高二化学知能训练（鲁科版选修6）：主题3 课题1 物质组分的检验

1．物质的鉴别有多种方法。下列能达到鉴别目的的是(　　)
①用水鉴别苯、乙醇、溴苯
②用相互滴加的方法鉴别Ca(OH)2和NaHCO3溶液
③点燃鉴别甲烷和乙炔
A．①②　　　　　　　　 B．①③
C．②③ D．①②③
解析：选B。苯、溴苯不溶于水，当二者分别与水混合时，苯在上层，溴苯在下层，乙醇和水互溶，①能达到鉴别目的。Ca(OH)2和NaHCO3相互滴加的反应方程式虽然不同，但现象都是生成白色沉淀，所以②达不到鉴别目的。甲烷燃烧产生淡蓝色火焰，乙炔燃烧产生明亮的火焰，并且伴有浓烟，③能达到鉴别目的。
2．(2011年湖北黄冈调研)化学实验中常将溶液或试剂进行酸化，下列酸化处理措施中正确的是(　　)
A．定性检验C2H5Cl时，将C2H5Cl和NaOH溶液混合加热后，加硫酸酸化
B．为提高高锰酸钾的氧化能力，用盐酸将高锰酸钾酸化
C．检验溶液中是否含有Fe2＋时，用HNO3酸化
D．检验溶液中是否含有SO，在无其他阳离子干扰的条件下，所加的BaCl2溶液用盐酸酸化
解析：选D。A中定性检验C2H5Cl主要是检验Cl－，用硫酸酸化时，所加入的硫酸根离子对Cl－的检验(检验Cl－用硝酸酸化的AgNO3溶液)有干扰；B中高锰酸钾能将盐酸氧化；C中硝酸能将Fe2＋氧化。
3．(2010年高考上海卷)下列离子组一定能大量共存的是(　　)
A．甲基橙呈黄色的溶液中：I－、Cl－、NO、Na＋
B．石蕊呈蓝色的溶液中：Na＋、AlO、NO、HCO
C．含大量Al3＋的溶液中：K＋、NO、Na＋、ClO－
D．含大量OH－的溶液中：CO、Cl－、F－、K＋
解析：选D。甲基橙在pH＞4.4的溶液中呈黄色，故呈黄色的溶液可能显酸性，“I－＋NO＋H＋”不共存，故A错；石蕊呈蓝色的溶液显碱性，“OH－＋HCO”不共存，故B错；Al3＋水解显酸性，ClO－水解显碱性，两者水解反应相互促进，故C错。
4．下列有关物质检验的实验结论正确的是(　　)
选项 实验操作及现象 实验结论
A 向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成 该溶液中一定含有SO
B 向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不显红色。再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为红色 该溶液中一定含有Fe2＋
C 将某气体通入品红溶液中，品红溶液退色 该气体一定是SO2
D 将少量某物质的溶液滴加到新制的银氨溶液中，水浴加热后有银镜生成 该物质一定属于醛类
解析：选B。本题考查物质检验相关知识，要注意思维严密性。A项不能排除Ag＋干扰。B项正确，Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋遇KSCN溶液变红。检验SO2通常用品红溶液，但使品红溶液退色的不一定是SO2，某些强氧化性的气体如O3也能使之退色，C错。发生银镜反应的一定有—CHO，但不一定是醛类，如HCOOH或HCOOCH3、葡萄糖中都有—CHO，D错。
5．有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、NO、SO、Cl－、I－、HCO，取该溶液进行下列实验。
实验步骤 实验现象
①取少量该溶液，加几滴甲基橙 溶液变红色
②取少量该溶液加热浓缩，加铜片和浓硫酸加热 有无色气体产生，气体遇空气可以变成红棕色
③取少量该溶液，加BaCl2溶液 有白色沉淀生成
④取③中上层清液，加AgNO3溶液 有白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸
⑤取少量该溶液，加NaOH溶液 有白色沉淀生成，当NaOH过量时沉淀部分溶解
由此判断：
(1)溶液中肯定存在的离子是________________，溶液中肯定不存在的离子是________________。
(2)为进一步确定其他离子，应该补充的实验及对应欲检验离子的名称(说明使用试剂的名称，不必写详细操作步骤)是____________________________。
解析：由①知溶液显酸性，则不存在HCO；由②知有NO生成，原溶液中含NO，则一定不含Fe2＋、I－(具有还原性)；由③知有SO存在，则原溶液不含Ba2＋；由④不能确定是否含Cl－(因③引入Cl－)；由⑤知含Mg2＋、Al3＋。
答案：(1)Mg2＋、Al3＋、NO、SO　Fe2＋、Ba2＋、I－、HCO
(2)用焰色反应确定是否含K＋；用原溶液、Ba(NO3)2溶液、稀硝酸和AgNO3溶液确定是否含Cl－
1．下列叙述正确的是(　　)
A．通常情况下，乙烯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯都易发生取代反应
B．蛋白质胶体中加入饱和CuSO4溶液，分散系变浑浊的过程是盐析
C．碘水和新制的Cu(OH)2悬浊液都可以用于鉴别葡萄糖溶液和淀粉胶体
D．将绕成螺旋状的铜丝插入酒精中，加热酒精可实现乙醇的催化氧化
解析：选C。乙烯和乙酸乙酯不易发生取代反应，加入饱和CuSO4溶液使蛋白质发生变性，A、B项错。碘水遇淀粉变蓝，新制的Cu(OH)2悬浊液与葡萄糖作用生成绛蓝色物质，加热至沸腾又产生砖红色沉淀，故C项正确。要实现乙醇的催化氧化，应将灼热的铜丝插入酒精中(反复几次)，加热酒精只会使其挥发而不被氧化。
2．在下列条件下，一定能大量共存的离子组是(　　)
A．无色透明的水溶液中，K＋、Mg2＋、I－、MnO
B．pH＝1的NaNO3的水溶液中，NH、Fe2＋、SO、Cl－
C．c(HCO)＝0.1 mol·L－1的溶液中，Na＋、K＋、CO、Br－
D．由水电离产生的c(OH－)＝1×10－14mol·L－1的溶液中，H＋、Al3＋、Cl－、NO
解析：选C。A项中，若是无色透明的溶液，则不可能含有MnO；B项中，pH＝1时呈酸性，能发生下列氧化还原反应，3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O而不能大量共存；D项中，由水电离产生的c(OH－)＝1×10－14mol·L－1，则pH＝0或pH＝14，即溶液呈酸性或碱性，而Al3＋在碱性溶液中不能大量存在，即Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓或Al3＋＋4OH－===Al(OH)，则D也不能大量共存；C项中HCO、Na＋、K＋、CO、Br－离子之间不发生反应，故一定能够大量共存。
3．鉴别苯酚、硫氰化钾、乙酸、氢氧化钠四种溶液，可用的一种试剂是(　　)
A．盐酸 B．食盐
C．新制的氢氧化铜 D．氯化铁
解析：选D。苯酚遇到氯化铁溶液呈紫色，KSCN溶液中加入FeCl3溶液变血红色，NaOH与FeCl3反应会有红褐色沉淀产生，乙酸中加入FeCl3溶液呈棕黄色。故可以鉴别。
4．在下列物质的水溶液中分别加入澄清的石灰水后，原溶液中的阴离子和阳离子都减少的是(　　)
A．CuSO4 B．Ba(NO3)2
C．Na2CO3 D．FeCl2
解析：选A。石灰水中的Ca2＋能与选项中的SO和CO生成微溶于水的CaSO4和难溶于水的CaCO3；石灰水中的OH－能与选项中的Cu2＋和Fe2＋生成难溶于水的Cu(OH)2和Fe(OH)2，因此，符合阴离子和阳离子都减少要求的只有A选项。
5．(2011年广东惠州高二教学质量检测)某溶液中可能含有I－、NH、Cu2＋、SO，向该溶液中加入少量溴水，溶液仍呈无色，则下列关于溶液组成的判断正确的是(　　)
①肯定不含I－　②肯定不含Cu2＋　③肯定含有SO
④可能含有I－
A．①③ B．①②③
C．③④ D．②③④
解析：选D。本题考查离子反应。溴水中的成分不与Cu2＋反应，而溶液仍呈无色，则原溶液中没有Cu2＋；因为SO的还原性强于I－，则少量的溴单质优先与SO反应，Br2＋SO＋H2O===SO＋2Br－＋2H＋，产物为无色，如果没有SO，则溴单质与I－反应，Br2＋2I－===I2＋2Br－，I2有颜色，所以原溶液中一定有SO，因为溴水少量，则可能有I－，D选项正确。
6．下列各组溶液，不用其他试剂就可以将它们区别开的是(　　)
A．HCl、K2CO3、KOH、K2SO4
B．NaNO3、HCl、NH4Cl、KOH
C．BaCl2、CaCl2、Na2SO4、KNO3
D．K2CO3、KOH、MgSO4、KHSO4
解析：选D。这是一道很典型的不用任何化学试剂进行物质鉴别的一道试题，对于各组溶液，分别采用两两混合，依据特色现象鉴别。在A组中，只有HCl与K2CO3相遇产生气体；在B组中几乎无现象；在C组中BaCl2、CaCl2与Na2SO4均出现白色沉淀，除此以外，再无其他现象；在D组中MgSO4遇KOH、K2CO3均有白色沉淀，则MgSO4、KHSO4可以鉴别，再用KHSO4与两个待检测液反应，有气体生成的为K2CO3，剩余的则是KOH。
7．某同学拟用厨房用品进行如下化学实验，你认为他能实现的是(双选)(　　)
A．验证鸡蛋壳中含有碳酸盐
B．用白酒和食醋制取少量乙酸乙酯
C．利用化学方法除去菜刀上的铁锈及水壶中的水垢
D．证明加碘食盐中存在IO
解析：选AC。将蛋壳放入食醋中，蛋壳表面产生大量气泡，收集后可发现它不支持燃烧，从而证明蛋壳中含有碳酸盐；制取乙酸乙酯通常要用(无水)乙醇和冰醋酸，且需要用浓硫酸做催化剂，故在题意条件下不能实现；食醋中含有乙酸，乙酸具有酸性，能溶解铁锈(主要成分是Fe2O3)，也能与水垢的主要成分[CaCO3、Mg(OH)2]反应生成可溶性物质，从而除去水垢；要证明食盐中存在IO，可取样后加入食醋，再用淀粉KI试纸检验，若试纸变蓝则证明有IO，反应原理：IO＋5I－＋6H＋(由醋酸提供)===3I2＋3H2O，可厨房用品中没有淀粉KI试纸，因而不能实现。
8．食品香精菠萝酯的生产路线(反应条件略去)如下：
下列叙述错误的是(　　)
A．步骤①产物中残留的苯酚可用FeCl3溶液检验
B．苯酚和菠萝酯均可与酸性KMnO4溶液发生反应
C．苯氧乙酸和菠萝酯均可与NaOH溶液发生反应
D．步骤②产物中残留的丙烯醇可用溴水检验
解析：选D。步骤①的产物苯氧乙酸和所加试剂氯乙酸均不与FeCl3溶液发生显色反应，故残留的苯酚可用FeCl3溶液检验；步骤②残留的丙烯醇和生成的菠萝酯均能使溴水退色，故不能用溴水检验丙烯醇，A对、D错。苯酚具有还原性、菠萝酯中含有，均能与酸性KMnO4溶液反应；苯氧乙酸与NaOH溶液发生中和反应，菠萝酯能在NaOH溶液中发生水解反应、中和反应，B、C项均正确。
9．对某酸性溶液(可能含有Br－、SO、H2SO3、NH)分别进行如下实验：
①加热时放出的气体可以使品红溶液退色；
②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝；
③加入氯水时，溶液略显黄色，再加入BaCl2溶液，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。
对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是(　　)
A．Br－ B．SO
C．H2SO3 D．NH
解析：选B。①加热时放出的气体可以使品红溶液退色，则溶液中一定含有H2SO3，因H2SO3不稳定，分解产生的SO2可使品红溶液退色。②加碱加热后，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝即有NH3产生，说明溶液中一定含有NH。③加入氯水时溶液显黄色，说明原溶液中含有Br－。再加BaCl2有白色不溶于HNO3的沉淀生成，说明此时溶液中含SO，但可能是原溶液含有的，也可能是氯水氧化H2SO3产生的，故不能确定的为SO。B项正确。
10．(2011年高考天津卷)向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作，结论正确的是(　　)
操作 现象 结论
A 滴加BaCl2溶液 生成白色沉淀 原溶液中有SO
B 滴加氯水和CCl4，振荡、静置 下层溶液显紫色　 原溶液中有I－
C 用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应 火焰呈黄色 原溶液中有Na＋，无K＋
D 滴加稀NaOH溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无NH
解析：选B。本题主要考查常见离子的鉴别，意在考查考生的实验能力。A项加入BaCl2溶液得到白色沉淀，原溶液中可能含有SO或Ag＋；B项溶于CCl4呈紫色的为I2，即原溶液中含有I－；C项观察K＋的焰色反应需透过蓝色钴玻璃，排除Na＋的干扰；D项应加入浓NaOH溶液，且需要加热，故无法确定是否含有NH。
11．A、B、C、D是四种可溶的化合物，分别由阳离子K＋、Ba2＋、Al3＋、Fe3＋和阴离子OH－、CO、NO、SO两两组合而成。它们的溶液发生如下反应：A与B反应生成白色沉淀，再加过量A，沉淀量减少，但不会完全消失。C与D反应生成有色沉淀。B与C反应生成白色沉淀。
写出它们的化学式：
A：____________________，B：____________________，
C：____________________，D：____________________。
解析：C和D生成的有色沉淀应为Fe(OH)3，A和B生成的白色沉淀必然有Al(OH)3，由于A过量，沉淀量减少，则A必为碱，B必含有Al3＋。又A与B生成的沉淀有两种，则A为Ba(OH)2，B为Al2(SO4)3。再根据其他条件可推断出C为K2CO3，D为Fe(NO3)3。
答案：Ba(OH)2　Al2(SO4)3　K2CO3　Fe(NO3)3
12．在CH3CH2Cl中滴加AgNO3溶液，现象为__________，原因是________________________________________________________________________。
若将CH3CH2Cl跟NaOH溶液共热，然后用HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，现象为________________________________________________________________________，
反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：CH3CH2Cl不溶于水，不会电离出Cl－，而CH3CH2Cl与NaOH溶液共热，CH3CH2Cl水解生成醇和氯化钠，再加HNO3酸化的AgNO3溶液，会产生白色沉淀。
答案：溶液分层　卤代烃不溶于水、不电离　产生白色沉淀　CH3CH2Cl＋H2OCH3CH2OH＋HCl，
HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3
13．(2011年宁夏银川高二质检)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－、NH、Mg2＋、CO、Ba2＋、SO。将该混合物溶于水后得澄清溶液，现取3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溶液时，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
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：该混合物溶于水后得澄清溶液，说明Ba2＋和SO不能同时存在，加足量NaOH溶液并加热产生气体，说明存在NH，由1.12 L氨气可知，NH的物质的量为0.05 mol，在第(3)组实验中，沉淀有两种，说明存在SO和CO，则该混合物中不存在Ba2＋，同时也不存在Mg2＋。
(1)由于未知液分三组分别做实验，Cl－和SO都可以与AgNO3溶液产生白色沉淀，所以无法确定Cl－的存在；第(3)组实验第二次称量的是BaSO4固体的质量，说明原溶液中有SO，根据离子共存规律一定没有Ba2＋；根据已知的离子可知，第一次称量的固体还有BaCO3，说明原溶液中还有CO，而Mg2＋与CO不能共存，所以一定没有Mg2＋。
(2)根据第(3)组实验称得固体的质量，可求得：n(BaSO4)＝2.33÷233＝0.01 mol，n(BaCO3)＝(6.27 g－2.33 g)÷197 g·mol－1＝0.02 mol。所以n(SO)＝0.01 mol，c(SO)＝0.01 mol÷0.1 L＝0.1 mol·L－1；n(CO)＝0.02 mol，c(CO)＝0.02 mol÷0.1 L＝0.2 mol·L－1。
(3)利用第(2)组实验可求得n(NH)＝0.05 mol，c(NH)＝0.5 mol·L－1。
根据电荷守恒规律：2×c(CO)＋2×c(SO)＝0.6 mol·L－1，而1×c(NH)＝0.5 mol·L－1，所以必然还有阳离子，故一定有K＋。
答案：(1)不能确定　Ba2＋、Mg2＋
(2)
阴离子符号 物质的量浓度/mol·L－1
SO 0.1
CO 0.2
(3)存在　溶液中肯定存在的离子是NH、CO和SO。经计算，NH的物质的量为0.05 mol，CO、SO的物质的量分别为0.02 mol和0.01 mol，根据电荷守恒，得K＋一定存在
14．(2011年高考海南卷)硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]为浅绿色晶体，实验室中常以废铁屑为原料来制备，其步骤如下：
步骤1　将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，分离出液体，用水洗净铁屑。
步骤2　向处理过的铁屑中加入过量的3 mol·L－1H2SO4溶液，在60 ℃左右使其反应到不再产生气体，趁热过滤，得FeSO4溶液。
步骤3　向所得FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，经过“一系列操作”后得到硫酸亚铁铵晶体。
请回答下列问题：
(1)在步骤1的操作中，下列仪器中不必用到的有________(填仪器编号)；
①铁架台　②燃烧匙　③锥形瓶　④广口瓶　⑤研钵　⑥玻璃棒　⑦酒精灯
(2)在步骤2中所加的硫酸必须过量，其原因是
________________________________________________________________________；
(3)在步骤3中，“一系列操作”依次为________、________和过滤；
(4)本实验制得的硫酸亚铁铵晶体常含有Fe3＋杂质。检验Fe3＋常用的试剂是________________________________________________________________________，可以观察到的现象是
________________________________________________________________________。
解析：(1)步骤1用热Na2CO3溶液除去铁屑表面的油污，铁屑不溶于水，可通过过滤的方法予以分离，不必用到的仪器有②④⑤。
(2)FeSO4易水解，加入过量H2SO4可抑制FeSO4的水解。
(3)FeSO4、(NH4)2SO4均易溶于水，欲得到硫酸亚铁铵，可经过蒸发、结晶、过滤等操作。
(4)实验室常用KSCN(或NH4SCN)溶液来定性检验Fe3＋，可观察到溶液变成血红色。
答案：(1)②④⑤　(2)抑制FeSO4水解
(3)蒸发　结晶　(4)KSCN溶液　溶液变成血红色