Question

固体样品X由Cu、SiO₂、KNO₃、NH₄Cl中的一种或几种混合组成．取该样品进行如图操作（部分产物略去）

（1）仅由步骤I中的实验现象，可得X中一定含有

 

（填化学式）．
（2）写出生成气体的离子方程式

 

．
（3）步骤II中固体质量减少的化学方程式为

 

．
（4）为进一步确定该混合物的组成，完善下列步骤：另取20.0g固体X加蒸馏水溶解．
①测得溶液pH＜7，判定一定有NH₄Cl，用离子方程式解释其原因

 

．
②对溶解后的混合体系经

 

、

 

、

 

（填操作名称），称重，得到剩余固体9.8g．
（5）综上所述，20.0g X中NH₄Cl的质量为

 

g．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：物质检验鉴别题

分析：固体中加入盐酸，溶液呈酸性，生成气体，则气体只能为NO，则一定含有KNO₃，反应后溶液呈蓝色，说明生成Cu²⁺，说明混合物中一定含有Cu，加盐酸后剩余固体5.0g，加入氢氧化钠溶液后固体剩余2g，说明一定含有SiO₂，质量为3g，最后剩余2g固体为Cu，结合题给信息以及题目要求解答该题．

解答： 解：（1）固体中加入盐酸，溶液呈酸性，生成气体，则气体只能为NO，则一定含有KNO₃，反应后溶液呈蓝色，说明生成Cu²⁺，说明混合物中一定含有Cu，
故答案为：Cu、KNO₃；
（2）反应的离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；（3）步骤II中固体质量减少，原因是二氧化硅和氢氧化钠溶液反应，反应的化学方程式为SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，
故答案为：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
（4）①NH₄Cl为强酸弱碱盐，水解呈酸性，水解方程式为NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，故答案为：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；
②从溶液中过滤得到固体，由于固体表面吸附离子，为得到纯净、干燥的固体，还应洗涤、干燥，故答案为：过滤；洗涤；干燥；
（5）得到剩余固体9.8g，为SiO₂和Cu的质量，则m（KNO₃）+m（NH₄Cl）=20g-9.8g=10.2g，
由题给信息可知SiO₂ 为3g，则Cu为 9.8g-3g=6.8g，其中加入盐酸时反应6.8g-2g=4.8g，即

4.8g

64g/mol

=0.075mol，
由3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O可知，n（KNO₃）=0.075mol×

2

3

=0.05mol，m（KNO₃）=0.05mol×101g/mol=5.05g，
则m（NH₄Cl）=10.2g-5.05g=5.15g，
故答案为：5.15．

点评：本题考查较为综合，涉及物质的分离、提纯以及检验和鉴别的考查，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，注意把握反应的现象，难度不大．