新课标RJ2020中考化学复习方案主题五科学探究第17课时物质的检验与鉴别分离与提纯课件

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第 17 课时 物质的检验与鉴别、分离与提纯 主题五　科学探究 考点一　物质或离子的检验 1. 常见气体的检验 气体 检验方法 现象及结论 (1)O 2 用 带火星的木条伸入气体中 木条 　　　   (2)CO 2 通入澄清石灰水 澄清 石灰水变 　　　   (3) 含 H 2 、 CO 、 CH 4 中的一种或几种 点燃 气体 , 将干冷的烧杯罩在火焰上方 , 然后把烧杯迅速翻转过来 , 加入少量澄清石灰水 , 振荡 只有 水雾出现 , 只含有 　　　   只出现澄清石灰水变浑浊 , 只含有 　　   既有 水雾 , 又出现澄清石灰水变浑浊 , 气体中一定含有 　　　　 元素   复燃 浑浊 氢气 一氧化碳　 碳、氢 （续表） 气体 检验方法 现象及结论 (4)NH 3 将 湿润的红色石蕊试纸放在试管口 石蕊试纸 　　　   ( 5) 水蒸气 通过 无水硫酸铜粉末 粉末 　 　   变蓝 变蓝 2. 常见离子的检验 离子 检验方法 现象 (1)H + ( 酸性 ) ① 加紫色石蕊溶液 ② 用 pH 试纸 ③ 加活泼金属 ( 锌、铁等 ) ① 石蕊溶液变 　   ② 溶液的 pH 　　 7  ③ 产生 　　　   (2)OH - ( 碱性 ) ① 加紫色石蕊溶液 ② 加无色酚酞溶液 ③ 用 pH 试纸 ④ 加硫酸铜溶液 ① 石蕊溶液变 　   ② 酚酞溶液变 　   ③ 溶液的 pH 　　 7  ④ 产生 　　 色沉淀   红 < 气泡 蓝 红 > 蓝 （续表） 离子 检验方法 现象 ( 3)CO 3 2- ( 碳酸盐 ) 加入 　　　　 , 将产生的气体通入澄清石灰水   有 　　　　 产生 , 且澄清石灰水变 　　　   ( 4)NH 4 + ( 铵盐 ) ① 加 NaOH 溶液 , 加热 , 把湿润的红色石蕊试纸放在试管口 ② 加入熟石灰研磨 ① 石蕊试纸 变 _____ ② 产生刺鼻的氨味 (5)Ca 2+ 　滴加可溶性碳酸盐溶液 产生白色沉淀 稀盐酸 气泡 浑浊 蓝 （续表） 离子 检验方法 现象 (6)Cu 2+ 观察 颜色 , 溶液呈蓝色 , 加入可溶性碱 有 　　　　 沉淀生成   (7)Fe 3+ 观察 颜色 , 溶液呈黄色 , 加入可溶性碱 有 　　　　 沉淀生成   蓝色 红褐色 考点二　物质的鉴别 1. 鉴别物质的原理 : 利用物质间反应时的不同现象 , 如沉淀、气体、变色等 ; 利用物质的气味、溶于水后的温度变化、溶解性等不同。 2. 鉴别方法 (1) 物理方法 : 一看 ( 颜色 ) 、二闻 ( 气味 ) 、三溶 ( 溶解性或溶解时吸放热现象 ) 。 (2) 化学方法 : 利用物质或离子的特征化学反应进行鉴别。 3. 常见物质的鉴别 物质 鉴别方法 现象和结论 (1) 铁丝与铝丝 用磁铁吸引 能 被磁铁吸引的是铁丝 , 不能被吸引的是铝丝 (2) 碳酸钙与碳酸钠 加 适量水溶解 不 溶的是碳酸钙 , 完全溶解的是碳酸钠 (3) 硬水和软水 加肥皂水 出现 　　　　 多的是软水 , 反之是硬水   (4) 聚乙烯和聚氯乙烯 点燃 ( 灼烧 ) 无 气味的是 　 　　 , 有刺激性气味产生的是 　　 　　   泡沫 聚乙烯 聚氯乙烯 （续表） 物质 鉴别方法 现象和结论 (5) 棉花、羊毛、合成纤维 灼烧 燃烧 时有烧纸气味的是 　　　　 ; 有烧焦羽毛气味的是 　　　　 ; 有特殊气味 , 灰烬是黑色或褐色硬块的是 　   (6) 硝酸铵固体和氢氧化钠固体 加水 溶 于水后使溶液温度升高的是 　　 　　 固体 , 使溶液温度降低的是 　　　　 固体   棉花 羊毛 合成纤维 氢氧化钠 硝酸铵 （续表） 物质 鉴别方法 现象和结论 (7) 黄金与黄铜 ( 铜锌合金 ) ① 灼烧 ② 加稀 盐 ( 硫 ) 酸 ① 金属表面变黑的是黄铜 , 不变色的为黄金 ② 有气泡冒出的为黄铜 , 反之为黄金 (8) 合金与组分金属 相互刻画 有 划痕的为组分金属 , 反之为合金 (9) 常见化肥的鉴别 氨水 为液态 ; 钾肥多为白色 ; 磷肥呈灰白色且多数难溶于水 ; 氮肥、钾肥易溶于水 ; 碳酸氢铵有 　　　　 气味 ; 铵态氮肥与碱混合研磨有 　　　　 气味的气体产生   刺激性 刺激性　 考点三　物质的分离与提纯 物质的分离是通过适当的方法 , 把混合物中的各种物质彼此分开 , 并且恢复到各种物质的原来存在状态 , 分别得到纯净物 ; 而物质的提纯是通过适当的方法把混入某物质里的少量杂质除去 , 以便获得相对纯净的物质 , 又称除杂。 1. 分离和提纯的原则 提纯方法应简单易行 ; 操作过程中尽量不使被提纯的物质损失 ( 不减 ); 除去杂质的同时不能引入新的杂质 ( 不增 ); 最好能生成被提纯的物质 ( 转化 ) 。 2. 主要方法 方法 适用范围或原理 举例 物 理 方 法 过滤法 (1) 固体与液体混合物的分离 (2) 可溶性固体与不溶性固体混合物的分离 粗盐提纯 结 晶 法 蒸 发 (1) 分离溶质与溶剂 (2) 除去易挥发的杂质 从 含有 HCl 的 NaCl 溶液中分离出固体 NaCl 降低 温度 可溶性 固体的溶解度受温度影响变化大小不同 从 NaCl 与 KNO 3 的混合物中分离出 KNO 3 （续表） 方法 适用范围或原理 举例 化 学 方 法 化气法 将 杂质转化成气体而除去 除去 Na 2 SO 4 中的 Na 2 CO 3 , 可选 用 　　　　 将 CO 3 2- 转化 成 CO 2  沉淀法 将 杂质转化为沉淀过滤除去 NaOH 溶液中混有少量的 Ca(OH) 2 , 可加入适量的 　　 　　 溶液将 Ca 2+ 转化成 CaCO 3  置换法 将 杂质通过置换反应而除去 除去 FeSO 4 中的 CuSO 4 , 可加过量 的 　　　　 , 再过滤   稀硫酸 Na 2 CO 3 铁粉 （续表） 方法 适用范围或原理 举例 化 学 方 法 溶解法 将 杂质溶于某种试剂而除去 除去 炭粉中的 CuO, 可加适量 的 　　 　　 , 再过滤   煅烧法 杂质 高温易分解 , 通过高温将杂质除去 除去 CaO 中的 CaCO 3 , 可 　 　　   转化法 将 杂质通过化学反应转化为被提纯的物质 除去 CO 2 中的 CO, 可将气体通过灼热的 　　　   稀硫酸 ( 或稀盐酸 ) 高温煅烧 CuO 3. 常见物质的提纯 (1) 气体除杂 物质 杂质 除杂方法 CO 2 CO 通过灼热的氧化铜 CO CO 2 先 通过足量的氢氧化钠溶液 , 再通过浓硫酸 CO 2 HCl 气体 先 通过饱和碳酸氢钠溶液 , 再通过浓硫酸 H 2 HCl 气体 先 通过氢氧化钠溶液 , 再通过浓硫酸 H 2 水蒸气 通 过氧化钙或浓硫酸或氢氧化钠固体或碱石灰固体 CO 2 水蒸气 通过浓硫酸 (2) 固体除杂 物质 杂质 除杂方法 CuO Cu 在空气中 ( 或氧气中 ) 灼烧 Cu/C CuO 加入足量的稀硫酸 , 过滤 Cu Fe/Zn 加入足量的稀硫酸 , 过滤 Fe Cu 用磁铁吸引 CaO CaCO 3 高温煅烧 CaCO 3 CaCl 2 加水溶解 , 过滤 , 干燥 (3) 液体 ( 离子 ) 除杂 ①常见杂质离子的去除 杂质离子 除杂方法 杂质离子 除杂方法 H + 用 OH - 或 CO 3 2- 等 去除 CO 3 2- 用 H + 、 Ca 2+ 、 Ba 2+ 等去除 NH 4 + 用 OH - 去除 Cl - 用 Ag + 去除 OH - 用 H + 、 NH 4 + 或 Cu 2+ 等去除 SO 4 2- 用 Ba 2+ 去除 ②液体除杂 物质 杂质 除杂方法 NaCl Na 2 CO 3 加入适量的盐酸 NaCl NaOH 加入适量的盐酸 NaCl Na 2 SO 4 加入适量的氯化钡溶液 , 过滤 NaCl HCl 加入适量的氢氧化钠溶液 NaCl BaCl 2 加入适量的硫酸钠溶液 , 过滤 NaCl KNO 3 蒸发结晶 NaCl NaHCO 3 加入适量的盐酸 NaOH Na 2 CO 3 加入适量的氢氧化钙溶液 , 过滤 （续表） 物质 杂质 除杂方法 NaNO 3 NaCl 加入适量的硝酸银溶液 , 过滤 NaNO 3 AgNO 3 加入适量的氯化钠溶液 , 过滤 KNO 3 NaCl 冷却热饱和溶液或降温结晶 CuSO 4 H 2 SO 4 加入 适量的氧化铜或氢氧化铜粉末 FeSO 4 CuSO 4 加入足量的铁粉 , 过滤 CaCl 2 HCl 加入足量的碳酸钙粉末 , 过滤 HCl H 2 SO 4 加入适量的氯化钡溶液 , 过滤 KNO 3 K 2 SO 4 加入适量的硝酸钡溶液 , 过滤 ③ 酸碱盐溶液除杂技巧 a. 被提纯物与杂质阳离子相同 ( 如 NaCl 溶液中含杂质 NaOH), 选取与杂质中的阴离子 (OH - ) 不共存的阳离子 (H + ), 再与被提纯物中的阴离子 (Cl - ) 组合成除杂试剂 (HCl, 发生反应 :NaOH+HCl NaCl+H 2 O) 。 b. 被提纯物与杂质阴离子相同 ( 如 NaCl 溶液中含杂质 BaCl 2 ), 选取与杂质中的阳离子 (Ba 2+ ) 不共存的阴离子 (SO 4 2- ), 再与被提纯物中的阳离子 (Na + ) 组合成除杂试剂 (Na 2 SO 4 , 发生反应 :BaCl 2 +Na 2 SO 4 BaSO 4 ↓ +2NaCl) 。 c. 被提纯物与杂质的阴、阳离子都不相同 ( 如 NaNO 3 中含杂质 CuSO 4 ), 分别选取与杂质中的阴离子 (SO 4 2- ) 、阳离子 (Cu 2+ ) 不共存的阳离子 (Ba 2+ ) 、阴离子 (OH - ) 组合成除杂试剂 [Ba(OH) 2 , 发生反应 :CuSO 4 +Ba(OH) 2 BaSO 4 ↓ + Cu(OH) 2 ↓ ] 。 考向一　物质的检验与鉴别 1. [2019 · 临沂 ] 鉴别物质是学习化学常用的方法之一。下列实验设计不能达到实验目的的是 ( 　　 ) 选项 实验目的 实验设计 A 鉴别 空气、氧气、二氧化碳 燃 着的木条分别伸入集气瓶 B 区分 氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液 分别 滴加无色酚酞溶液 C 鉴别稀盐酸和稀硫酸 分别滴加 BaCl 2 溶液 D 鉴别 稀盐酸和澄清石灰水 分别 滴加紫色石蕊溶液 [ 答案 ] B [ 解析 ] 氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液均显碱性 , 均能使无色酚酞溶液变红 , 不能鉴别。 2. [2019 · 绥化 ] 实验室有失去标签的两瓶无色溶液 , 分别是氢氧化钡溶液和稀硫酸。为了鉴别它们设计如下鉴别方法 : 先把两瓶溶液分别贴上标签 A 、 B, 然后进行实验。 加入的试剂 实验现象 实验结论 方法 1 锌粒 A 中无明显现象 ,B 中产生气泡 A 是 　　　 溶液 , B 是 　　　　 溶液   方法 2 碳酸钠溶液 A 中 ___________________ B 中 ___________________ [ 答案 ] 产生白色沉淀　产生气泡 Ba(OH) 2 　 H 2 SO 4 ( 或硫酸 ) [ 解析 ] 锌与硫酸反应产生氢气 , 锌与氢氧化钡溶液不反应 ; 碳酸钠与硫酸反应产生二氧化碳气体 , 碳酸钠与氢氧化钡反应产生碳酸钡白色沉淀。故 A 是 Ba(OH) 2 溶液 ,B 是 H 2 SO 4 溶液。经分析可知溶液 C 中一定含有 NaOH, 可能含有 Na 2 CO 3 或 Ba(OH) 2 中的一种 ; 溶液 D 中一定含有 Na 2 SO 4 , 可能含有 Na 2 CO 3 或 H 2 SO 4 中的一种。 化学小组同学对方法 2 进一步探究 , 设计了如下实验方案。 图 17-1 溶液 C 和溶液 D 混合 , 可能有以下三种情况 :  (1) 若有气泡产生 , 写出反应的化学方程式 :   　 。   (2) 若有沉淀产生 , 通过现象可推出溶液 C 中的溶质是 　　　　　　　　 。 (3) 若无明显现象 , 混合物 E 中所含溶质种类最多时 , 写出所有溶质的化学式 　 。    [ 答案 ] (1)H 2 SO 4 +Na 2 CO 3 Na 2 SO 4 +H 2 O+CO 2 ↑ (2)NaOH 、 Ba(OH) 2 (3)NaOH 、 Na 2 SO 4 、 Na 2 CO 3 [ 解析 ] 溶液 C 和溶液 D 混合 , 可能有以下三种情况 :(1) 若有气泡产生 , 反应的化学方程式为 H 2 SO 4 +Na 2 CO 3 Na 2 SO 4 +CO 2 ↑ +H 2 O; (2) 若有沉淀产生 , 通过现象可推出溶液 C 中的溶质是氢氧化钠和氢氧化钡 ; (3) 若无明显现象 , 混合物 E 中所含溶质种类最多时 ,E 中溶质为 NaOH 、 Na 2 SO 4 、 Na 2 CO 3 。 3. [2019 · 包头 ] 有一包固体物质 , 可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钙、氯化钾、氯化铁和氢氧化钠中的一种或几种。为探究其组成 , 进行如图 17-2 所示实验。 (1) 取少量固体按图甲实验。根据步骤 ① 可知固体中一定不含有 ___________ 。   图 17-2 [ 答案 ] (1)FeCl 3 ( 或氯化铁 ) [ 解析 ] (1) 氯化铁溶液呈黄色 , 固体加水溶解后得到无色溶液 A, 故根据步骤 ① 可知固体中一定不含氯化铁。 3. [2019 · 包头 ] 有一包固体物质 , 可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钙、氯化钾、氯化铁和氢氧化钠中的一种或几种。为探究其组成 , 进行如图 17-2 所示实验。   (2) 取白色沉淀 B 于烧杯中并逐渐加入稀硝酸 , 烧杯中的沉淀质量随滴加稀硝酸 质量的变化如图乙所示。则可确定原固体中一定含有 　　　　　　　　 。   图 17-2 [ 答案 ] (2)Na 2 SO 4 、 Na 2 CO 3 ( 或硫酸钠、碳酸钠 ) [ 解析 ] (2) 碳酸钠和硝酸钡反应生成碳酸钡白色沉淀和硝酸钠 , 硫酸钠和硝酸钡反应生成硫酸钡白色沉淀和硝酸钠 , 碳酸钡能溶于稀硝酸 , 硫酸钡不溶于稀硝酸。步骤 ② 中加入一定量硝酸钡溶液后得到白色沉淀 B, 在白色沉淀 B 中加入稀硝酸 , 有部分沉淀溶解 , 可知白色沉淀 B 由碳酸钡和硫酸钡组成 , 故可确定原固体中一定含有硫酸钠和碳酸钠。碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠 , 不能共存 , 故原固体中一定不含氯化钙。 3. [2019 · 包头 ] 有一包固体物质 , 可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钙、氯化钾、氯化铁和氢氧化钠中的一种或几种。为探究其组成 , 进行如图 17-2 所示实验。 (3) 取无色溶液 C 向其中通入二氧化碳气体 , 产生白色沉淀。无色溶液 C 中一定含 有的离子是 　　　 　 ( 填离子符号 ) 。   图 17-2 [ 答案 ] (3)Na + 、 Ba 2+ 、 OH - 、 NO 3 - [ 解析 ] (3) 根据上述分析可知 , 无色溶液 C 中一定含有硝酸钠 ; 氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水 , 碳酸钠和硝酸钡反应生成碳酸钡白色沉淀和硝酸钠 , 向无色溶液 C 中通入二氧化碳气体产生白色沉淀 , 可确定原固体中一定含氢氧化钠 , 步骤 ② 中硝酸钡过量 , 则无色溶液 C 中一定含有氢氧化钠和硝酸钡。故无色溶液 C 中一定含有的离子是 Na + 、 Ba 2+ 、 OH - 、 NO 3 - 。 3. [2019 · 包头 ] 有一包固体物质 , 可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钙、氯化钾、氯化铁和氢氧化钠中的一种或几种。为探究其组成 , 进行如图 17-2 所示实验。   (4) 为进一步确定原固体中可能含有的物质是否存在 , 应采用的操作步骤 是   　 , 通过观察现象即可确定。 图 17-2 [ 答案 ] (4) 取 C 溶液少许于试管中 , 先滴加足量的稀硝酸 , 然后再滴加硝酸银溶液 ( 答案合理即可 ) [ 解析 ] (4) 由上述分析可知 , 原固体中可能存在的物质是氯化钾 , 可取 C 溶液少许于试管中 , 先滴加足量的稀硝酸 , 然后再滴加硝酸银溶液 , 若有白色沉淀生成 , 则原固体中含有氯化钾 , 反之 , 则不含氯化钾。 考向二　物质的分离 4. 要将 KCl 、 FeCl 3 和 BaSO 4 的固体混合物逐一分离开来 , 应选用的一组试剂是 ( 　　 ) A. 水、 AgNO 3 溶液、稀硝酸 B. 水、 NaOH 溶液 C. 水、 KOH 溶液 D. 水、 KOH 溶液、稀盐酸 [ 答案 ] D [ 解析 ] BaSO 4 难溶于水 ,KCl 、 FeCl 3 易溶于水 , 可加水溶解 , 再进行过滤 , 分离出固体 BaSO 4 ; 然后滴加适量的氢氧化钾溶液 , 氯化铁能与氢氧化钾溶液反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钾 , 再进行过滤 , 分离出氯化钾溶液和氢氧化铁沉淀 , 对氯化钾溶液蒸发结晶 , 得到 KCl 固体 ; 最后向氢氧化铁沉淀中滴加稀盐酸 , 对得到的氯化铁溶液蒸发结晶 , 得到 FeCl 3 固体。 5. [2018 · 天门 ] 图 17-3 是小勇设计的分离 KCl 和 MnO 2 固体混合物的流程图。图中的数字序号所对应的操作步骤错误的是 ( 　　 ) A.① — 加水溶解 B.② — 结晶 C.③ — 蒸发 D.④ — 洗涤 [ 答案 ] B [ 解析 ] 氯化钾易溶于水 , 二氧化锰不溶于水 , 分离氯化钾和二氧化锰混合物的方法是 :① 加水溶解 ;② 过滤 ;③ 将氯化钾溶液蒸发结晶 ;④ 将滤渣二氧化锰洗涤、干燥。由此可知 , 流程图中的步骤②的操作是过滤而不是结晶。 图 17-3 6. [2019 · 广州 ] 除去下列物质中混有的少量杂质 ( 括号内为杂质 ), 所用方法正确的是 ( ) A.Zn 粉 (Fe): 用 ZnCl 2 溶液浸泡 , 过滤 B. 炭粉 (MnO 2 ): 滴入 H 2 O 2 溶液 , 过滤 C.NaCl 溶液 (Na 2 SO 4 ): 加入适量 MgCl 2 溶液 , 过滤 D.CO 2 (H 2 O): 通过盛有浓硫酸的洗气瓶 [ 答案 ] D [ 解析 ] 铁和 ZnCl 2 溶液不反应 , 过滤不能除去铁 ; 滴入 H 2 O 2 溶液 , 过氧化氢分解 , 二氧化锰不变 , 过滤不能除去二氧化锰 ;MgCl 2 和硫酸钠不反应 , 加入适量 MgCl 2 溶液过滤不能除去硫酸钠 ; 浓硫酸具有吸水性 , 通过盛有浓硫酸的洗气瓶 , 可以除去水分。 7. [2019· 哈尔滨 ] 除去下列物质中的少量杂质 , 所用试剂和操作方法都正确的是 ( 　　 ) 选项 物质 少量杂质 所用试剂和操作方法 A CO 2 CO 通入足量的 O 2 , 点燃 B K 2 MnO 4 KMnO 4 加热 C NaCl 泥沙 加入 足量的水溶解 , 过滤 D KCl 溶液 K 2 SO 4 加入 适量的氯化钡溶液 , 过滤 [ 答案 ] D [ 解析 ] 除去二氧化碳中的一氧化碳不能够通氧气点燃 , 会引入新的气体杂质氧气 ; 高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气 , 能除去杂质但引入了新的杂质二氧化锰 , 不符合除杂原则 ; 氯化钠易溶于水 , 泥沙难溶于水 , 可采取加水溶解、过滤、蒸发的方法进行分离除杂 ;K 2 SO 4 能与适量的氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化钾 , 再过滤 , 能除去杂质且没有引入新的杂质。 8. [2019 · 衢州 ] 某 KCl 固体样品中含有少量 CaCl 2 杂质。实验室提纯氯化钾的流程如下 ( 氯化钾溶解度受温度影响较小 ) 。 (1) 沉淀 a 是 　　　　 。   图 17-4 [ 答案 ] (1) 碳酸钙 ( 或 CaCO 3 ) [ 解析 ] (1) 将过量的 K 2 CO 3 溶液加入到含有 CaCl 2 的 KCl 溶液中 , CaCl 2 与 K 2 CO 3 反应生成碳酸钙沉淀和氯化钾 , 沉淀 a 是碳酸钙。 8. [2019 · 衢州 ] 某 KCl 固体样品中含有少量 CaCl 2 杂质。实验室提纯氯化钾的流程如下 ( 氯化钾溶解度受温度影响较小 ) 。   (2) 操作 Ⅰ 是 　　　　 ( 填序号 ) 。 ① 冷却热饱和溶液　 ② 蒸发结晶 图 17-4 [ 答案 ] (2)② [ 解析 ] (2) 氯化钾的溶解度受温度影响较小 , 且溶液 C 中含有杂质 HCl,HCl 受热易挥发 , 故采用蒸发结晶的方法从溶液 C 中结晶出 KCl 固体。 (3) 若 KCl 固体样品中还含有少量杂质 K 2 SO 4 , 小科认为提纯该样品只要在上述方案基础上增加一步实验 : 在“加入过量 K 2 CO 3 溶液”与“过滤”操作之间 , 加过量的硝酸钡溶液。小江认为这种方案不合理 , 会导致所得 KCl 固体中含有新的杂质 , 新杂质是 　　　　　　　 。   图 17-4 [ 答案 ] (3) 硝酸钾和硝酸钡 [ 解析 ] (3) 加入的硝酸钡溶液与 K 2 SO 4 、 K 2 CO 3 均能反应生成沉淀和硝酸钾 , 由于硝酸钡过量 , 故杂质还含有硝酸钡。