跟踪检测（五十九）实验方法（2）——物质的检验与鉴别1．(2021·衡阳一模)南朝陶弘景在《本草经集注》中记载有鉴别消石(KNO3)与朴消(Na2SO4)之法：“强烧之，紫青烟起，云是真消石也”。该鉴别方法利用的原理是( )A．受热升华 B．颜色反应C．焰色反应D．丁达尔效应解析：选C 含有钾元素的物质在火焰上灼烧，火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，该原理为焰色反应，C正确。2．下列有关叙述正确的是( )A．将木炭和浓硫酸在加热条件下反应生成的气体通入澄清石灰水中，有白色沉淀生成，该气体一定是CO2B．能使品红溶液褪色的气体一定是SO2C．某红棕色气体溶于水形成溶液，该气体一定是NO2D．某物质燃烧后的产物既能使白色硫酸铜粉末变蓝，又能使澄清石灰水变浑浊，该物质可能是碳氢化合物解析：选D 木炭和浓硫酸在加热条件下反应可生成CO2和SO2，而SO2和CO2均可以使澄清石灰水变浑浊，A项错误；能使品红溶液褪色的气体可能是SO2，还可能为具有漂白性的其他气体，如Cl2等，B项错误；NO2、溴蒸气均为红棕色气体且溶于水均能形成溶液，C项错误；D项中的现象只能说明该物质一定含有碳、氢元素，则该物质既可能为碳氢化合物，也可能为含有碳、氢、氧元素的化合物，D项正确。3．下列实验能达到目的的是( )A．只滴加氨水鉴别NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四种溶液B．将NH4Cl溶液蒸干制备NH4Cl固体C．用萃取分液的方法除去酒精中的水D．用排饱和食盐水法收集KMnO4与浓盐酸反应产生的Cl2解析：选D A项中氨水与NaCl和Na2SO4均不反应，与AlCl3和MgCl2反应均生成白色沉淀，不能鉴别，A项错误；B项中NH4Cl能发生水解生成NH3和HCl，最终得不到NH4Cl固体，B项错误；酒精和水互溶，不能用分液的方法分离，C项错误。4．根据实验操作和现象所得出的结论正确的是( )选项操作现象结论A向浓溶液中加入铜片和浓硫酸并加热如果有红棕色刺激性气味的气体产生原溶液中一定有NOB向某溶液中滴入氯水，再滴加KSCN溶液溶液显红色原溶液中一定有Fe2＋
C向某无色溶液中加入硝酸钡溶液产生白色沉淀，沉淀不溶于稀硝酸原溶液中一定有SOD将H2在充满Cl2的集气瓶中燃烧集气瓶口上方有白烟生成H2、Cl2化合生成HCl解析：选A A项，说明生成了NO2，则原溶液中一定有NO，正确；B项，要检验溶液中一定有Fe2＋，应该先滴加KSCN溶液，无明显变化，再滴入氯水，溶液显红色，错误；C项，原溶液中可能含有SO，错误；D项，HCl气体在瓶口遇水蒸气变成白雾，错误。5．根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是( )选项实验操作现象结论A将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水石灰水变浑浊该溶液中一定含有COB常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中铁片不溶解常温下，铁与浓硫酸一定没有发生化学反应C向某食盐溶液中滴加淀粉溶液溶液颜色不变该食盐中一定没有添加KIO3D向硅酸钠溶液中滴加乙酸溶液溶液变浑浊相同条件下，乙酸的酸性一定比硅酸强解析：选D A．能使澄清石灰水变浑浊的气体可能是CO2或SO2，该溶液中可能含有CO、HCO或SO、HSO，错误；B.常温下，铁在浓硫酸中发生钝化，发生了化学反应，错误；C.淀粉溶液遇碘变蓝，遇KIO3不发生变化，该食盐中可能含有KIO3，错误；D.硅酸钠和乙酸反应生成硅酸和乙酸钠，说明乙酸的酸性比硅酸强，正确。6．(2021·天津高考)下列关于物质或离子检验的叙述正确的是( )A．在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋B．气体通过无水CuSO4，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气C．灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋D．将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO2解析：选B A项，在溶液中加KSCN，溶液显红色，只能证明一定存在Fe3＋，不能证明是否含有Fe2＋，错误；B项，无水CuSO4遇水生成CuSO4·5H2O，固体由无色变为蓝色，正确；C项，灼烧白色粉末，火焰呈黄色，能够证明原粉末中含有Na＋，无法证明是否含有K＋，因为要观察钾的火焰颜色，必须透过蓝色钴玻璃滤去黄光，排除钠的干扰，错误；D项，能使澄清石灰水变浑浊的气体不一定是CO2，SO2也可以，错误。7．用如图所示装置进行相关实验，能实现目的的是( )
选项Ⅰ中试剂Ⅱ中试剂目的A澄清石灰水足量酸性KMnO4溶液检验SO2中是否混有CO2气体B溴水NaOH溶液检验CH4中是否混有CH2===CH2气体C饱和Na2CO3溶液浓硫酸除去CO2中混有的HCl气体D澄清石灰水CuSO4溶液证明混合气体中含有CO2和水蒸气解析：选B SO2、CO2都能与澄清石灰水反应，应先通过酸性KMnO4溶液除去SO2再检验CO2，A项错误；乙烯与溴水发生加成反应，溴水褪色，可用溴水检验乙烯，B项正确；CO2和HCl都与饱和Na2CO3溶液反应，应用饱和NaHCO3溶液除杂，C项错误；不能用CuSO4溶液检验混合气体中是否含有水蒸气，正确的检验方法是先将混合气体通过盛有无水硫酸铜的干燥管，然后将气体通入澄清石灰水中，D项错误。8．现有①K2SO4 ②Ba(NO3)2 ③Al2(SO4)3 ④KOH ⑤CuCl2五种物质的溶液。不用其他任何试剂就能把它们一一鉴别出来，其鉴别出来的顺序是( )A．⑤④③②①B．②③④①⑤C．⑤④①②③D．①②③④⑤解析：选A 首先根据CuCl2溶液呈蓝色，鉴别出CuCl2溶液；再用CuCl2溶液鉴别出KOH溶液；用KOH溶液鉴别出Al2(SO4)3溶液；再用Al2(SO4)3溶液鉴别出Ba(NO3)2溶液；最后鉴别出K2SO4溶液。9．某同学为检验溶液中是否含有常见的几种无机离子，进行了如图所示的实验操作。其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是( )A．原溶液中一定含有SOB．原溶液中一定含有NHC．原溶液中一定含有Cl－D．原溶液中一定含有Fe3＋解析：选B 原溶液中加入Ba(NO3)2和HCl生成白色沉淀，原溶液中可能存在SO、SO或Ag＋，A错误；因检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明原溶液中一定含有NH，B正确；加AgNO3溶液产生白色沉淀，可能是加入的HCl引起的，C错误；加入KSCN溶液得到红色溶液，Fe3＋可能是由原溶液中的Fe2＋被H＋、NO
氧化而来的，故原溶液中不一定含有Fe3＋，D错误。10.用如图所示装置及表中的试剂(装置Ⅰ中的试剂足量)并依据装置Ⅱ中的现象，检验混合气体中的某种成分，方案合理的是( )选项实验目的装置Ⅰ中的试剂装置Ⅱ中的试剂A检验CO2中混有的CH4澄清石灰水溴水B检验H2S中混有的SO2酸性KMnO4溶液品红溶液C检验溴蒸气中混有的NO2CCl4石蕊溶液D检验HI中混有的HCl饱和食盐水AgNO3溶液解析：选C A项，将混合气体通入澄清石灰水中，CO2能使澄清石灰水变浑浊，而溴水中无现象，无法证明CO2中混有CH4，不符合题意；B项，将混合气体通入酸性高锰酸钾溶液，H2S、SO2均可被吸收，使酸性高锰酸钾溶液褪色，品红溶液中无现象，无法证明H2S中混有SO2，不符合题意；C项，将混合气体通入CCl4中，溴蒸气被吸收，溶液呈橙色，将剩余气体通入石蕊溶液中，石蕊溶液变红，说明溴蒸气中混有NO2，符合题意；D项，将混合气体通入饱和食盐水中，HI、HCl都被吸收，无剩余气体进入AgNO3溶液中，无法证明HI中混有HCl，不符合题意。11．根据下列实验内容得出的结论正确的是( )选项实验内容结论A某物质的水溶液能使红色石蕊试纸变蓝该物质中一定含有OH－，而且一定是碱B向废液中加入少量的葡萄糖溶液，无砖红色沉淀产生废液中不含Cu2＋C向某物质的水溶液中加入盐酸能产生无色无味气体该溶液中一定含有COD向某溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解该溶液中可能含有Al3＋解析：选D 显碱性的盐溶液也能使红色石蕊试纸变蓝，如Na2CO3溶液，A项错误；若废液呈酸性，即使含Cu2＋，加入少量的葡萄糖溶液也无砖红色沉淀产生，B项错误；若该溶液中含有HCO，加入盐酸也能产生无色无味气体，C项错误。12．(2021·皖南八校第二次联考)实验室在500℃时隔绝空气加热硫酸亚铁铵
[(NH4)2Fe(SO4)2]至分解完全并确定分解产物成分的装置如图所示(已知分解的固体产物中可能有FeO、Fe2O3和Fe3O4，气体产物中可能有NH3、N2、H2O、SO3和SO2)。下列说法正确的是( )A．装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成，试剂X最好选用碱石灰B．装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成并除去SO3和NH3C．取①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加KSCN溶液，溶液变红，则残留物一定为Fe2O3D．装置④用于检验分解产物中是否有SO2气体生成，装置⑤用于收集生成的NH3和N2解析：选B 装置②的作用是检验分解产物中是否有水蒸气生成，故试剂X应选用无水CuSO4，A错误；装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成，若有SO3气体生成，则装置③中产生白色沉淀硫酸钡，并用氯化钡和盐酸除去SO3和NH3，B正确；①中固体残留物中可能还含有FeO，可能不含有Fe2O3而含有Fe3O4，不一定为Fe2O3，C错误；NH3极易溶于水，若分解产物中有NH3，则NH3被装置③中的溶液吸收，装置⑤中不可能收集到NH3，D错误。13．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，实验如下：实验步骤实验现象①用玻璃棒蘸取少量该溶液，点在pH试纸中部试纸变为红色②取少量该溶液，加入Cu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，加入BaCl2溶液有白色沉淀生成④取③中反应后的上层清液，加入AgNO3溶液有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸⑤取少量该溶液，加入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)溶液中一定存在的离子是__________；溶液中肯定不存在的离子是______________。(2)写出实验步骤②中所发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(3)为了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：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：本题要求为无色透明溶液，则Fe2＋不能大量存在。步骤①pH试纸变红，说明溶液显酸性，HCO不能大量存在；步骤②说明有NO，在酸性条件下NO有强氧化性，因此还原性的离子I－就不能大量存在；步骤③说明有SO，Ba2＋就不能大量存在；步骤④不能说明有Cl－，因为步骤③中引入了Cl－；步骤⑤说明有Mg2＋和Al3＋。答案：(1)NO、SO、Mg2＋、Al3＋ Fe2＋、HCO、I－、Ba2＋(2)3Cu＋8H＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O(3)K＋的检验可以用焰色反应；Cl－的检验：向溶液中加足量的Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解，可证明有Cl－存在14．某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl3·6H2O能否反应产生Cl2，FeCl3的升华温度为315℃。实验操作和现象：操作现象点燃酒精灯，加热ⅰ.A中部分固体溶解，上方出现白雾ⅱ.稍后，产生黄色气体，管壁附着黄色液滴ⅲ.B中溶液变蓝(1)现象ⅰ中的白雾是________。(2)分析现象ⅱ，该小组探究黄色气体的成分，实验如下：a．加热FeCl3·6H2O，产生白雾和黄色气体。b．用KSCN溶液检验现象ⅱ和a中的黄色气体，溶液均变红。通过该实验说明现象ⅱ中黄色气体含有________。(3)除了氯气可使B中溶液变蓝外，推测还可能的原因是①实验b检出的气体使之变蓝，反应的离子方程式是_______________________________________________________
________________________________________________________________________。经实验证实推测成立。②溶液变蓝的另一种原因：在酸性条件下，装置中的空气使之变蓝。通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是________________________________________________________________________。(4)为进一步确定黄色气体中是否含有Cl2，该小组提出两种方案，均证实了Cl2的存在。方案1：在A、B间增加盛有某种试剂的洗气瓶C。方案2：将B中淀粉KI溶液替换为NaBr溶液；检验Fe2＋。现象如下：方案1B中溶液变为蓝色方案2B中溶液呈浅橙红色，未检出Fe2＋①方案1的C中盛放的试剂是________(填字母)。A．NaCl饱和溶液 B．NaOH溶液 C．NaClO溶液②方案2中检验Fe2＋的原因是____________________________________________。③综合方案1、2的现象，说明选择NaBr溶液的依据：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)将A中的产物分离得到Fe2O3和MnCl2，A中产生Cl2的化学方程式是________________________________________________________________________。解析：(1)FeCl3·6H2O受热失去结晶水：FeCl3·6H2O△,FeCl3＋6H2O，生成的FeCl3水解：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，生成HCl气体，HCl和H2O结合形成盐酸小液滴，可观察到白雾。(2)向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液，发生络合反应：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，生成血红色的硫氰化铁，用KSCN溶液检验现象ⅱ和a中的黄色气体，溶液均变红，说明ⅱ中黄色气体含有FeCl3。(3)①碘离子具有还原性，氯化铁具有强氧化性，碘离子可被氧化为碘单质，反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。②题述实验B装置中有HCl，设计实验方案时需要加入盐酸酸化。(4)①根据以上分析，已经确定FeCl3、酸性条件下的O2均可氧化I－，则方案1中必须排除FeCl3、O2(H＋)的干扰，在A、B间增加盛有饱和食盐水的洗气瓶C，可以吸收FeCl3、HCl，O2只有在酸性条件下才能氧化I－，则氧化I－的只能为Cl2。②若B中观察到溶液呈浅橙红色，证明Br－被氧化为Br2，若未检出Fe2＋，说明Fe3＋未被Br－还原为Fe2＋，只能是Cl2将Br－氧化为Br2；另外，因为还原剂用的不是I－，所以不用考虑O2(H＋)的影响。③选择NaBr
溶液的依据是氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋，Cl2可以氧化Br－，Fe3＋不能氧化Br－。(5)二氧化锰与FeCl3·6H2O反应生成Fe2O3、MnCl2、Cl2及水，根据得失电子守恒、原子守恒可配平反应的化学方程式为3MnO2＋4FeCl3·6H2O2Fe2O3＋3MnCl2＋3Cl2↑＋24H2O。答案：(1)盐酸小液滴(2)FeCl3(3)①2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 ②另取一支试管，向其中加入淀粉KI溶液，再滴入几滴HCl溶液，在空气中放置，观察溶液是否变蓝(4)①A ②排除Fe3＋将Br－氧化成Br2的可能性 ③该实验条件下，Br－可以被Cl2氧化成Br2，但不会被Fe3＋氧化为Br2(5)3MnO2＋4FeCl3·6H2O2Fe2O3＋3MnCl2＋3Cl2↑＋24H2O
