Question

Ⅰ有一包白色粉末，由K₂CO₃、KOH、CuSO₄、BaCl₂、KAl（SO₄）₂、KCl、KNO₃中的一種或幾種組成，為確定其組成進(jìn)行下列相關(guān)實(shí)驗(yàn)和探究．取樣溶解得無色透明水溶液，并進(jìn)行下列操作：
1、取適量溶液于試管，滴加2-3滴酚酞試液，酚酞變紅；
2、另取少量溶液滴加到FeCl₃濃溶液中，產(chǎn)生紅褐色沉淀，并產(chǎn)生少量無色氣體；
3、取適量的原溶液濃縮，加適量的濃硫酸和銅片微熱，產(chǎn)生無色氣體，氣體遇空氣為紅棕色．回答問題：
（1）白色粉末可能含有（填化學(xué)式）

 

；
（2）白色粉末一定含有（填化學(xué)式）

 

；
這其中能導(dǎo)致溶液呈堿性的是（填化學(xué)式）

 

，用方程式表示溶液呈堿性的原因

 

．在回答問題（1）可能存在的物質(zhì)中，還有

 

也可能導(dǎo)致溶液呈堿性．
Ⅱ?yàn)榱颂骄繉?dǎo)致白色粉末溶液呈堿性的物質(zhì)是否惟一，
提出假設(shè)：
假設(shè)1：導(dǎo)致溶液呈堿性的只有已確定

 

；
假設(shè)2：導(dǎo)致溶液呈堿性的既有已確定

 

  又有

 

． 進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
供選儀器：試管及膠頭滴管若干；
供選試劑：樣品溶液、2.0mol/LBa（OH）₂溶液、1mol/L鹽酸、2.0mol/LBaCl₂溶液、酚酞試液；填寫下表：

操作步驟	預(yù)期的現(xiàn)象和結(jié)論
	，

Ⅲ定量分析取樣品適量加水溶解得一定體積的溶液，向溶液中滴加1mol/L鹽酸，繪制出隨鹽酸體積的變化，溶液中產(chǎn)生氣體體積變化曲線如圖，請(qǐng)回答：由該曲線能否確定樣品中導(dǎo)致溶液呈堿性物質(zhì)成分

 

，若能，該成分化學(xué)式是

 

（若不能，則該空不填）

Answer 1

考點(diǎn)：無機(jī)物的推斷,探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：I．取樣溶解得無色透明水溶液，一定不含CuSO₄；取適量溶液于試管，滴加2-3滴酚酞試液，酚酞變紅，則溶液顯堿性，含K₂CO₃、KOH中的至少一種，則不含KAl（SO₄）₂，另取少量溶液滴加到FeCl₃濃溶液中，產(chǎn)生紅褐色沉淀，并產(chǎn)生少量無色氣體，則沉淀為氫氧化鐵、氣體為二氧化碳，則一定含K₂CO₃；取適量的原溶液濃縮，加適量的濃硫酸和銅片微熱，產(chǎn)生無色氣體，氣體遇空氣為紅棕色，無色氣體為NO，則原混合物中一定含KNO₃；
II．K₂CO₃水解顯堿性，KOH為強(qiáng)堿，碳酸鉀與鹽酸反應(yīng)生成氣體，碳酸鉀與氯化鋇反應(yīng)后溶液為中性；
Ⅲ．由圖象可知，沒有氣體生成消耗鹽酸大于生成氣體消耗的鹽酸，則發(fā)生OH^-+H⁺═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，以此來解答．

解答： 解：I．取樣溶解得無色透明水溶液，一定不含CuSO₄；取適量溶液于試管，滴加2-3滴酚酞試液，酚酞變紅，則溶液顯堿性，含K₂CO₃、KOH中的至少一種，則不含KAl（SO₄）₂，另取少量溶液滴加到FeCl₃濃溶液中，產(chǎn)生紅褐色沉淀，并產(chǎn)生少量無色氣體，則沉淀為氫氧化鐵、氣體為二氧化碳，則一定含K₂CO₃，不含BaCl₂；取適量的原溶液濃縮，加適量的濃硫酸和銅片微熱，產(chǎn)生無色氣體，氣體遇空氣為紅棕色，無色氣體為NO，則原混合物中一定含KNO₃；
（1）由上述分析可知，可能含有KOH、KCl，故答案為：KOH、KCl；
（2）白色粉末一定含有K₂CO₃、KNO₃，能導(dǎo)致溶液呈堿性的是K₂CO₃，水解顯堿性，水解離子反應(yīng)為CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，在回答問題（1）可能存在的物質(zhì)中，還有KOH也可能導(dǎo)致溶液呈堿性，
故答案為：K₂CO₃、KNO₃；K₂CO₃；CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；KOH；
II．由上述分析可知，溶液顯堿性，假設(shè)1為導(dǎo)致溶液呈堿性的只有已確定的K₂CO₃，
假設(shè)2為KOH為導(dǎo)致溶液呈堿性的既有已確定的K₂CO₃，又有KOH，
取溶液少許加鹽酸，觀察到氣體生成，則假設(shè)1成立；
取溶液少許加足量氯化鋇后，過濾，向?yàn)V液中加酚酞，若變紅，則假設(shè)2成立，反之不成立，
故答案為：K₂CO₃；K₂CO₃；KOH；

操作步驟	預(yù)期的現(xiàn)象和結(jié)論
取溶液少許加鹽酸； 取溶液少許加足量氯化鋇后，過濾，向?yàn)V液中加酚酞，	觀察到氣體生成，則假設(shè)1成立； 若變紅，則假設(shè)2成立，反之不成立

；
Ⅲ．若只有碳酸鈉，由CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O可知，生成氣體與不生成氣體消耗鹽酸相同，由圖象可知，沒有氣體生成時(shí)消耗鹽酸大于生成氣體消耗的鹽酸，則發(fā)生OH^-+H⁺═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，則溶質(zhì)為K₂CO₃、KOH，故答案為：能；K₂CO₃、KOH．

點(diǎn)評(píng)：本題考查無機(jī)物的推斷及物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)測(cè)定，為高頻考點(diǎn)，把握鹽類水解、離子之間的反應(yīng)推斷物質(zhì)及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與推斷能力的綜合考查，注意物質(zhì)成分的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及圖象分析，題目難度中等．