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专题2 研究物质的基本方法
第一单元 研究物质的实验方法
课时2 物质性质和变化的探究
1.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S
B 向某溶液中加入浓NaOH溶液,加热,产生气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝 该溶液中一定含有N
C 灼烧某盐溶液,没有看到紫色火焰 说明该溶液一定没有K+
D 向某溶液中加入盐酸,能产生使澄清石灰水变浑浊的气体 该溶液中一定含C
2.除去NaNO3溶液中的少量NaCl、Ca(NO3)2杂质,所用试剂及其顺序正确的是(　　)。
A.Na2CO3、AgNO3、HNO3 　　B.AgNO3、Na2CO3、HCl
C.AgNO3、Na2CO3、HNO3 　　D.AgNO3、K2CO3、HNO3
3.下列说法中正确的是(　　)。
A.焰色反应是化学变化
B.用稀盐酸清洗做焰色反应的铂丝(镍丝或铁丝)
C.焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察
D.利用焰色反应可区分NaCl与Na2CO3固体
4．检验溶液中是否含有某种离子，下列方法正确的是(　　)
A．向某溶液中加稀盐酸，无明显现象，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，证明有SO
B．向某溶液中加AgNO3溶液，产生白色沉淀，证明有Cl－
C．向某溶液中加NaOH溶液并加热，产生使湿润蓝色石蕊试纸变红的气体，证明有NH
D．向某溶液中加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，证明有CO
5.有Na2CO3溶液、AgNO3溶液、BaCl2溶液、HCl溶液及NH4NO3溶液五瓶无标签的溶液,为鉴别它们取4支试管分别装入一种溶液,再向上述4支试管中加入少许剩下的一种溶液,下列说法中错误的是(　　)。
A.若有3支试管中出现沉淀时,则后加入的是AgNO3溶液
B.若全部没有明显现象时,则后加入的是NH4NO3溶液
C.若有1支试管中出现气体,2支试管中出现沉淀时,则后加入的是HCl溶液
D.若有2支试管中出现沉淀时,则后加入的是BaCl2溶液或Na2CO3溶液
6.下列离子检验的方法正确的是(　 　)
A．某溶液生成白色沉淀，说明原溶液中有Cl－
B．某溶液生成白色沉淀，说明原溶液中有SO
C．某溶液生成蓝色沉淀，说明原溶液中有Cu2＋
D．某溶液生成无色无味气体，说明原溶液中有CO
7.下列对进行焰色反应实验操作注意事项的说明，正确的是(　　)
①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察
②先把铂丝灼烧至无色，再蘸被检物质
③每次实验后，要用稀盐酸把铂丝洗净
④实验时最好选择本身有较微弱火焰颜色的煤气灯
⑤没有铂丝，也可用光洁无锈的铁丝代替
A．③不正确　　B．④不正确
C．⑤不正确 D．全对
8．在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀的原因是(　　)
A．铝的金属活动性比铁弱
B．铝不与氧气发生化学反应
C．铝在空气中易与氧气反应形成一层致密的氧化膜
D．铝的密度比铁的密度小
9．在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有无色无味的气体生成，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，由此判断未知液中含有(　 　)
A．Cl－、SO B．Cl－、NO
C．Cl－、CO D．Cl－、OH－
10．在有乙离子存在时，欲用丙试剂来检验溶液中是否含有甲离子，下表所加丙试剂对甲离子不能进行成功检验的是(不允许加热、过滤、萃取等操作)(　 　)
选项 甲离子 乙离子 丙试剂
A SO CO 稀盐酸、Ba(NO3)2的混合溶液
B Cl－ CO AgNO3溶液、稀硝酸
C H＋ Na＋ 酚酞试液
D Mg2＋ Na＋ NaOH溶液
11．某溶液中含有较大量的Cl－、CO、OH－三种阴离子，如果只取一次该溶液就能够分别将三种阴离子依次检验出来，下列实验操作顺序正确的是(　　)
①滴加Mg(NO3)2溶液　②过滤　③滴加AgNO3溶液　④滴加Ba(NO3)2溶液
A．①②④②③ B．④②①②③
C．①②③②④ D．④②③②①
12．五彩缤纷的焰火与元素的焰色反应有关。下列说法不正确的是(　　)
A．焰色反应一定发生化学变化
B．Na与NaCl在灼烧时火焰颜色相同
C．可以用焰色反应来区别NaCl和KCl
D．观察K2SO4的焰色应透过蓝色的钴玻璃
13．某同学想用实验证明KMnO4溶液的紫红色是MnO的颜色，而不是K＋的颜色，他设计的下列实验步骤中没有意义的是(　　)
A．将KMnO4晶体加热分解，所得固体质量减小
B．观察KCl溶液没有颜色，表明溶液中K＋无色
C．在KCl溶液中加入适量锌粉振荡，静置后，未见明显变化，表明Zn与
K＋不反应
D．在KMnO4溶液中加入适量锌粉振荡，静置后，溶液紫红色褪去，表明MnO为紫红色
14．离子检验的常用方法有3种：
检验方法 沉淀法 显色法 气体法
含义 反应中有沉淀产生 反应中有颜色变化或灼烧有特殊颜色火焰 反应中有气体产生
下列离子检验的方法不合理的是(　　)
A．NH——气体法 B．Cl－——沉淀法
C．Na＋——显色法 D．Ca2＋——气体法
15．某固体混合物中可能含有：K＋、Na＋、Cl－、CO、SO等离子，将该固体溶解所得到的溶液进行了如下实验：
下列说法正确的是(　　)
A．该混合物一定是K2CO3和NaCl
B．该混合物可能是Na2CO3和KCl
C．该混合物可能是Na2SO4和Na2CO3
D．该混合物一定是Na2CO3和NaCl
16．将一个铝制易拉罐中充满CO2，然后往罐中注入足量的NaOH溶液，立即用胶布封住罐口，一会儿就可以听到罐内“咔咔”地响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起来。
(1)易拉罐变瘪的原因是___________________________________，
反应的化学方程式是______________________________________。
(2)易拉罐又鼓起来的原因是________________________________。
17．现有A、B、C、D四种化合物，透过蓝色钴玻璃观察其焰色反应现象时发现火焰均为紫色，A、B、C和盐酸反应后，均可得到D；将固体C加热可制得A；若在A的溶液中通入一种无色无味气体，又可制得C；B与C的溶液混合可制得A。
(1)推断A是________(填化学式，下同)，B是________，C是__________，D是__________。
(2)写出B＋C→A的化学方程式：____________________________________
____________________________________________________________________。
18.某水样中可能存在H+、S、Cl-等离子,为检验水样中存在的离子,三位同学进行了如下不同的实验。
甲同学:取少量溶液先滴加石蕊溶液,再加入BaCl2溶液,充分振荡后静置,取上层清液加入AgNO3溶液。
乙同学:取少量溶液先加入足量Ba(NO3)2溶液,充分振荡后静置,取上层清液加入AgNO3溶液,再加入少量NaHCO3粉末。
(1)评价两位同学实验的合理性。甲　　　　(填“合理”或“不合理”,下同);乙　　　　。如不合理,请说明原因　 　 　 　 　 　(如合理,此空不填)。
(2)丙同学认为以下做法也能达到实验目的,但要控制试剂的用量:取少量溶液先滴加紫色石蕊溶液,再加入Ba(OH)2溶液,充分振荡后静置,取上层清液加入AgNO3溶液。请说明丙同学如何控制试剂量: 　 　 　 　 　 　 　 　 　。 1.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S
B 向某溶液中加入浓NaOH溶液,加热,产生气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝 该溶液中一定含有N
C 灼烧某盐溶液,没有看到紫色火焰 说明该溶液一定没有K+
D 向某溶液中加入盐酸,能产生使澄清石灰水变浑浊的气体 该溶液中一定含C
【答案】B
【解析】A项错,因为不能排除Ag+等离子的干扰。C项错,操作中没有透过蓝色钴玻璃来观察,实验结论不可靠。D项错,有可能含有HC等离子。
2.除去NaNO3溶液中的少量NaCl、Ca(NO3)2杂质,所用试剂及其顺序正确的是(　　)。
A.Na2CO3、AgNO3、HNO3 　　B.AgNO3、Na2CO3、HCl
C.AgNO3、Na2CO3、HNO3 　　D.AgNO3、K2CO3、HNO3
【答案】C
【解析】除杂质时,为了保证杂质被完全除去,所加入的试剂要稍微过量。若先加入过量Na2CO3溶液,再加入AgNO3溶液时会生成Ag2CO3沉淀,过量的AgNO3无法除去,从而引入新的杂质。所以要先加入AgNO3溶液除去NaCl,再加入Na2CO3溶液除去Ca(NO3)2,最后加入HNO3除去过量Na2CO3溶液。
3.下列说法中正确的是(　　)。
A.焰色反应是化学变化
B.用稀盐酸清洗做焰色反应的铂丝(镍丝或铁丝)
C.焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察
D.利用焰色反应可区分NaCl与Na2CO3固体
【答案】B
【解析】焰色反应是物理变化,不是化学变化,A项错误;盐酸可以除去其他元素杂质,且易挥发,不会残留痕迹,B项正确;K的焰色反应需透过蓝色的钴玻璃观察,避免钠的焰色对钾的焰色的干扰,钠元素的焰色就不需要透过蓝色钴玻璃观察,C项错误;焰色反应是元素的性质,NaCl与Na2CO3固体的焰色反应都为黄色,无法利用焰色反应来区分,D项错误。
4．检验溶液中是否含有某种离子，下列方法正确的是(　　)
A．向某溶液中加稀盐酸，无明显现象，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，证明有SO
B．向某溶液中加AgNO3溶液，产生白色沉淀，证明有Cl－
C．向某溶液中加NaOH溶液并加热，产生使湿润蓝色石蕊试纸变红的气体，证明有NH
D．向某溶液中加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，证明有CO
【答案】A
【解析】先加过量的稀盐酸，无明显现象，排除了CO、SO、Ag＋等干扰，并提供了一个强酸性环境，再加入BaCl2溶液，产生的沉淀为不溶于酸的硫酸钡沉淀，从而确认原溶液中有SO，A项正确；能与Ag＋反应生成白色沉淀的不仅有Cl－，还有SO、CO、SO等，所以要向产生白色沉淀的溶液中继续加入足量的稀硝酸，通过沉淀不溶解才能进一步确认原溶液中有Cl－，B项错误；氨气是碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C项错误；向某溶液中加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，可能是CO2，也可能是SO2或SO2和CO2的混合气体等，则原溶液中可能含有CO、HCO、SO或HSO等，D项错误。
5.有Na2CO3溶液、AgNO3溶液、BaCl2溶液、HCl溶液及NH4NO3溶液五瓶无标签的溶液,为鉴别它们取4支试管分别装入一种溶液,再向上述4支试管中加入少许剩下的一种溶液,下列说法中错误的是(　　)。
A.若有3支试管中出现沉淀时,则后加入的是AgNO3溶液
B.若全部没有明显现象时,则后加入的是NH4NO3溶液
C.若有1支试管中出现气体,2支试管中出现沉淀时,则后加入的是HCl溶液
D.若有2支试管中出现沉淀时,则后加入的是BaCl2溶液或Na2CO3溶液
【答案】C
6.下列离子检验的方法正确的是(　 　)
A．某溶液生成白色沉淀，说明原溶液中有Cl－
B．某溶液生成白色沉淀，说明原溶液中有SO
C．某溶液生成蓝色沉淀，说明原溶液中有Cu2＋
D．某溶液生成无色无味气体，说明原溶液中有CO
【答案】C
【解析】A项，原溶液中可能有SO、CO等，故错误；B项，原溶液中可能有CO、Ag＋等，故错误；D项，原溶液中还可能有HCO，故错误。
7.下列对进行焰色反应实验操作注意事项的说明，正确的是(　　)
①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察
②先把铂丝灼烧至无色，再蘸被检物质
③每次实验后，要用稀盐酸把铂丝洗净
④实验时最好选择本身有较微弱火焰颜色的煤气灯
⑤没有铂丝，也可用光洁无锈的铁丝代替
A．③不正确　　B．④不正确
C．⑤不正确 D．全对
【答案】D
8．在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀的原因是(　　)
A．铝的金属活动性比铁弱
B．铝不与氧气发生化学反应
C．铝在空气中易与氧气反应形成一层致密的氧化膜
D．铝的密度比铁的密度小
【答案】C
【解析】铝在空气中易与氧气反应形成一层致密的氧化膜，对内部金属起到保护作用，因此在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀。
9．在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有无色无味的气体生成，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，由此判断未知液中含有(　 　)
A．Cl－、SO B．Cl－、NO
C．Cl－、CO D．Cl－、OH－
【答案】C
【解析】能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体应是CO2，又因为加入稀HNO3后沉淀部分溶解，故原溶液中除含有CO外，还有Cl－。
10．在有乙离子存在时，欲用丙试剂来检验溶液中是否含有甲离子，下表所加丙试剂对甲离子不能进行成功检验的是(不允许加热、过滤、萃取等操作)(　 　)
选项 甲离子 乙离子 丙试剂
A SO CO 稀盐酸、Ba(NO3)2的混合溶液
B Cl－ CO AgNO3溶液、稀硝酸
C H＋ Na＋ 酚酞试液
D Mg2＋ Na＋ NaOH溶液
【答案】C
【解析】加入盐酸酸化的硝酸钡，若存在硫酸根则有白色硫酸钡沉淀生成，碳酸根不影响沉淀的生成，故A不符合题意；加入稀硝酸酸化的硝酸银，若存在氯离子则有白色氯化银沉淀生成，碳酸银溶于硝酸，对检验结果无影响，故B不符合题意；酚酞遇碱变红，无法检验氢离子，故C符合；若存在镁离子，加入氢氧化钠溶液后会生成氢氧化镁沉淀，钠离子对实验结果无影响，故D不符合题意。
11．某溶液中含有较大量的Cl－、CO、OH－三种阴离子，如果只取一次该溶液就能够分别将三种阴离子依次检验出来，下列实验操作顺序正确的是(　　)
①滴加Mg(NO3)2溶液　②过滤　③滴加AgNO3溶液　④滴加Ba(NO3)2溶液
A．①②④②③ B．④②①②③
C．①②③②④ D．④②③②①
【答案】B
【解析】首先滴加足量Ba(NO3)2溶液，如果出现白色沉淀，证明有CO，同时除去了CO；过滤后，在滤液中加入足量Mg(NO3)2溶液，如果出现白色沉淀，证明有OH－，同时除去了OH－；过滤后，滴加AgNO3溶液，如果出现白色沉淀，证明有Cl－。
12．五彩缤纷的焰火与元素的焰色反应有关。下列说法不正确的是(　　)
A．焰色反应一定发生化学变化
B．Na与NaCl在灼烧时火焰颜色相同
C．可以用焰色反应来区别NaCl和KCl
D．观察K2SO4的焰色应透过蓝色的钴玻璃
【答案】A
【解析】焰色反应是物理变化，故A错误；Na与NaCl都含有钠元素，在灼烧时火焰颜色都呈黄色，故B正确；Na、K的焰色不同，可以用焰色反应来区别 NaCl和KCl，故C正确；透过蓝色的钴玻璃可滤去黄光，避免干扰，观察K2SO4的焰色应透过蓝色的钴玻璃，故D正确。
13．某同学想用实验证明KMnO4溶液的紫红色是MnO的颜色，而不是K＋的颜色，他设计的下列实验步骤中没有意义的是(　　)
A．将KMnO4晶体加热分解，所得固体质量减小
B．观察KCl溶液没有颜色，表明溶液中K＋无色
C．在KCl溶液中加入适量锌粉振荡，静置后，未见明显变化，表明Zn与
K＋不反应
D．在KMnO4溶液中加入适量锌粉振荡，静置后，溶液紫红色褪去，表明MnO为紫红色
【答案】A
【解析】KMnO4溶液中主要存在两种离子：K＋和MnO，选项B、C表明K＋无色且不与Zn反应，再由选项D进一步说明MnO能与Zn反应，静置后，溶液紫红色褪去，表明紫红色为MnO的颜色，故B、C、D对应的实验步骤均有意义，A对应的实验步骤没有意义。故选A。
14．离子检验的常用方法有3种：
检验方法 沉淀法 显色法 气体法
含义 反应中有沉淀产生 反应中有颜色变化或灼烧有特殊颜色火焰 反应中有气体产生
下列离子检验的方法不合理的是(　　)
A．NH——气体法 B．Cl－——沉淀法
C．Na＋——显色法 D．Ca2＋——气体法
【答案】D
【解析】本题看似是一道信息题，其实所给信息仍是中学常见离子检验知识，NH的检验可用NaOH与其反应产生NH3，Cl－的检验可用硝酸酸化的硝酸银，反应产生白色沉淀AgCl，Na＋灼烧产生黄色火焰，只有Ca2＋不能反应生成气体，故D项不合理。
15．某固体混合物中可能含有：K＋、Na＋、Cl－、CO、SO等离子，将该固体溶解所得到的溶液进行了如下实验：
下列说法正确的是(　　)
A．该混合物一定是K2CO3和NaCl B．该混合物可能是Na2CO3和KCl
C．该混合物可能是Na2SO4和Na2CO3 D．该混合物一定是Na2CO3和NaCl
【答案】B
【解析】焰色反应显黄色，说明有Na＋；向溶液中加入过量Ba(NO3)2产生白色沉淀，白色沉淀在过量盐酸中完全溶解，说明有CO，无SO；在加入Ba(NO3)2后的溶液中加入AgNO3溶液和HNO3，有白色沉淀产生，说明有Cl－；K＋是否存在无法确定，故B项正确。
16．将一个铝制易拉罐中充满CO2，然后往罐中注入足量的NaOH溶液，立即用胶布封住罐口，一会儿就可以听到罐内“咔咔”地响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起来。
(1)易拉罐变瘪的原因是___________________________________，
反应的化学方程式是______________________________________。
(2)易拉罐又鼓起来的原因是________________________________。
[答案]　(1)NaOH溶液吸收CO2，罐内压强减小，外界气压将易拉罐压瘪　CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
(2)铝表面氧化膜溶解后，Al与NaOH溶液反应产生H2
【解析】　先变瘪，是因为CO2被NaOH溶液吸收；一会儿又鼓起来，是因为铝与NaOH溶液反应产生了H2。
17．现有A、B、C、D四种化合物，透过蓝色钴玻璃观察其焰色反应现象时发现火焰均为紫色，A、B、C和盐酸反应后，均可得到D；将固体C加热可制得A；若在A的溶液中通入一种无色无味气体，又可制得C；B与C的溶液混合可制得A。
(1)推断A是________(填化学式，下同)，B是________，C是__________，D是__________。
(2)写出B＋C→A的化学方程式：____________________________________
____________________________________________________________________。
[答案]　(1)K2CO3　KOH　KHCO3　KCl
(2)KHCO3＋KOH===K2CO3＋H2O
【解析】　根据焰色反应现象可知四种化合物均含有钾元素；A、B、C都和盐酸反应并生成D，推知它们可能是KOH、K2O、K2CO3、KHCO3等，D为KCl。由A、B、C之间的转化关系可推知，A为K2CO3，B为KOH，C为KHCO3。
18.某水样中可能存在H+、S、Cl-等离子,为检验水样中存在的离子,三位同学进行了如下不同的实验。
甲同学:取少量溶液先滴加石蕊溶液,再加入BaCl2溶液,充分振荡后静置,取上层清液加入AgNO3溶液。
乙同学:取少量溶液先加入足量Ba(NO3)2溶液,充分振荡后静置,取上层清液加入AgNO3溶液,再加入少量NaHCO3粉末。
(1)评价两位同学实验的合理性。甲　　　　(填“合理”或“不合理”,下同);乙　　　　。如不合理,请说明原因　 　 　 　 　 　(如合理,此空不填)。
(2)丙同学认为以下做法也能达到实验目的,但要控制试剂的用量:取少量溶液先滴加紫色石蕊溶液,再加入Ba(OH)2溶液,充分振荡后静置,取上层清液加入AgNO3溶液。请说明丙同学如何控制试剂量: 　 　 　 　 　 　 　 　 　。
【答案】(1)不合理　合理　甲同学加入BaCl2溶液后引入Cl-,干扰Cl-的检验
(2)加入Ba(OH)2溶液至沉淀不再产生,且溶液红色不褪去
【解析】(1)甲同学设计的方案不合理,加入BaCl2溶液时已引入了Cl-,此后再检验Cl-已无意义。
(2)加Ba(OH)2不要过量,保证溶液仍呈酸性为好。否则在碱性条件下后加入的Ag+与OH-反应最终生成灰黑色的Ag2O沉淀,对实验造成干扰。

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