Question

某白色粉末可能含有K₂SO₄、NH₄Cl、NaCl．请设计合理实验探究该白色粉末的组成．
限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、胶头滴管、药匙、酒精灯、火柴、试管夹、镊子；红色石蕊试纸、1mol?L^-1硫酸、1mol?L^-1硝酸、1mol?L^-1盐酸、2mol?L^-1NaOH溶液、BaCl₂溶液、Ba（NO₃）₂溶液、AgNO₃溶液、蒸馏水．
完成以下实验探究过程：
（1）提出假设：
根据题意，该白色粉末的组成有______种可能的情况．
（2）对于由K₂SO₄、NH₄Cl、NaCl粉末分别配成的溶液，下列说法正确的是______
A．0.1mol/LNH₄Cl溶液中的c（NH₄⁺）=c（Cl^-）
B．向0.1mol/LNaCl溶液中滴加硝酸，使溶液pH=5，此时混合液中的c（Na⁺）=c（Cl^-）
C．向NH₄Cl溶液中加入适量氨水，使混合液的pH=7，此时混合液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）
D．在K₂SO₄溶液中，C（K⁺）+C（H⁺）=c（OH^-）+c（SO₄^2-）
（3）设计实验方案
基于该粉末中上述三种盐均存在这一假设，设计出实验方案（不要在答题卡上作答）．
（4）根据（3）的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论．

实验操作	预期现象和结论
步骤1：用药匙取少量白色粉末于试管A底部，点燃酒精灯，充分加热试管．	______
步骤2：______	______
步骤3：______	______
步骤4：______	______
…

Answer 1

【答案】分析：（1）K₂SO₄、NH₄Cl、NaCl都是白色粉末药品，该白色粉末的组成有：①K₂SO₄②NH₄Cl③NaCl④K₂SO₄、NH₄Cl⑤NH₄Cl、NaCl⑥K₂SO₄、NaCl⑦K₂SO₄、NH₄Cl、NaCl等7中情况；
（2）从溶液中的盐是否水解和溶液电中性来考虑；
（3）根据三种盐的性质来设计实验步骤；
（4）加热时分解，NH₄Cl可观察到现象，向试管B中滴加过量的 Ba（NO₃）₂溶液和1mol?L^-1硝酸，NH₄Cl的检验也可用NaOH溶液和红色石蕊试纸；充分振荡后静置有白色沉淀生成，证明原白色粉末含有 K₂SO₄；取试管B中上层清液少量于试管C中，滴加 AgNO₃溶液和1mol?L^-1硝酸，有白色沉淀生成，证明原白色粉末含有NaCl．
解答：解：（1）K₂SO₄、NH₄Cl、NaCl都是白色粉末药品，该白色粉末的组成有：①K₂SO₄②NH₄Cl③NaCl④K₂SO₄、NH₄Cl⑤NH₄Cl、NaCl⑥K₂SO₄、NaCl⑦K₂SO₄、NH₄Cl、NaCl等7中情况，故故答案为：7；
（2）A、NH₄Cl水解，溶液中的离子浓度应为c（NH₄⁺）＜c（Cl^-），故A错；
B、NaCl为强酸强碱盐，LNaCl溶液中滴加硝酸，使溶液pH=5，此时混合液中的c（Na⁺）=c（Cl^-），故B正确；
C、根据溶液的电中性原理，向NH₄Cl溶液中加入适量氨水，使混合液的pH=7，则，c（H⁺）=c（OH^-），此时混合液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）；故C正确；
D、根据溶液呈电中性，则有在K₂SO₄溶液中，C（K⁺）+C（H⁺）=c（OH^-）+2c（SO₄^2-），故D错．
故答案为：B C；
（3）根据三种盐的性质不同，加热时氯化铵分解，硫酸钡和氯化银都难溶于水来设计实验方案，故答案为：
步骤1：用药匙取少量白色粉末于试管A底部，点燃酒精灯，充分加热试管．
步骤2：用药匙取少量试管A中的残留固体于试管B中，滴加适量蒸馏水，振荡．
步骤3：试管B中滴加过量的Ba（NO₃）₂溶液和1mol?L^-1硝酸，充分振荡后静置
步骤4：取试管B中上层清液少量于试管C中，滴加AgNO₃溶液和1mol?L^-1硝酸
（4）加热时分解，NH₄Cl可观察到现象，向试管B中滴加过量的 Ba（NO₃）₂溶液和1mol?L^-1硝酸，NH₄Cl的检验也可用NaOH溶液和红色石蕊试纸；充分振荡后静置．有白色沉淀生成，证明原白色粉末含有 K₂SO₄；取试管B中上层清液少量于试管C中，滴加 AgNO₃溶液和1mol?L^-1硝酸，有白色沉淀生成，证明原白色粉末含有NaCl．故答案为：

实验操作	预期现象和结论
	白色粉末减少，有白烟生成，试管上部有白色固体凝结，说明原白色粉末含有NH4Cl．
步骤2：用药匙取少量试管A中的残留固体于试管B中，滴加适量蒸馏水，振荡．	固体溶解得无色溶液．
步骤3：向试管B中滴加过量的 Ba（NO3）2溶液和1mol?L-1硝酸，充分振荡后静置．	有白色沉淀生成，证明原白色粉末含有 K2SO4．
步骤4：取试管B中上层清液少量于试管C中，滴加 AgNO3溶液和1mol?L-1硝酸．	有白色沉淀生成，证明原白色粉末含有NaCl．

点评：常见元素及化合物的性质，常见离子的检验，常见仪器的使用，提出假设并设计实验方案的能力，学生在遇到不确定因素多的问题时常常抓不住关键，无法理清思路．这也是考纲中要求的“将实际问题分解，通过运用相关知识，采用分析、综合的方法，解决简单化学问题的能力“，即为将总问题分解成若干分问题，逐一解决然后再综合分析．本题的最大障碍是氯化钠的检验这一分问题的解决，要用到的知识大多数学生都是熟悉的，所以不能有效利用的原因是缺乏一种正确的思路：干扰不能轻易排除的情况下必须对物质进行分离，然后再检验．