混合体系中的化学物质推断2-2024-2025学年浙教版九年级上册科学

混合体系中的化学物质推断目录专题1：结合化学流程进行物质推断（解答题型）专题2：结合化学流程进行物质推断（选择题型）专题3：溶液中的离子大量共存问题注：专题1和专题2同属一个系列，考虑到化学推断在化学学科中的重要性，故分两种题型进行阐述。专题1:结合化学流程进行物质推断（解答题）【名师导语】分析推断固体化学样品的成分，当样品的组成较复杂时（含两种及以上化学物质），往往需要设计化学流程，通过多步化学实验操作方可达到目标。因此在中学化学中常将化学物质的推断与化学实验流程的分析相结合设计题型，此类题型通常具有一定的难度，对化学知识的综合掌握程度要求较高。解答该类题型的要点如下：①首先通过前面实验流程中的一些特殊现象（如沉淀、颜色、气体等），确定样品中的第一个成分；②在确定第一个成分的基础上，再根据后面的实验流程并结合物质性质、化学不共存原理等逐个推出其余的成分；③要特别注意实验流程中的“过量”、“足量”二字，如存在加入的反应物过量问题，应仔细分析过量的反应物对后续实验流程的影响。【例题详解】例．有一包固体粉末，可能是NaOH、Na2SO4、MgCl2、CuSO4中的一种或几种组成，为了分析固体粉末的成分，取少量该固体粉末进行实验，实验方案设计如下：（1）固体粉末中一定有________________，一定没有________________。（2）若现象X为“沉淀不溶解”或“沉淀部分溶解”，结论是固体粉末中________________；若现象X为“沉淀全部溶解”，结论是固体粉末中________________。（3）实验步骤①和③都有相同的实验操作，该操作名称为________________。（4）写出实验步骤②的化学方程式________________。（5）简单修改上述实验方案，可取消第④步实验，修改的方法是________________。【详解】（1）取固体粉末加水，得到白色沉淀和无色溶液，说明溶液中一定不含有CuSO4，一定含有NaOH、MgCl2，因为如果含有CuSO4，则溶液应呈蓝色或生成蓝色沉淀；NaOH和MgCl2会反应生成白色沉淀。若现象X为“沉淀不溶解”或“沉淀部分溶解”，结论是固体粉末中一定含有Na2SO4。因为硫酸钠与氢氧化钡反应生成的硫酸钡不溶于稀硝酸，而反应（氯化镁过量时）生成的氢氧化镁沉淀溶于硝酸。若现象X为“沉淀全部溶解”，结论是固体粉末中一定没有Na2SO4。因为硫酸钡不溶于硝酸，氢氧化钡与过量的氯化镁反应生成的氢氧化镁沉淀溶于硝酸。

（3）①和③中都有沉淀生成，把沉淀与溶液分开采用的方法是过滤。（4）化学方程式为：Mg(OH)2+2HNO3=Mg(NO3)2+2H2O（5）修改的方法是把步骤③中的Ba(OH)2溶液改为Ba(NO3)2溶液，因为Ba(NO3)2溶液只能与硫酸钠溶液反应，不能与过量的氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀，所以不用加酸看沉淀是否溶解，只要有沉淀生成，就有硫酸钠，如果没有沉淀生成就没有硫酸钠。答案：（1）NaOH、MgCl2；CuSO4。（2）一定含有Na2SO4；一定没有Na2SO4。（3）过滤。（4）Mg(OH)2+2HNO3=Mg(NO3)2+2H2O。（5）把步骤③中的Ba(OH)2溶液改为Ba(NO3)2溶液。【名师点评】此题首先根据第一步流程中物质颜色推出样品中一定有NaOH、MgCl2，一定没有CuSO4；再通过后续流程鉴定是否含Na2SO4。该题的难点在于NaOH与MgCl2反应时的过量问题，“过量”二字并未直接出现在题目中，需要解题者根据题给信息自行判断。【强化练习】练1．有一混合物可能是由盐酸、碳酸钠、硫酸、氯化铵、硝酸铜五种物质中的一种或几种组成，向该溶液中滴加Ba(OH)2溶液，产生沉淀的质量与加入Ba(OH)2体积关系如图所示:（1）该混合溶液中一定含有的溶质是____________，一定不会含有的溶质是__________，可能含有的溶质是__________。（2）你认为不含的物质的理由是：_____________________。练2．一包白色粉末，由CuSO4、CaCO3、BaCl2、Na2SO4、NaOH中的两种或两种以上的物质混合而成。为探究其组成，进行如下实验：（1）取少量白色粉末，向其中加入足量的水，充分搅拌后过滤，得到白色沉淀和无色滤液。则原白色粉末中一定不含有

。（2）取实验（1）滤出的白色沉淀，向其中加入足量的盐酸，沉淀全部溶解，并产生无色气体。则原白色粉末中一定含有

。根据上述实验可推断：原白色粉末的组成有

种可能。（3）为进一步探究原白色粉末的组成，取实验（1）得到的滤液，向其中通入二氧化碳，产生白色沉淀，则可推断原白色粉末中一定还含有

。练3．有一包白色粉末，可能含有Ba（OH）2、KNO3、FeCl3、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种。为了确定其成分，进行如下实验：①取一定量的白色粉末加入足量的水，振荡，静置，得白色沉淀，上层清液为无色。②过滤，在白色沉淀中加入足量稀盐酸，白色沉淀全部溶解，且有气泡产生。（1）据此推断，该白色粉末中一定含有__________________；可能含有______________；一定不含有__________。（2）写出步骤②中发生反应的化学方程式：_______________________________。练4．现有一包固体粉末，可能是CaCO3、Na2CO3、Na2SO4、CuSO4、NaCl中的一种或几种，为确定其组成，取适量试样进行下列实验。请根据实验现象判断：（1）取试样溶于水，得到无色澄清溶液，则此固体粉末中一定没有__________、___________。（2）取上述溶液适量，滴加过量的BaCl2溶液，出现白色沉淀，再加入过量的稀硝酸，沉淀部分消失并产生气泡。则此固体粉末中一定有_____________、_____________。（3）取步骤（2）实验后的上层清液，加入稀硝酸、硝酸银溶液，出现白色沉淀，由此该同学得出此固体粉末中一定含有NaCl，你认为此结论是否正确________（填“是”或“否”）。（4）对于是否含有NaCl，你认为应对步骤（2）作如何改进_________________（若步骤（3）填“是”，此空不作答）。练5．某无色气体中可能含有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮气中的一种或几种。现将该气体依次缓缓通过下图所示装置，观察到：①A装置内一直未见有浑浊出现；②D装置内无水硫酸铜变蓝(无水硫酸铜遇水变蓝)。最终收集到一定量干燥气体(假设每步反应以及对气体的吸收都是完全的)。请回答下列问题：（1）由①可知原混合气体中肯定不含_____________。（写化学式，下同）（2）由②可知原混合气体中一定含有_____________。（3）最终收集到的气体是___________。（4）实验过程中记录的实验数据如下表，则原混合气体的成分为___________。

专题2：结合化学流程进行物质推断（选择题）例．某白色固体可能由CaCO3、NaCl、BaCl2、NaOH、Na2SO4

中的一种或几种组成的，实验记录如下图：下列分析正确的是（）A．原固体中不含BaCl2、Na2SO4B．原固体中一定含有CaCO3、BaCl2、NaOHC．步骤②中得到的溶液中溶质只有CaCl2D．确定固体中是否有NaCl可以取无色溶液A直接滴入AgNO3溶液【详解】白色固体甲加入过量的稀盐酸，固体全部消失，而氯化钡和硫酸钠反应生成的硫酸钡是不溶于盐酸的沉淀，故白色固体甲一定不含有硫酸钡，一定含有碳酸钙。没有硫酸钡，则氯化钡和硫酸钠不能同时存在；无色溶液A通入二氧化碳产生了白色沉淀，由于二氧化碳可与氢氧化钠反应生成碳酸钠，碳酸钠再与氯化钡反应生成白色沉淀。说明一定含有氯化钡和氢氧化钠，一定不能含有硫酸钠，氯化钠可能存在。A选项：原固体一定不含硫酸钠，一定含有氯化钡，故A错误。B选项：原固体中一定含有CaCO3、BaCl2、NaOH，故B正确。C选项：步骤②加入的是过量的稀盐酸，故得到的溶液中溶质是CaCl2和过量的HCl，故C错误。D选项：氯化钡中含有氯离子，不能使用加入硝酸银溶液的方法检验是否含有氯化钠，故D错误。故选B。【名师点评】结合化学流程进行物质推断时要特别注意“过量”二字，此题中白色固体甲中加入的稀盐酸是过量的，故步骤②中得到的溶液中溶质不只有CaCl2，还有过量的HCl。此题还应注意鉴别物质时不同物质间的相互影响，如BaCl2的存在会影响NaCl的鉴别。【强化练习】练1．一包固体粉末可能含有硫酸钠、氯化铜、碳酸钙和氯化钠中的一种或几种。根据实验过程及现象得出的结论错误的是（）A． 可能有氯化钠 B． 一定没有碳酸钙C． 一定有氯化铜和硫酸钠 D． 一定有氯化铜和氯化钠练2．有一包粉末可能由CaCO3、Na2SO4、KNO3、CuSO4、BaCl2中的一种或几种组成，做实验得到以下结果：①将此固体粉末加入到水中，得到白色沉淀，且上层清液为无色；②该白色沉淀部分溶于稀硝酸，且有无色气体产生。据此实验，下列判断正确的是（）A．该粉末中一定含有CaCO3、Na2SO4、BaCl2B．该粉末中一定不含有KNO3、CuSO4C．该粉末中一定含有KNO3D．该粉末中一定含有Na2SO4、KNO3、BaCl2练3．实验废液中可能含有离子K+、Mg2+、Cl、Ba2+、SO42、CO32中的几种，为确定可能含有的离子，兴趣小组进行了下面的实验：①取一份废液，加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加入足量稀盐酸，沉淀无变化；②另取一份废液，加入氢氧化钾溶液出现白色沉淀，再加入足量稀盐酸，沉淀全部溶解。分析上面实验得出的结论中，正确的是（）A．只含有Mg2+、SO42B．一定含有K+、Mg2+、Cl、SO42C．一定含有Mg2+、SO42，可能含有Cl、K+D．一定含有Cl、K+，可能含有Mg2+、SO42练4．甲、乙、丙、丁四种溶液中，分别含有Ba2+、Mg2+、Na+、H+、OH、Cl、CO32、SO42中的一种阳离子和一种阴离子。为确定四种溶液中分别含有哪种阳离子或阴离子，进行了下面实验：①将甲溶液分别与其他三种溶液混合，都观察到白色沉淀生成；②将乙、丁溶液混合，有气泡产生；③向丙溶液中滴入AgNO3

溶液，可明显观察到白色，加稀硝酸后，沉淀不消失；分析实验得到的以下结论，不正确的是（

）A．甲溶液中一定含有Ba2+

B．乙溶液中可能含有SO42C．丙溶液中一定含有Cl—

D．丁溶液中一定含有Na+练5．某一种或几种物质的水溶液中，可能含有以下几种离子：K+、Cl、Ca2+、Ba2+、SO42、CO32。现取两份100mL溶液进行如下实验：（1）第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生。（2）第二份加足量的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生，再加入过量的稀硝酸，沉淀部分溶解。根据上述实验，以下推测正确的是（）A．一定存在Cl B．一定存在CO32，可能存在Ba2+C．一定存在K+ D．一定存在SO42，可能存在Ca2+专题3：溶液中的离子大量共存问题【名师导语】大量共存问题是指当溶液中存在多种溶质时，判断几种溶质之间是否能大量共存而不发生化学反应，其本质是化学不共存原理，主要考核复分解反应的实质，即：物质之间能否反应生成沉淀、气体或水。关于大量共存问题的题型在初中化学中经常出现，处理该问题时应注意以下几点：1、首先要关注溶液的酸碱性，如在酸性溶液中，与酸反应的物质（OH、CO32等）不能大量存在；2、其次是在溶液中能互相反应生成沉淀、气体或水的物质不能大量共存；3、除此之外，还要注意溶液是否具有一些特殊要求，如无色溶液中不能大量存在有色离子（Cu2+、Fe3+等）。【例题详解】例．下列离子组能在pH=1的无色溶液中大量共存的是（）A．NO3，Fe3+，Na+，OH B．K+，SO42，Na+，NO3C．Cl，K+，SO42，Ba2+ D．Ca2+，Cl，CO32，Na+【详解】pH为1的水溶液显酸性，水溶液中含有大量的H+。A选项中，Fe3+与OH结合生成氢氧化铁沉淀，不能大量共存，且Fe3+在水溶液中显黄色，故A选项错误。B选项中，四种离子之间不能结合成水、气体或沉淀，能大量共存，且都是无色的离子，故B选项正确。C选项中，SO42与Ba2+能结合生成硫酸钡沉淀，不能大量共存，故C选项错误。D选项中，在酸性条件下，H+与CO32结合生成水和二氧化碳，Ca2+与CO32能结合生成碳酸钙沉淀，不能大量共存，故D选项错误。故选：B。【名师点评】此题中要求无色溶液，故有色离子Fe3+不能大量存在；同时要求pH=1的溶液，故与酸反应的物质OH、CO32不能大量存在；最后是互相反应生成沉淀、气体或水的物质不能大量共存。按以上三条原则可顺利作出判断。【强化练习】练1．下列各组物质能在pH=1的无色溶液中大量共存的是（）K2SO4、Ba(OH)2、KClB．Cu(NO3)2、NaCl、KNO3C．Na2CO3、KNO3、NH4ClD．MgSO4、NaNO3、KCl练2．在pH=0的溶液中，能大量共存的离子组是（）A．Al3+、Ag+、Cl、NO3B．K+、Na+、SO42、CO32C．OH、Mg2+、Cl、NO3D．Ba2+、Fe3+、Cl、NO3练3．下列各组物质在给定条件下能大量共存的是（）A．在pH=l的溶液中：NaCl、Na2CO3、Na2SO4B．在pH=2的溶液中：KCl、Na2SO4、HNO3C．在pH=13的溶液中：BaCl2、Na2CO3、NaOHD．在pH=14的溶液中：FeCl3、Ba(NO3)2、CaCl2练4．下列离子能在pH=11的溶液中大量共存的是（）K+、NO3、Na+、ClB．CO32、K+、Cl、Ca2+C．H+、Ba2+、Cl、SO42D．K+、Na+、SO42、Cu2+练5．下列离子能在pH=12的水溶液中大量共存的是（）A．SO42、NO3、K+、H+B．Na+、Cl、OH、Al3+C．Cl、NO3、K+、Na+D．Ag+、Cl、CO32、K+

专题1参考答案练1．【详解】（1）通过物质的性质进行分析，碳酸钠与硫酸、盐酸不能共存，硝酸铜与碳酸钠不能共存，氢氧化钡能与硫酸反应生成不溶于水和酸的硫酸钡沉淀。由图象可知加入氢氧化钡时刚开始无沉淀产生，根据酸碱反应优先原理，溶液中一定无硫酸，一定含有盐酸（如果有硫酸则一开始就会产生硫酸钡沉淀）。根据不共存原理，有盐酸则不含有碳酸钠。过一段时间产生沉淀说明溶液中含有硝酸铜，硝酸铜可与氢氧化钡反应产生氢氧化铜沉淀。所以该混合溶液中一定含有的溶质是盐酸、硝酸铜，一定不含有的溶质是硫酸、碳酸钠，可能含有的溶质是氯化铵。

（2）不含的物质的理由是：硫酸和氢氧化钡一接触就会生成沉淀，碳酸钠和盐酸不能共存。答案：（1）盐酸、硝酸铜；硫酸、碳酸钠；氯化铵。（2）硫酸和氢氧化钡一接触就会生成沉淀，碳酸钠和盐酸不能共存。练2．【详解】（1）取少量白色粉末，向其中加入足量的水，充分搅拌后过滤，得到白色沉淀和无色滤液，所以原白色粉末中一定不含有：CuSO4。

（2）实验（1）中的白色固体可能是碳酸钙，也可能是硫酸钠与氯化钡反应后生成的硫酸钡沉淀，但是硫酸钡不溶于水而且不溶于酸，而题目中的白色沉淀全部溶于稀盐酸中，并产生无色气体，说明这种白色沉淀是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。

由实验（2）可以分析出硫酸钠和氯化钡只能存在一种，或者都不存在，所以根据（1）和（2）的条件可以得出可能组合为：①CaCO3、BaCl2；②CaCO3、BaCl2、NaOH；③CaCO3、Na2SO4；④CaCO3、Na2SO4、NaOH；⑤CaCO3、NaOH。故有5种可能。

（3）依据二氧化碳和氢氧化钠会生成碳酸钠，碳酸钠和氯化钡会生成白色沉淀，所以取实验（1）得到的滤液，向其中通入CO2，产生白色沉淀，则可推断原白色粉末中一定还含有NaOH、BaCl2。

答案：（1）CuSO4；（2）CaCO3，5；（3）NaOH、BaCl2。练3．【详解】（1）由①取一定量的白色粉末加入足量的水，振荡，静置，得白色沉淀，上层清液为无色，可知固体中不可能含有氯化铁（氯化铁的溶液为黄色，与其它物质间反应生成的沉淀也是有色的沉淀），能生成白色沉淀则固体中一定含有氢氧化钡（氢氧化钡能与碳酸钠或硫酸钠反应生成白色沉淀）。由②过滤，在白色沉淀中加入足量稀盐酸，白色沉淀全部溶解，且有气泡产生，则该沉淀是碳酸盐的沉淀，所以该固体中一定含有碳酸钠，一定不含硫酸钠。由以上分析可知该白色粉末中一定含有氢氧化钡、碳酸钠，可能含有硝酸钾，一定不含硫酸钠和氯化铁。

（2）步骤②中反应是碳酸钡和稀盐酸的反应，方程式为：BaCO3+2HCl═BaCl2+CO2↑+H2O。

答案：（1）氢氧化钡、碳酸钠；硝酸钾；硫酸钠和氯化铁；（2）BaCO3+2HCl═BaCl2+CO2↑+H2O。练4．【详解】（1）原试剂中CaCO3不溶于水，CuSO4溶于水得到蓝色溶液，根据题中信息可以判断原固体粉末中一定不含CaCO3和CuSO4这两种物质。

（2）根据实验操作及物质的相互反应现象可以知道，滴加过量的BaCl2溶液，出现白色沉淀，白色沉淀可能是碳酸钡或硫酸钡；再根据“加入过量的稀硝酸，沉淀部分消失并产生气泡”，沉淀消失产生气泡的是碳酸钡，沉淀不能溶解于稀硝酸的是硫酸钡，判断固体中一定有Na2CO3、Na2SO4。

（3）步骤（2）中已经引入了氯离子，加入稀硝酸、硝酸银溶液出现白色沉淀，只能确定清液中含氯离子，不能判断原溶液中一定含NaCl。

（4）要确定固体粉末是否含NaCl，应该排除氯离子的干扰，所以在步骤（2）中不能引入氯离子，可将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液或Ba(OH)2溶液。

答案：（1）CaCO3、CuSO4；（2）Na2CO3、Na2SO4；（3）否；（4）将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液或Ba(OH)2溶液。练5．【详解】（1）二氧化碳通过澄清石灰水会生成碳酸钙沉淀，而本题混合气通过澄清石灰水没有现象，所以混合气中没有二氧化碳，故答案为：二氧化碳。

（2）无水硫酸铜遇水变蓝色，说明点燃后生成了水，根据质量守恒定律可知，原混合气中含有氢元素，故答案为：甲烷。（3）根据（2）的推断，可知混合气中含有甲烷，假如也有一氧化碳，经过点燃后，甲烷和一氧化碳转化成了二氧化碳和水，而氢氧化钠可以吸收二氧化碳，浓硫酸可以吸收水，最后只剩氮气，故答案为：氮气。（4）由前面的推断可知，混合气体中一定含有甲烷和氮气，是否含有一氧化氮需要通过计算确定。D装置吸收的物质为水，E、F装置吸收的物质为二氧化碳。根据表中的数据可知，生成了水1.8克，二氧化碳4.4克，则原混合气体中含有H元素：218×1.8=0.2克，含有C元素：1244×4.4=1.2克；碳氢原子个数比=1.212：0.21=1：2。故可以确定原混合气体中含有甲烷和一氧化碳，故原混合气体答案：（1）CO2；（2）CH4；（3）N2；（4）CH4、CO、N2。

专题2参考答案练1．【详解】取该固体粉末少量，加足量水，搅拌静置，得到蓝色溶液，说明存在氯化铜；因为碳酸钙难溶于水，故一定没有碳酸钙；溶液加入过量硝酸钡溶液生成白色沉淀，说明含有硫酸钠；故固体中一定有氯化铜、硫酸钠。蓝色溶液中加入硝酸银溶液生成白色沉淀，白色沉淀是氯化银，说明溶液中存在氯离子，由于已经确定存在氯化铜，氯化铜中含氯离子，故无法判定是否含有氯化钠。故选D。练2．【详解】由题意可知，（1）“上层溶液为无色”可推得一定没有“CuSO4”，“白色沉淀”有两种可能：原有的CaCO3或Na2SO4与BaCl2反应生成的硫酸钡。（2）中“白色沉淀部分溶于稀硝酸”中的“部分溶于”可知白色沉淀既有“碳酸钙”，又有“硫酸钡”；而有硫酸钡时，则一定含有Na2SO4与BaCl2。但整个推断过程中，始终无法确定KNO3的存在与否。所以，原固体粉末中一定含有CaCO3、Na2SO4和BaCl2，一定不含有CuSO4，可能含有KNO3。故选A。练3．【详解】①取一份废液，加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，钡离子能与硫酸根离子结合产生硫酸钡白色沉淀，钡离子能与碳酸根离子结合产生碳酸钡白色沉淀，再加入足量稀盐酸，沉淀无变化，说明生成的是硫酸钡沉淀，不是碳酸钡沉淀，故废液中一定含有硫酸根离子，一定不含有碳酸根离子；由于有硫酸根离子，故一定不会含有钡离子。②另取一份废液，加入氢氧化钾溶液出现白色沉淀，镁离子能与氢氧根离子结合生成溶于盐酸的氢氧化镁沉淀，故废液中一定含有镁离子。通过分析可以知道，废液中可能含有氯离子和钾离子。故选C。练4．【详解】根据题中信息，各种离子之间会形成的白色沉淀是硫酸钡、碳酸钡、氢氧化镁，将甲溶液分别与其他三种溶液混合，都观察到白色沉淀生成，所以甲一定是氢氧化钡。对于剩下的六个离子进行分析，向丙溶液中滴入AgNO3溶液，可明显观察到白色沉淀，加稀硝酸后，沉淀不消失，所以丙中一定含有氯离子；将乙、丁溶液混合有气泡产生，所以乙、丁中必然一个是碳酸钠（不可能是碳酸镁，碳酸镁是沉淀），另一个是硫酸（不可能是盐酸，氯离子在丙中）；由此进一步推得丙是氯化镁。故选D。练5．【详解】第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生，由于银离子能与氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子产生沉淀，说明溶液中含有Cl或是碳酸根离子或是硫酸根离子；第二份加足量的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生，再加入过量的稀硝酸沉淀部分溶解，说明白色沉淀中含有硫酸钡和碳酸钡，加入过量的稀硝酸时，硫酸钡不溶解，而碳酸钡溶解，因此溶液中含有SO42、CO32；溶液中含有SO42、CO32，则一定不含有Ca2+、Ba2+，因为钙离子、钡离子和碳酸根离子、硫酸根离子不能共存；由于一定含有碳酸根离子，无法由实验（1）推断氯离子，故氯离子不一定存在；由于整份溶液是电中性的，已推得溶液中含有碳酸根离子和硫酸根离子，故溶液中一定含有钾离子。根据上述实验，溶液中一定没有Ca2+、Ba2+，可能含有Cl，一定含有的是CO32、SO42、K+。故选C。专题3参考答案练1．【详解】pH为1的水溶液显酸性，水溶液中含有大量的H+。A选项中