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第二节 物质的检验
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案
一、单项选择题
1．(2012•广东高考)下列实验能达到目的的是( )
A．用溴水鉴别苯和正己烷
B．用BaCl2溶液鉴别SO2－4与SO2－3
C．用浓HNO3与Cu反应制备NO2
D．将混有HCl的Cl2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl
2．(2012•宁波八校联考)下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是( )
选项 实验操作 实验目的或结论
A 同温下测定相同浓度的Na2CO3和Na2SO3溶液的酸碱性 比较硫与碳的非金属性强弱
B 向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末，搅拌一段时间后过滤 除去MgCl2溶液中少量FeCl3
C 常温下，向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末，过滤，向洗净的沉淀中加稀盐酸，有气泡产生 说明常温下Ksp(BaCO3)<
Ksp(BaSO4)
D C2H5OH与浓硫酸170 ℃共热，制得的气体通入酸性KMnO4溶液 检验制得气体是否为乙烯
3.已知：①向KClO3晶体中滴加浓盐酸，产生黄绿色气体；②向NaI溶液中通入少量实验①产生的气体，溶液变黄色；③取实验②生成的溶液滴在淀粉-KI试纸上，试纸变蓝色。下列判断正确的是( )
A．实验①证明Cl－具有氧化性
B．实验②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2 1
C．实验③说明KI被氧化
D．上述实验证明氧化性：ClO－3 > Cl2 > I2
4．为确定下列置于空气中的物质是否变质，所选检验试剂(括号内物质)不能达到目的的是( )
A．Na2SO3溶液(BaCl2溶液)
B．FeCl2溶液(KSCN溶液)
C．漂白粉(稀盐酸)
D．NaOH溶液(氢氧化钡溶液)
5．(2012•山东高考)下列由相关实验现象所推出的结论正确的是( )
A．Cl2、SO2均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性
B．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO2－4
C．Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应
D．分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升，说明二者均易溶于水
6．(2012•江苏高考)下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是( )
选项 实验操作 实验现象 结论
A 向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液 均有固体析出 蛋白质均发生变性
B 向溶液X中先滴加稀硝酸，再滴加Ba(NO3)2溶液 出现白色沉淀 溶液X中一定含有SO2－4
C 向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体 出现白色沉淀 H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强
D 向浓度均为0.1 mol•L－1NaCl和NaI的混合溶液中滴加少量AgNO3溶液 出现黄色沉淀 Ksp(AgCl)> Ksp (AgI)
二、双项选择题
7．(2012•临沂一模)某无色溶液中可能含有①Na＋、②Ba2＋、 ③Cl－、④Br－、⑤SO2－3、⑥SO2－4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pH大于7
(2) 向溶液中滴加氯水，再加入CCl4振荡，静置 CCl4层呈橙色
(3) 向(2)所得的水溶液中加入Ba(NO3)2和稀HNO3 有白色沉淀产生
(4) 过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3 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②⑤
C．不能确定的离子是①
D．不能确定的离子是③⑥
8．(2012•北京石景山模拟)根据下列实验现象，所得结论不正确的是( )
实验 装置 实验现象 结论
A
左边棉球变为橙色，右边棉球变为蓝色 氧化性：Cl2＞Br2＞I2
B
左边烧杯铁表面有气泡，右边烧杯中铜表面产生气泡 活动性：Fe＞Al＞Cu
C
白色固体先变为淡黄色，后变为黑色(Ag2S) 溶解性：AgCl＞AgBr＞Ag2S
D
锥形瓶中有气体产生，烧杯中液体变浑浊 酸性：HCl＞H2CO3＞H2SiO3
三、非选择题
9．(2012•北京东城区一模)牙膏是由摩擦剂和一些可溶于水的物质组成。常用的摩擦剂主要有：CaCO3、Al(OH)3、SiO2•nH2O、Ca3(PO4)2。资料显示：Ca3(PO4)2高温不分解；Ca3(PO4)2和CaHPO4不溶于水；Ca(H2PO4)2溶于水；Ca3(PO4)2＋4H＋===3Ca2＋＋2H2PO－4。
(1)为测定某牙膏的酸碱性和摩擦剂的主要成分，甲同学设计并完成以下实验：
①取一小段牙膏与一定量蒸馏水充分搅拌后过滤，用pH试纸测定滤液酸碱性的方法是______________________(填相应操作)，读出其pH接近8；
②若向①所得不溶物中加入适量稀盐酸，得到澄清溶液，有气体产生，则产生气体的离子方程式是___________________；若向①所得不溶物中加入NaOH溶液，经测定，不溶物的质量不发生变化；
③取②中加稀盐酸后所得溶液，加入过量NaOH溶液，观察到最终有沉淀生成，生成该沉淀的离子方程式是______________；根据上述实验，摩擦剂中一定不含有的物质是________。
(2)乙同学用如下装置(已检验气密性，夹持装置略)通过测CO2的质量来计算牙膏不溶物中CaCO3的含量。
①滴加稀盐酸之前的部分操作：打开弹簧夹，通入N2一段时间；再将盛有碱石灰的干燥管连接在整套装置上。按此顺序进行操作的原因是______________________________________________；
②用上述装置重复几次实验，所测样品中CaCO3的含量均偏高，若实验过程中的操作没有失误，分析可能的原因是________或_____________；
③设计实验不用其他任何试剂(仪器可任选)，仅用牙膏不溶物样品测定摩擦剂中CaCO3含量的方法是________________(不必填具体操作)。
10．(2012•合肥质检)某化学兴趣小组对加碘食盐中碘酸钾进行研究，查阅资料得知：碘酸钾是一种白色粉末，常温下很稳定，加热至560 ℃开始分解。在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，与氢碘酸、过氧化氢等物质作用，被还原为单质碘。
(1)学生甲设计实验测出加碘食盐中碘元素的含量，步骤如下：
a．称取w g加碘盐，加适量蒸馏水溶解；
b．用稀硫酸酸化，再加入过量KI溶液；
c．以淀粉为指示剂，用物质的量浓度为1.00×10－3 mol•L－1的Na2S2O3溶液滴定[滴定时的反应方程式： I2＋2S2O2－3===2I－＋2S4O2－6]。滴定时Na2S2O3溶液应放在____________(填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”)中，滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液20.00 mL，其终点颜色变化为______________________________；加碘食盐样品中的碘元素含量是________ mg/kg(以含w的代数式表示)。
(2)学生乙对纯净的NaCl(不含KIO3)进行了下列实验：
顺序 步骤 实验现象
① 取少量纯净的NaCl，加蒸馏水溶解 溶液无变化
② 滴入淀粉-KI溶液，振荡 溶液无变化
③ 然后再滴加稀H2SO4溶液，振荡 溶液变蓝色
请推测实验③中产生蓝色现象的可能原因： ___________；根据学生乙的实验结果，请对学生甲的实验结果作出简要评价________________________________________________________________________。
(3)工业上通常用电解KI溶液的方法来制备碘酸钾，电解过程中请你帮助学生丙设计实验来判断电解是否完全。仪器不限，可选的试剂：淀粉溶液、H2O2溶液、稀硫酸。
实验操作 实验现象及结论
11.(2012•漳州质检)某研究学习小组为探究Fe3＋离子是否能氧化SO2，设计了如下的实验装置(假设实验中所用装置的气密性良好)。
(1)甲同学利用以上实线框内装置制取SO2并进行探究实验。
①装置A中发生反应的化学方程式为______________________。
②装置B的作用是______________。
③反应一段时间后，甲同学取装置C中少量溶液，往其中加入HCl酸化的BaCl2溶液观察到有白色沉淀产生。由此他得出结论： Fe3＋可氧化SO2。
(2)乙同学认为甲同学的实验不严谨，他用以上虚线框内装置替代装置A，先使装置E内试剂反应一段时间后，关闭活塞1，打开活塞2，又反应片刻后，取装置C中少量溶液，往其中加入酸性KMnO4溶液，观察到KMnO4溶液紫红色褪去。由此他得出结论：Fe3＋已被SO2还原成Fe2＋。
①该实验制H2时需用浓硫酸配制450 mL 3 mol•L－1的稀硫酸，配制中所需的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外，还需______________________。配制过程中若其他操作无误，但没有洗涤烧杯与玻璃棒，则所配制溶液的浓度会____________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②在该实验过程中H2所起的作用是_________________。
(3)丙同学认为甲、乙的实验均不严谨，为此他沿用乙同学的实验装置及操作，重新实验。待装置F内反应一段时间后，取装置C中少量溶液，往其中加入HCl酸化的BaCl2溶液，得出与甲同学相同的结论。请你分析回答：
①甲同学实验不严谨的原因是______(选填字母)。
A．SO2溶解量太小
B．SO2不与Fe3＋发生反应
C．H2SO3与BaCl2不反应
D．装置中的空气与SO2进入水中也可生成H2SO4
②乙同学的实验结论不严谨的原因是________________。
13．(2012•安徽高考)亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检测某食品中亚硫酸盐含量(通常以1 kg样品中含SO2的质量计)，某研究小组设计了如下两种实验流程：
(1)气体A的主要成分是________。为防止煮沸时发生暴沸，必须先向烧瓶中加入________，通入N2的目的是______________。
(2)写出甲方案第①步反应的离子方程式： _______________。
(3)甲方案第②步滴定前，滴定管需用NaOH标准溶液润洗，其操作方法是________________________________。
(4)若用盐酸代替稀硫酸处理样品，则按乙方案实验测定的结果________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(5)若取样品w g，按乙方案测得消耗0.010 00 mol•L－1I2溶液V mL，则1 kg样品中含SO2的质量是________g(用含w、V的代数式表示)。
参考答案
1．解析：本题考查物质的鉴别、制备、除杂等实验方案的评价，考查考生的化学实验能力。将溴水分别加入苯和正己烷中，苯和正己烷都能浮在溴水上，都不能因发生化学反应而使溴水褪色，都能将Br2从溴水中提取出来，分层等现象完全相同，因此不能用溴水鉴别，故A错；BaCl2溶液与两种离子发生如下反应： “SO2－4＋ Ba2＋===BaSO4↓，SO2－3＋Ba2＋===BaSO3↓”，产生沉淀均为白色，因此不能用BaCl2溶液鉴别，故B错；浓硝酸与铜发生如下反应：“Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O”，因此可用于制备NO2气体，故C正确；混合气通入饱和NaHCO3溶液时发生如下反应：“NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑”，Cl2与水反应可生成HCl，进而与NaHCO3反应，故不能用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl，D错。
答案：C
2．解析：Na2CO3中硫元素为+4价，不是硫元素的最高价含氧酸， A项不正确；B项利用Fe3＋水解，可以将MgCl2溶液中的FeCl3除去，正确；C项由于Na2CO3饱和，导致部分BaSO4转化为BaCO3，不能说明Ksp(BaCO3)和Ksp(BaSO4)的大小关系，不正确；D项气体中除乙烯外，还有SO2，二者均能使酸性KMnO4溶液褪色，不正确。
答案：B
3．解析：实验①证明Cl-具有还原性，故A错；实验②中氧化剂的物质的量之比为1 2，故B错；实验③并不能说明KI被氧化，因实验②中发生反应2NaI＋Cl2===2NaCl＋I2，故C错。
答案： D
4．解析：Na2SO3易被O2氧化成Na2SO4，但两者均可与BaCl2反应生成白色沉淀，A项错误；Fe2＋被O2氧化成Fe3＋，Fe3＋遇到KSCN溶液显血红色，B项正确；漂白粉中的Ca(ClO)2与空气中的CO2、H2O反应生成CaCO3，加稀盐酸后有气泡产生，C项正确；加氢氧化钡溶液如果产生白色沉淀，说明NaOH吸收空气中的CO2产生了碳酸钠，D项正确。
答案：A
5．解析：SO2使品红溶液褪色，利用的是SO2与有色物质化合生成无色物质，不能说明其具有氧化性，A项错；溶液中含有SO2－3时，加入酸化的Ba(NO3)2溶液也会出现白色沉淀，B项错；Fe与稀硝酸反应生成的气体为NO，该反应不是置换反应，C项错；HCl、NH3极易溶于水，分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中，气体溶解，液面迅速上升，D项正确。
答案：D
6．解析：本题考查实验过程的现象及结论分析。A项，蛋白质中加入NaCl发生盐析，加入CuSO4发生变性，错误；B项，若溶液X中含有SO2－3，加入稀HNO3，则会被氧化成SO2－4，而与Ba2＋生成沉淀，错误；C项，反应方程式为：CO2＋H2O＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋Na2CO3，该反应发生的原理为强酸制弱酸，即酸性：H2CO3>H2SiO3，错误；D项，反应总是向着生成更难溶的物质的方向进行，由于AgI的溶度积比AgCl小，所以优先生成AgI，正确。
答案：D
二、双项选择题
7．解析：用pH试纸检验溶液的pH大于7，溶液显碱性，说明可能是SO2－3水解使溶液显碱性，所以溶液中肯定存在SO2－3，由于Ba2＋与SO2－3不能共存，故肯定不存在Ba2＋；而阳离子除了Ba2＋，只有Na＋，根据溶液呈电中性原则，可知Na＋肯定存在；向溶液中滴加氯水，再加CCl4振荡，静置，CCl4层呈橙色，说明溶液中含有Br－；由于滴加氯水引入了Cl－，故原溶液中Cl－是否存在不能判断；由于加入稀硝酸时能将SO2－3氧化成SO2－4，故SO2－4是否存在也不能判断。
答案：AD
8．解析：A项，只能证明氯气的氧化性比溴单质、碘单质的强，不能证明溴单质氧化性比碘单质的强，A项错误；B项，在稀硫酸中，铝比铁活泼，铝为负极，铁为正极；在稀硫酸中，铁比铜活泼，铁为负极，铜为正极，能证明铝、铁、铜的活动性依次减弱，B项错误；C项，淡黄色是溴化银，黑色是碘化银，溶度积较大的难溶电解质转化成溶度积较小的难溶电解质，C项正确；D项，由于盐酸有挥发性，氯化氢能使硅酸钠溶液变浑浊，所以，用饱和碳酸氢钠溶液吸收二氧化碳中少量氯化氢，确保实验结果真实，由强酸制弱酸推知，氯化氢、碳酸、硅酸的酸性依次减弱，D项正确。
答案：AB
三、非选择题
9．解析：(1)测定溶液pH，抓住取、沾、滴、读、记等要点；在不溶物中加入过量的氢氧化钠溶液，固体质量不变化，说明氢氧化铝、二氧化硅不存在。碳酸钙与盐酸产生气体，Ca3(PO4)2＋4HCl===2CaCl2＋Ca(H2PO4)2，加入过量的氢氧化钠溶液，产生沉淀不是氢氧化铝，沉淀可能是磷酸钙、碳酸氢钙，氢氧化钠过量，不存在确磷酸一氢钙：3Ca(H2PO4)2＋12NaOH===Ca3(PO4)2↓＋4Na3PO4＋12H2O，由此推知：牙膏中一定含有碳酸钙和磷酸钙；(2)本实验定量测定二氧化碳质量，必须将装置内原来的空气排尽，因为空气中含有二氧化碳。先通入氮气目的是增大装置内气体压强，将空气排出。从装置图看，碳酸氢钠溶液用于吸收二氧化碳中的氯化氢：NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，产生的二氧化碳被碱石灰吸收，使测得的二氧化碳质量偏大；碱石灰与空气接触，吸收了空气中的二氧化碳和水，使测得的二氧化碳质量偏高。可以用热重法测定样品中碳酸钙质量分数，即高温灼烧碳酸钙样品至恒重，称量反应前、后固体质量，固体质量差等于二氧化碳质量，进而计算碳酸钙质量分数。
答案：(1)①用干燥洁净的玻璃棒蘸滤液，滴在pH试纸上，经与标准比色卡比较后 ②CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
③2H2PO－4＋3Ca2＋＋4OH－===Ca3(PO4)2＋4H2O
SiO2•nH2O、Al(OH)3
(2)①避免碱石灰吸收装置中原有空气中的CO2 ②干燥管中的碱石灰吸收空气中的CO2或H2O NaHCO3溶液除HCl时产生了CO2 ③称量不溶物样品在高温下完全分解前后的质量
10．解析：(1)因S2O2－3水解Na2S2O3溶液呈碱性，故Na2S2O3溶液应放在碱式滴定管中；步骤a、b中发生的反应为：5KI＋KIO3＋3H2SO4===3I2＋3K2SO4＋3H2O，所以待测溶液中含I2，加淀粉后待测溶液呈蓝色，滴定终点时I2完全被S2O2－3还原为I－，溶液由蓝色变为无色；由5KI＋KIO3＋3H2SO4===3I2＋3K2SO4＋3H2O和I2＋2S2O2－3===2I－＋S4O2－6可得：n(KIO3)＝13n(I2)＝16n(Na2S2O3)＝16×20.00×10－3 L×1.00×10－3 mol•L－1＝16×2.00×10－5 mol，所以加碘食盐样品中的碘元素含量为16×2.00×10－5mol×127 g•mol－1×103 mg/g10－3w kg＝1 2703w。
(2)实验③中产生蓝色现象的原因是：I－在酸性条件下能被溶解在溶液中的O2氧化成I2；正是由于这一原因，导致甲同学的实验中待测溶液中I2的浓度偏大，从而使实验结果偏高。
(3)设计实验方案时，要根据I－在酸性条件下能被溶解在溶液中的O2氧化成I2和I2遇淀粉溶液变蓝来设计。
答案：(1)碱式滴定管 蓝色变无色，且保持半分钟不变色 1 2703w
(2)I－在酸性条件下能被溶解在溶液中的O2氧化成I2 甲同学的实验结果可能偏大
(3)
实验操作 实验现象及结论
取少量电解后的溶液于试管中，先滴加淀粉溶液，再滴加稀硫酸酸化 若溶液变蓝则电解不完全，若无明显现象则电解完全
11.解析：(1)①硫酸的酸性强于亚硫酸，硫酸与亚硫酸反应的化学方程式为Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。②装置B的作用显然是防止倒吸；(2)①要配制450 mL 3 mol•L－1的稀硫酸，由于实验室中无450 mL的容量瓶，故应选用500 mL的容量瓶；配制过程中未洗涤烧杯与玻璃棒，会造成溶质损失，致使所配溶液浓度偏低。②乙同学用H2排尽装置中的空气，以防止发生反应2SO2＋2H2O＋O2===2H2SO4；(3)①乙同学设计用H2排尽装置中的空气来改进甲同学的实验，正是对甲同学实验不严谨的改进，因为SO2溶于水生成H2SO3，装置中的O2会把H2SO3氧化成H2SO4。②丙同学对乙同学实验的改进也正是乙同学实验不够严谨之处，因为Fe2＋能使KMnO4溶液褪色，SO2也能使KMnO4溶液褪色。
答案：(1)①Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O ②防倒吸
(2)①500 mL容量瓶 偏低 ②排尽装置中的空气
(3)①D ②SO2也能使高锰酸钾溶液褪色
12．解析：本题为定量实验，主要考查化学实验基本操作、仪器的使用、实验方案的分析，同时考查考生运用相关知识进行综合分析的能力，以及运用文字表达分析解决问题的过程，并进行有关计算的能力。(1)亚硫酸盐与稀硫酸反应生成SO2气体。为防止液体加热时暴沸，一般可加入碎瓷片(或沸石)。因定量实验，需考虑减小实验操作误差，通入N2可将生成的SO2全部赶出，保证SO2被吸收液全部吸收；(2)SO2具有还原性，可被氧化剂H2O2所氧化，反应的离子方程式为SO2＋H2O2===2H＋＋SO2－4；(3)用标准液润洗滴定管时，务必注意最后将润洗液从滴定管下端放出，而不是从上口倒出；(4)用盐酸代替硫酸，生成的SO2气体中混有少量HCl，因SO2用碱液吸收后需再用盐酸调节溶液至弱酸性，因此混合气体中含有HCl，对实验结果无影响；(5)反应为H2O＋SO2－3＋I2===SO2－4＋2I－＋2H＋，n(SO2)＝n(SO2－3)＝n(I2)＝0.010 00 mol•L－1×V×10－3L＝V×10－5 mol，因此1 kg样品中含SO2的质量为V×10－5mol×64 g•mol－1w g×1 000 g＝0.64Vw g。
答案：(1)N2和SO2 碎瓷片(或沸石) 使产生的SO2全部逸出
(2)SO2＋H2O2===2H＋＋SO2－4
(3)向滴定管中注入少量标准液，倾斜转动滴定管润洗全部内壁后从尖嘴放出液体，重复操作2～3次
(4)无影响
(5)0.64V