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TYPE8 專題8　物質的推斷
　　命題重點:物質的推斷是根據給出的實驗步驟和現象,運用物質的特性,經過分析、推理作出正確的判斷,以確定所給的未知物是什么物質,不可能是什么物質;確定混合物里或溶液里肯定有什么物質,肯定不含有什么物質,可能含有什么物質。這類題具有條件隱蔽,包含知識點較多,關系復雜,思維強度大,綜合性強等特點,是一類在考查知識的同時側重考查學生思維能力的好題型。
　　方法要點:在解決這類問題時,首先要仔細審題,抓住關鍵證據,找準解題的突破口,并從突破口出發,順藤摸瓜,推出結果,最后將所得答案放回原題中進行檢驗,看是否符合題意。作為解題的關鍵所在,突破口歸納起來大致有以下情況:①以物質的特征顏色為突破口;②以物質的特征狀態為突破口;③以物質反應時的特征現象為突破口;④以物質其他的一些特征性質為突破口。
類型一　框圖式推斷題
1 [2016·寧波] 已知A~I均為初中科學常見的物質,其中組成A、C兩種氣體的元素相同,且C是常見的溫室氣體,B是鐵銹的主要成分,D是單質,F是鹽酸鹽。根據如圖T8-1所示的轉化關系(圖中反應條件均已略去)回答下列問題:
圖T8-1
(1)D的化學式為　　　　。?
(2)寫出反應①的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)若反應②在植物體內進行,這個過程中能量的轉化形式是　　　　　　　　　　　　。?
【解法指導】 本題的關鍵點在于“B是鐵銹的主要成分”,可以確定B為三氧化二鐵,而能與金屬氧化物反應的物質有酸、還原性的物質(C、CO、H2)。根據“A、C兩種氣體的元素相同,且C是常見的溫室氣體,D是單質”,確定A為一氧化碳,C為二氧化碳,而D為鐵;根據“F是鹽酸鹽”,可以確定E為鹽酸,F為氯化鐵,G為水。最后根據“反應②在植物體內進行”以及隱含的條件A、H能反應生成C,確定H為氧氣,I為葡萄糖。
1.[2017·寧波] 某廢液中只含有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2三種溶質。為了回收金屬、保護環境,小科設計了如圖T8-2所示方案(所加試劑均過量)。下列判斷正確的是 (　　)
圖T8-2
A.固體a是銅
B.X一定是Na2SO4
C.溶液B中含有的鹽有Ba(NO3)2和NaNO3
D.若回收到6.4 g固體a, 則加入的鐵屑質量為5.6 g
2.[2017·臺州] 有一包白色粉末,可能是由硫酸銅、氯化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉中的一種或幾種組成。為檢驗其中的成分,按以下流程進行實驗:
圖T8-3
(1)根據實驗現象,白色粉末中一定有　。?
(2)實驗中不能用BaCl2溶液代替Ba(NO3)2溶液的理由是?　 。?
3.實驗室有一包固體混合物,可能由Fe(OH)3、KOH、Ba(OH)2、K2CO3、C、Cu、CuO中的三種物質組成。某校化學興趣小組的同學為了探究其成分,設計了如下實驗流程。
圖T8-4
(1)無色溶液Ⅱ中所含陽離子的符號是　 。?
(2)有色固體a與稀硫酸反應的化學方程式為　 。?
(3)有色固體b在空氣中加強熱時發生反應的化學方程式為　 。?
(4)這包固體混合物的成分是　 。?
類型二　文字式推斷題
2 某固體可能含有Ca(NO3)2、Na2SO4、Na2CO3、FeCl3、KCl中的一種或幾種,現對其進行如下實驗:
①取少量固體于試管中,加適量蒸餾水,固體完全溶解成無色透明溶液;
②取少量上述溶液,加過量稀硫酸,有氣泡產生;
③取②所得溶液少量,滴加BaCl2溶液,產生白色沉淀。分析以上實驗現象,對原固體組成的推斷正確的是 (　　)
A.肯定有Na2CO3、Na2SO4,無FeCl3、Ca(NO3)2
B.肯定有Na2CO3,無FeCl3、Ca(NO3)2
C.肯定有Na2CO3、Na2SO4,無FeCl3
D.肯定有Na2CO3,無FeCl3、KCl
【解法指導】 本題的突破點首先是“加適量蒸餾水,固體完全溶解成無色透明溶液”,可以判斷出一定沒有FeCl3;接著突破點是“加過量稀硫酸,有氣泡產生”,可以斷定一定含Na2CO3,一定不含Ca(NO3)2,因為碳酸鈉和硝酸鈣不能共存,否則操作①固體無法完全溶解;最后需要注意的是操作③中“滴加BaCl2溶液,產生白色沉淀”,并不能判斷出固體成分中含硫酸鈉,因為操作②中加入的稀硫酸是過量的,沉淀可以是氯化鋇和稀硫酸反應生成的。
1.有一包白色固體,可能含有碳酸鉀、硫酸鈉、氯化鈉、硝酸鋇、氫氧化鉀中的一種或幾種。某化學興趣小組為探究其成分,進行如下實驗:
(1)取少量固體于燒杯中,逐漸加水并不斷攪拌,待燒杯中的物質充分反應后過濾,得到白色沉淀和濾液。
(2)取少量濾液于試管中,滴加酚酞試液,酚酞試液不變色。
(3)向白色沉淀中滴加過量稀硝酸并不斷攪拌,沉淀部分溶解。
請根據上述實驗過程和發生的現象,回答問題:
原白色固體中一定含有　　　　　　　　　　,一定不含有　　　　,可能含有　。?
2.[2018·金華] 有一包白色固體可能含有碳酸鈉、硫酸鈉、硝酸鋇、氫氧化鈉中的一種或幾種。某科學興趣小組為探究其成分做了以下實驗:
①取少量固體于燒杯中,加足量的水溶解,燒杯內有固體殘留并得到無色溶液甲;
②取少量無色溶液甲于試管中,滴加酚酞試液,溶液不變色;
③繼續向①的燒杯中滴加稀硝酸并不斷攪拌,燒杯內固體的質量隨加入稀硝酸質量的變化如圖T8-5所示。
圖T8-5
(1)僅通過①可以得出的結論是:原白色固體中一定有　　　　。?
(2)無色溶液甲中一定不存在的物質是　　　(填字母)。?
A.碳酸鈉 B.硫酸鈉
C.硝酸鋇 D.氫氧化鈉
3. [2018·廣州] 某固體混合物可能含有CuSO4、CaCO3、Na2CO3、KOH中的一種或兩種,為了確定該混合物的成分,進行如下實驗:
步驟I:取少量固體于燒杯中,加水,攪拌,固體全部溶解,得到無色溶液A。
步驟Ⅱ:取少量溶液A于試管中,滴加過量MgCl2溶液,有白色沉淀產生;再加入過量稀鹽酸,沉淀消失,有氣泡產生。
(1)步驟Ⅱ中產生的氣泡是　　　　(填化學式)。?
(2)根據上述實驗推斷該混合物的成分,肯定含有的是　　　　　　　　,可能含有的是　　　　。?
(3)設計實驗進一步確定混合物組成,依次用到的試劑是　　　　　　　　　　　　　。?
4.[2017·營口] 現有一包白色粉末可能含有硫酸鈉、碳酸鈉、氯化鋇、氫氧化鈉、硫酸銅中的一種或幾種。某化學小組為確定其成分做了以下探究:
[查閱資料] 硫酸鈉、氯化鋇溶液均呈中性。
(1)步驟Ⅰ:取少量固體于燒杯中,加足量的水攪拌、過濾,得到白色沉淀和無色濾液。
步驟Ⅱ:取步驟Ⅰ所得的白色沉淀于試管中加入過量的稀硝酸,沉淀全部溶解,有氣泡產生,得到無色澄清透明的溶液,根據上述兩步實驗,小組同學認為白色粉末中一定不含有的物質是　　　,同時確定了白色粉末中一定含有的物質,并寫出了步驟Ⅰ中產生白色沉淀的化學方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)為了進一步確定白色粉末中可能含有的物質,小組同學利用步驟Ⅰ所得的濾液,繼續探究。
[討論猜想] 小組同學對濾液中溶質成分作出了多種猜想,其中濾液中含有三種溶質的猜想分別是:
猜想一:　　　　　　;?
猜想二:　　　　　　。?
[實驗探究] 小組同學共同設計如下方案來證明諸多猜想中猜想二成立,請完成下列表格
實驗步驟
實驗現象
實驗結論
?
?
?
?
?
?
猜想二成立
[實驗結論] 小組同學通過以上探究,最終確定了白色粉末的成分。
類型三　定量計算型推斷題
3 有一包白色固體樣品,可能由硫酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鈣、氯化鋇、氯化鎂中的一種或幾種物質組成,為探究該樣品的組成,某小組取適量樣品按下列流程進行實驗。
圖T8-6
請回答下列問題:
(1)過濾操作中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和　　　　,其中玻璃棒的作用是　　　　。?
(2)濾渣a的成分是 　,?
濾液中溶質的成分除氯化鈉外還有　　　　　,白色沉淀b的成分是　　　　　　。?
(3)若現象①“濾渣全部溶解”變為“濾渣部分溶解”,其他現象不變,則原樣品中不能確定是否存在的物質是　　　　。?
1.氫氣還原氧化銅生成紅色固體,這些紅色固體是什么物質?某科學興趣小組查閱資料得知,反應溫度不同,氫氣還原氧化銅的產物可能是Cu或Cu2O,Cu和Cu2O均為不溶于水的紅色固體,但氧化亞銅能與稀硫酸反應,化學方程式為:Cu2O+H2SO4CuSO4+Cu+H2O,為探究反應后的紅色固體中含有什么物質?他們提出了以下假設:
假設一:紅色固體只有Cu;
假設二:紅色固體只有Cu2O;
假設三:紅色固體中有Cu和Cu2O。
請回答有關問題:
(1)取少量紅色固體,加入足量的稀硫酸,若無明顯現象,則假設　　　　成立;若看到溶液變成藍色,且仍有紅色固體,則能否支持假設三?　　　　(填“能”或“不能”)。?
(2)現將3 g紅色固體加入足量的稀硫酸中,反應后的溶液過濾,稱得烘干后的濾渣質量為1.4 g,則原紅色固體中含有什么物質?　 。?
2.[2017·紹興改編] 某白色粉末,可能含有硫酸鈉、硫酸銅、氯化鈉、硝酸鋇、碳酸鈣中的一種或幾種。某科學興趣小組為探究其成分,設計了如下實驗流程(所加試劑均足量)。
圖T8-7
(1)操作Ⅰ、Ⅱ的名稱是　　　　。?
(2)無色氣體的質量是　　　　克。?
(3)固體甲的成分是　　　　。?
(4)這種白色粉末中一定不含有　　　　。?
(5)白色粉末中肯定含有的物質總質量為　。?
參考答案
◆分類突破
例1　(1)Fe
(2)Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O
(3)光能轉化為化學能
針對訓練
1.C
2.(1)NaCl、Na2CO3
(2)帶入Cl-不能確定原混合物中氯化鈉的存在(或帶入Cl-對實驗過程產生了干擾)
3.(1)H+和K+
(2)2Fe(OH)3+3H2SO4Fe2(SO4)3+6H2O
(3)2Cu+O22CuO
(4)Fe(OH)3、K2CO3、Cu
例2　B
針對訓練
1.硫酸鈉、碳酸鉀、硝酸鋇　氫氧化鉀　氯化鈉
2.(1)Ba(NO3)2　(2)ABD
[解析] (1)取少量固體于燒杯中,加足量的水溶解,燒杯內有固體殘留,說明原固體成分之間溶于水時生成難溶性的物質,在碳酸鈉、硫酸鈉、硝酸鋇、氫氧化鈉四種物質中,可能是碳酸鈉與硝酸鋇生成碳酸鋇沉淀,也可能是硫酸鈉與硝酸鋇生成硫酸鋇沉淀,無論何種情況,硝酸鋇一定存在。(2)取少量無色溶液甲于試管中,滴加酚酞試液,溶液不變色,判斷無色溶液甲中不含堿性的物質,氫氧化鈉屬于堿,一定不含有,碳酸鈉雖然屬于鹽但其水溶液呈堿性,故也一定不含有;③繼續向①的燒杯中滴加稀硝酸并不斷攪拌,沉淀的質量不斷減少至一定質量不變,說明固體殘留物是碳酸鋇和硫酸鋇的混合物,因為硫酸鋇難溶于水也不溶于酸,碳酸鋇難溶于水但是能溶于硝酸,生成硝酸鋇,如果原溶液甲中含有硫酸鈉就會又生成沉淀,沉淀的質量就會增加,不符合圖像,故不可能含有硫酸鈉。
3.(1)CO2　(2)碳酸鈉　氫氧化鉀　(3)氯化鈣溶液、酚酞試液(合理即可)
[解析] (1)碳酸鈣不溶于水,硫酸銅溶液呈藍色,由步驟I的現象可知,該固體混合物中一定不含硫酸銅和碳酸鈣;向無色溶液A中加入氯化鎂溶液,產生白色沉淀,因氯化鎂和碳酸鈉反應生成碳酸鎂白色沉淀和氯化鈉,氯化鎂和氫氧化鉀溶液反應生成氫氧化鎂白色沉淀和氯化鉀,則該白色沉淀可能是碳酸鎂或氫氧化鎂中的一種或兩種,但向該沉淀中加入過量的稀鹽酸,沉淀消失,有氣泡產生,證明白色沉淀中一定含有碳酸鎂,因為碳酸鎂和稀鹽酸反應生成氯化鎂、二氧化碳和水,生成的二氧化碳氣體放出,產生氣泡,氫氧化鎂和稀鹽酸反應無氣泡產生,由此可知,步驟I中產生的氣體是CO2。(2)由上述(1)的分析可知,碳酸鎂沉淀是由碳酸鈉和氯化鎂反應生成的,所以,該固體混合物中一定含有碳酸鈉,可能含有氫氧化鉀。(3)要進一步確定該混合物的組成,可設計如下實驗方案:取無色溶液A少量于試管中,滴入過量的氯化鈣溶液,氯化鈣溶液和碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,氯化鈉、氯化鈣溶液均呈中性,靜置,向上層清液中滴加無色酚酞試液,若酚酞試液變紅色,證明該固體中含有氫氧化鉀,若酚酞試液不變色,證明該固體中不含氫氧化鉀,該實驗方案中依次用到的試劑是氯化鈣溶液、酚酞試液,其他方案合理也可。
4.(1)硫酸鈉和硫酸銅
Na2CO3+BaCl2BaCO3↓+2NaCl
(2)Na2CO3、 NaCl和NaOH　BaCl2、 NaCl和NaOH
實驗步驟
實驗現象
實驗結論
①取適量濾液置于試管中,先滴加無色酚酞溶液;
②再向①中所得溶液中繼續滴加碳酸鈉溶液
溶液由無色變為紅色;
溶液中有白色沉淀產生
(合理即可)
例3　(1)漏斗　引流
(2)CaCO3、Mg(OH)2　NaOH、BaCl2　BaCO3
(3)MgCl2
針對訓練
1.(1)一　不能　(2)Cu和Cu2O
2.(1)過濾　(2)2.2　(3)碳酸鈣與硫酸鋇　(4)硫酸銅
(5)11.87 g
[解析] (1)操作Ⅰ、Ⅱ的名稱是過濾,過濾出溶液中的沉淀;(2)根據化學反應前后質量守恒定律,氣體質量=7.33 g-5.13 g=2.2 g;(3)過濾步驟Ⅰ所得混合物甲,加熱灼燒,有無色氣體產生,且有固體殘留,說明沉淀甲為碳酸鋇和硫酸鋇的混合物;(4)取少許樣品放入燒杯中,加適量的水充分溶解,得到無色溶液和沉淀,確定一定不含有硫酸銅。

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