高中化学物质检验实验方案的设计试题

(16分)对于甲、乙、丙、丁、戊五种溶液有如下信息：
①分别NH₄⁺、Na⁺、Al³⁺、Ba²⁺、Ag⁺和NO₃^－、Cl^－、SO₄^2-、Br^－、CO₃^2－离子中的各一种组成(不重复)。
②其中甲、丙、戊三种溶液呈酸性，乙溶液呈碱性。
③甲、乙反应生成白色沉淀和气体，丁可分别与甲、乙、丙反应生成白色沉淀。
请回答下列问题：
⑴用化学式表示出各物质：乙           、丁             。
⑵请用离子方程式表示戊溶液呈酸性的原因：                                。
⑶请用离子方程式表示甲与乙的反应：                                      。
⑷检验甲溶液中甲的阴离子的方法是先加               试剂，再加         试剂，观察到
                现象，证明该阴离子存在。
⑸若丙、丁形成的白色沉淀的溶度积常数K_sp=1.8×10^－20，则将1 L 1mol/L的丙溶液与1 L 1 mol/L的丁溶液混合充分反应后，不考虑溶液混合时的微小体积变化，形成沉淀的阳离子的浓度约为       mol/L。

某溶液仅含Fe²⁺、Na⁺、Al³⁺、Ba²⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-中的4种离子，所含离子的物质的量均为1mol。若向该溶液中加入少量的稀硫酸，有气泡产生，且溶液中阴离子种类不变（不考虑水的电离和离子的水解）。下列说法不正确的是

A．若向该溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后，过滤、洗涤、灼烧，最终所得固体的质量为72g

B．若向该溶液中加入过量的稀硫酸，溶液中阴离子种类仍不变

C．若向该溶液中加人过量的稀硫酸和KSCN溶液，溶液显血红色

D．该溶液中一定不含Al^3+、Ba^2+、Cl^-

由几种离子化合物组成的混合物，含有以下离子中的若干种：K^＋、Cl^－、NH₄⁺、Mg^2＋、Ba^2＋、CO₃^2—、SO₄^2—。将该混合物溶于水后得澄清溶液，现取三份100 mL该溶液分别进行如下实验：

实验序号	实验内容	实验结果
1	加AgNO3溶液	有白色沉淀生成
2	加足量NaOH溶液并加热	收集到气体1.12 L(已折算成标准状况下的体积)
3	加足量BaCl2溶液，对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量；再向沉淀中加足量稀盐酸，然后干燥、称量	第一次称量读数为6.27 g，第二次称量读数为2.33 g。

试回答下列问题：
(1)根据实验1对Cl^－是否存在的判断是________(填“一定存在”“一定不存在”或“不能确定”)；根据实验1～3判断原混合物中一定不存在的离子是_____         ___。
(2)试确定溶液中一定存在的阴离子及其物质的量浓度(可不填满)：

阴离子符号	物质的量浓度(mol·L^－^1)

(3)试确定K^＋是否存在？________，判断的理由是_____________________________________________            __。

某无色溶液中可能含有①、②、③、④、⑤、⑥
离子中的若干种，依次进行下列实验，且每步所加试剂均过量，观察到的现象如下。

步骤	操作	现象
（1）	用pH试纸检验	溶液的pH大于7
（2）	向溶液中加氯水，再加入振荡，静置	层呈橙色
（3）	向所得水溶液中加入溶液和稀	有白色沉淀产生
（4）	过滤，向滤液中加入溶液和稀	有白色沉淀产生

下列结论正确的是(   )
A．肯定含有的离子是①④⑤           B．肯定没有的离子是②⑥
C．不能确定的离子是①               D．不能确定的离子是③⑤  

(16分)现有A、B、C、D、E可溶于水的五种化合物，其组成的离子如下表，且每种离子只有一次。

阳离子	Ag^＋　Na^＋　Fe^3^＋　Al^3^＋　Ba^2^＋
阴离子	OH^－　Cl^－　SO3^2—　NO　SO4^2—

某同学将它们分别配成0.1 mol·L^－1的溶液，进行操作，发现如下实验现象：
①C溶液显黄色，其它溶液均为无色溶液。
②已知向B、C、D、E溶液分别加入A溶液均产生白色沉淀；
③B溶液与适量E溶液反应生成白色沉淀，加入过量E溶液，白色沉淀量减少，但不完全消失。
(1)据此推断它们的化学式：
A__________；B__________；C________；D________；E________。　
(2)B溶液加入少量E溶液的离子方程式____________________________________。
(3)向C溶液滴加少量的D溶液的离子方程式_________________________________。

(14分)某研究性学习小组通过实验来探究乙二酸(又名草酸)受热分解的产物(水除外)，他们设计的实验装置如下图所示：

查阅资料可知：乙二酸晶体(H₂C₂O₄·2H₂O)熔点100．1 ℃，草酸钙是难溶于水的白色固体；Cu₂O能溶于稀硫酸，立即发生歧化反应生成Cu²⁺和Cu。
（1）实验过程中观察到C、E装置中的溶液均变浑浊，且D装置中黑色粉末变为红色，写出A中发生反应的化学方程式：                                         ；
（2）装置B的作用是           ；指出上述装置中的不足之处：                      。
（3）实验结束后向装置B的试管中加入少量酸性高锰酸钾溶液，可以观察到的实验现象是溶液由褪色，反应的离子方程式为                                 。
（4）有人认为D装置中得到的红色固体可能是Cu，也可能是Cu和Cu₂O的混合物。实验小组进一步探究：
①取少量红色固体加入到盛稀硫酸的试管中，充分振荡，溶液变为蓝色，试管底部仍有红色固体，由此可以得出的结论是                。
②取该红色固体与足量的稀硝酸反应，写出反应的化学方程式                     。

(14分）在浓CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得纳米级碳酸钙（粒子直径在1~100nm之间）。下图所示A~E为实验室常见的仪器装置（部分固定夹持装置略去），请根据要求回答问题。

（1）实验室制取、收集干燥的NH₃，需选用上述仪器装置的接口连接顺序是（选 填字母）：a接      ，      接      ，        接h ；用A装置制取NH₃的化学反应方程式为                                               。
（2）用图所示装置也可以制取NH₃，则圆底烧瓶中的固体可以选用            （选填字母编号）；

A．碱石灰

B．生石灰

C．无水氯化钙

D．无水硫酸铜

E．烧碱
（3）向浓CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂气体制纳米级碳酸钙时，应先通入的气体是       ，试写出制纳米级碳酸钙的化学方程式                                  ；
（4）试设计简单的实验方案，判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级              。

(16分）有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH₄⁺、K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Ba²⁺、Cl^－、I^－、NO₃^－、CO₃^2－、SO₄^2－中的几种。取该溶液进行以下实验：
(1)用pH试纸检验该溶液呈强酸性，排除             离子的不存在。
(2)取出部分溶液，加入少量CCl₄及数滴新制氯水，经振荡后CCl₄层呈紫红色，可以排除
         离子不存在。
(3)另取部分溶液，向其中逐滴加入NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，均无沉淀产成，则可排除               离子不存在。取部分碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明     离子存在
(4)另取部分上述碱性溶液，向其中加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成，可以排除     离子不存在。
(5)根据以上实验事实确定：该溶液中肯定存在的离子是                   ；还不能肯定是否存在的离子是                      ，写出第(3)步操作的离子反应方程式为                                              。  

下列各组稀溶液中，利用组内物质的相互反应，就能将各种物质鉴别的是

A．NaOH、CuSO4、HCl、KNO3	B．HCl、KOH、NaCl、Na2SO4
C．Ca(OH)2、Na2CO3、NaCl、HCl	D．NaNO3、MgCl2、KCl、Ba(OH)2

(16分)现有A、B、C、D、E可溶于水的五种化合物，其组成的离子如下表，且每种离子只有一次。

阳离子	Ag^＋　Na^＋　Fe^3^＋　Al^3^＋　Ba^2^＋
阴离子	OH^－　Cl^－　SO3^2—　NO　SO4^2—

某同学将它们分别配成0.1 mol·L^－1的溶液，进行操作，发现如下实验现象：
①C溶液显黄色，其它溶液均为无色溶液。
②已知向B、C、D、E溶液分别加入A溶液均产生白色沉淀；
③B溶液与适量E溶液反应生成白色沉淀，加入过量E溶液，白色沉淀量减少，但不完全消失。
(1)据此推断它们的化学式：
A__________；B__________；C________；D________；E________。　
(2)B溶液加入少量E溶液的离子方程式____________________________________。
(3)向C溶液滴加少量的D溶液的离子方程式_________________________________。

气体X可能由NH₃、Cl₂、HBr、CO₂中的一种或几种组成，已知X通入AgNO₃溶液时产生浅黄色沉淀，该沉淀不溶于稀HNO₃溶液，若将X通入澄清石灰水中，却不见沉淀产生，则有关气体X的成分的下列说法正确的是(　　)

A．一定含有HBr，可能含有CO2、Cl2	B．一定不含CO2
C．一定不含NH3、Cl2	D．可能含有Cl2、CO2

A、B、C、D、E五种可溶性化合物，分别由阳离子Fe³⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Na⁺、Ag⁺和阴离子NO₃^－、OH^－、SO₄^2－、Cl^－、CO₃^2－中的各一种组成（离子不重复）。现做如下实验：
①A和E的溶液显碱性，0.1mol·L^－1A溶液的pH小于13；
②在B的溶液中逐滴加入氨水有白色沉淀生成，继续加氨水至过量，沉淀消失；
③在C的溶液中加入铁粉，溶液的质量增加；
④在D的溶液中加入过量的Ba(OH)₂溶液，没有沉淀。
请回答下列问题：
（1）根据以上事实推断A—E的化学式：
A      ；B      ；C      ；D      ；E      。
（2）请用离子方程式表示A溶液显碱性的原因                           。
（3）写出③、④的离子方程式：③              ；④              。

某溶液仅含Fe²⁺、Na⁺、Al³⁺、Ba²⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-中的4种离子，所含离子的物质的量均为1mol。若向该溶液中加入过量的稀硫酸，有气泡产生，且溶液中阴离子种类不变（不考虑水的电离和离子的水解）。下列说法正确的是（   ）

A．若向该溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后，过滤、洗涤、灼烧，最终所得固体的质量为72g

B．若向该溶液中加入过量的稀硫酸，产生的气体遇空气能变成红棕色

C．若向该溶液中加入过量的稀硫酸和KSCN溶液，溶液不显血红色

D．该溶液中所含的离子是：Fe^2+、Ba^2+、SO4^2-、NO3^-

有一瓶无色溶液，其中可能含有NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、I^-、Cl^-、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-，取该溶液进行以下实验：
（1）该溶液可使pH值试纸呈现红色；
（2）取溶液少量加新制氯水及CCl₄振荡，可见CCl₄层呈现紫色；
（3）取溶液少量加氯化钡溶液，有白色沉淀生成，加入HNO₃后沉淀不溶解；
（4）取实验（3）之上层清液，加入硝酸银溶液有白色沉淀生成，加入HNO₃后沉淀不溶解；
（5）取原溶液少量加入NaOH溶液呈碱性，在此过程中有白色沉淀生成，而后又逐渐消失，将此溶液加热，有无色气体放出，该气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。
（1）根据上述实验事实，溶液中肯定存在的离子有____________________
（2）肯定不存在的离子有__________________             _，
（3）不能确定是否存在的离子有___________          。

氯化银、氢氧化银都能和氨水反应生成Ag(NH₃)₂⁺，Ag(NH₃)₂⁺能和H⁺反应：
Ag(NH₃)₂⁺ + 2H⁺=Ag⁺ +2NH₄⁺，今有一白色固体可能是由Al₂(SO₄)₃、AgNO₃、BaCl₂、NH₄Cl、KOH、Na₂S中的两种或三种组成，为了确定该白色固体的成分，进行以下实验：
(1)取白色固体少许，加入适量蒸馏水，充分振荡得无色溶液；
(2)取(1)得到的溶液少许，滴加适量的硝酸，有白色沉淀生成。
由此白色固体必须含有的物质可能有两种组合：
第一种是NH₄Cl、_______________________。第二种是_______________________。
在第一种情况下加入足量的稀硝酸时仍有白色沉淀，该白色沉淀是____________。
在第二种情况下加入稀硝酸时也产生白色沉淀，其离子方程式为_______________。