Question

老師為同學(xué)們提供了4包無(wú)標(biāo)簽的白色固體，它們分別是NH₄Cl、NH₄NO₃、（NH₄）₂CO₃和（NH₄）₂SO₄ 4種物質(zhì)．老師要求同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案，完成鑒別上述4種白色固體的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并希望在實(shí)驗(yàn)后同學(xué)們進(jìn)行交流、評(píng)價(jià)，提出進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案的建議．
（1）甲同學(xué)為鑒別4種物質(zhì)，設(shè)計(jì)完成了如下實(shí)驗(yàn)，并填寫(xiě)了實(shí)驗(yàn)報(bào)告的部分內(nèi)容．請(qǐng)你幫助完善下面的實(shí)驗(yàn)報(bào)告．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋及結(jié)論
①各取少量樣品于A、B、C、D 4支試管中，加入足量NaOH濃溶液，加熱．	4支試管中均產(chǎn)生能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體．	4支試管中的樣品都含有______離子．
②向4支試管中分別滴加BaCl2溶液．	試管A、B中產(chǎn)生白色沉淀，C、D中無(wú)明顯現(xiàn)象．	產(chǎn)生白色沉淀的離子方程式是______， ______．
③繼續(xù)向試管A、B中分別加入足量鹽酸．	試管A中沉淀溶解且產(chǎn)生無(wú)色氣體；B中無(wú)明顯變化．	試管A中原樣品為_(kāi)_____， 試管B中原樣品為_(kāi)_____．
④繼續(xù)向試管C、D中分別加入足量硝酸酸化，再分別滴加AgNO3溶液．	試管C、D中均有白色沉淀產(chǎn)生．	無(wú)法鑒別試管C、D中的樣品．

（2）乙同學(xué)改進(jìn)了甲的實(shí)驗(yàn)方案，將上述實(shí)驗(yàn)步驟②中的BaCl₂溶液，更換為_(kāi)_____溶液，在步驟④中觀察到試管C中有白色沉淀產(chǎn)生，試管D中無(wú)明顯現(xiàn)象，即可鑒別出4支試管中的原樣品．
（3）為進(jìn)一步確認(rèn)試管D中的原樣品含有陰離子，兩位同學(xué)補(bǔ)充了一個(gè)實(shí)驗(yàn)；再取少量試管D中的原樣品，配成溶液，先滴加少量濃硫酸，然后將一束細(xì)銅絲伸入溶液中，觀察到______的現(xiàn)象，確認(rèn)了試管D中的原樣品含有的陰離子，該反應(yīng)的離子方程式是______．

Answer 1

解：（1）①各取少量樣品于A、B、C、D 4支試管中，加入足量NaOH濃溶液，加熱，4支試管中均產(chǎn)生能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，應(yīng)生成氨氣，說(shuō)明含有NH₄⁺，
故答案為：NH₄⁺；
②向4支試管中分別滴加BaCl₂溶液，試管A、B中產(chǎn)生白色沉淀，C、D中無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明A、B為（NH₄）₂CO₃和（NH₄）₂SO₄中的一種，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式分別為Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，
故答案為：Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓；Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
③繼續(xù)向試管A、B中分別加入足量鹽酸，試管A中沉淀溶解且產(chǎn)生無(wú)色氣體；B中無(wú)明顯變化，說(shuō)明A為（NH₄）₂CO₃，B為（NH₄）₂SO₄，故答案為：（NH₄）₂CO₃；（NH₄）₂SO₄ ；
（2）乙同學(xué)改進(jìn)了甲的實(shí)驗(yàn)方案，不能引入氯離子，將上述實(shí)驗(yàn)步驟②中的BaCl₂溶液，更換為Ba（OH）₂或Ba（NO₃）₂，在步驟④中觀察到試管C中有白色沉淀產(chǎn)生，試管D中無(wú)明顯現(xiàn)象，可說(shuō)明C為NH₄Cl，D為NH₄NO₃，
故答案為：Ba（OH）₂或Ba（NO₃）₂；
（3）檢驗(yàn)硝酸根離子，可根據(jù)硝酸根在酸性條件下具有氧化性，可與銅反應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，可觀察到銅絲溶解，溶液變藍(lán)，產(chǎn)生紅棕色氣體（或無(wú)色氣體逐漸變?yōu)榧t棕色），
反應(yīng)的離子方程式為Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O或3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：銅絲溶解，溶液變藍(lán)，產(chǎn)生紅棕色氣體（或無(wú)色氣體逐漸變?yōu)榧t棕色）；
Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O或3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
分析：（1）①各取少量樣品于A、B、C、D 4支試管中，加入足量NaOH濃溶液，加熱，4支試管中均產(chǎn)生能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，應(yīng)生成氨氣，說(shuō)明含有NH₄⁺；
②向4支試管中分別滴加BaCl₂溶液，試管A、B中產(chǎn)生白色沉淀，C、D中無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明A、B為（NH₄）₂CO₃和（NH₄）₂SO₄中的一種；
③繼續(xù)向試管A、B中分別加入足量鹽酸，試管A中沉淀溶解且產(chǎn)生無(wú)色氣體；B中無(wú)明顯變化，說(shuō)明A為（NH₄）₂CO₃，B為（NH₄）₂SO₄；
④繼續(xù)向試管C、D中分別加入足量硝酸酸化，再分別滴加AgNO₃溶液，試管C、D中均有白色沉淀產(chǎn)生，因在實(shí)驗(yàn)②中加入BaCl₂溶液，則不能確定；
（2）乙同學(xué)改進(jìn)了甲的實(shí)驗(yàn)方案，將上述實(shí)驗(yàn)步驟②中的BaCl₂溶液，更換為Ba（OH）₂或Ba（NO₃）₂，在步驟④中觀察到試管C中有白色沉淀產(chǎn)生，試管D中無(wú)明顯現(xiàn)象，可說(shuō)明C為NH₄Cl，D為NH₄NO₃；
（3）檢驗(yàn)硝酸根離子，可根據(jù)硝酸根在酸性條件下具有氧化性，可與銅反應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)．
點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查物質(zhì)的檢驗(yàn)和鑒別的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)，側(cè)重于物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的綜合應(yīng)用，注意把握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)以及反應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行推斷，題目難度中等．