分點：取樣位置 1 分、酸化 1 分、AgNO₃ 1 分、現象與判斷 2 分、離子方程式 1 分、三個「為什麼」各 1 分。

(4) 洗滌效率　每次加 9.0 mL 水後總體積 = V₀ + V = 1.0 + 9.0 = 10.0 mL，稀釋倍數 = 10.0/1.0 = 10；濾幹後仍殘留 1.0 mL，故每洗一次，殘留雜質濃度降為原來的 1/10。
洗 3 次後殘留比例 = (1/10)³ = 1/1000，即約為初始濃度的 0.1%。
「少量多次」為什麼更好：若把 27.0 mL 水一次加入（總量與三次 9.0 mL 相同），稀釋倍數 = (1.0+27.0)/1.0 = 28，殘留比例為 1/28 ≈ 3.6%，遠差於 1/1000。原因：每次「濾幹再加水」都把已稀釋的母液排走大半，稀釋效果按倍數連乘；一次加水只稀釋一次，母液中的雜質大部分仍留在濾渣裡。
模型邊界（必須寫明）：該計算基於「每次充分混勻、濾幹後殘留體積恆為 V₀、雜質不吸附不溶解」的理想完全混合模型，屬自編示意計算，用於說明趨勢；實際洗滌還受沉澱吸附、溶解度與濾餅結構影響，不能當成真實工藝收率。
採分點：稀釋倍數 1 分、1/1000 1 分、一次加水的 1/28 1 分、連乘機制 2 分、模型邊界說明 1 分。

(5) 未洗淨的後果　未洗淨時，濾渣表面殘留的 NaCl、過量 BaCl₂ 等可溶性鹽在乾燥後留在固體中：① 稱得的「產品質量」偏高（把可溶性鹽也算進去了）；② 由此按該質量計算的產率／純度會虛高（實際 BaSO₄ 的量沒變，分母或分子被汙染）；③ 若以該固體作後續實驗，殘留 Cl⁻、Ba²⁺ 還可能干擾後續檢驗或反應。
改進：繼續洗滌至最後一次洗滌液檢不出 Cl⁻，再幹燥稱量；必要時重結晶或再溶解—再沉澱。
採分點：質量偏高 1 分、純度/產率虛高 1 分、後續干擾 1 分、改進 1 分。

四、採分點對照

五、高頻易錯點

• 取「濾液」或「第一次洗滌液」檢驗，而不是最後一次洗滌液。
• 用鹽酸酸化後再加 AgNO₃——鹽酸自帶 Cl⁻，必然出現白色沉澱，結論全反。
• 檢 SO₄²⁻ 或檢沉澱本身的成分，出現「未洗淨卻判乾淨」的假陰性。
• 現象判斷寫反：寫成「出現白色沉澱說明已洗淨」。
• 洗滌操作寫成「用大量水一次沖洗」或「用玻璃棒攪拌」，漏掉少量多次與自然流下。

六、小結與自查清單

• □ 先列出母液裡到底有哪些可溶離子，再挑含量最高、最好檢的當指示離子。
• □ 答題按「取—加—判」三句話寫，現象判斷用「無……即已洗淨」。
• □ 酸化試劑不能含被檢離子（檢 Cl⁻ 禁用鹽酸）。
• □ 洗滌操作寫全：沿玻璃棒、浸沒、自然流下、重複 2~3 次、不攪拌。
• □ 定量示意題註明理想模型假設，別把示意比例當真實工藝參數。

洗淨檢驗看著是背一句話，其實考的是「你知道母液裡有什麼」：BaCl₂ 過量、又生成了 NaCl，所以要檢的是 Cl⁻；SO₄²⁻ 早被沉完了，檢它只會得到假陰性。取末次洗液、酸化、加 AgNO₃、無沉澱即洗淨——四步一步不能少。本題試劑、體積與稀釋比例均為自編示意設定，不代表真實分析參數或工業工藝。