4-3 常见阴阳离子的检验 同步作业 《化学（农林牧渔）》同步教学 高教版

主题四 常见无机物及其应用 第三节 常见阴阳离子的检验同步作业 一、基础题（共70分） （一）选择题（每题3分，共33分） 1. 下列关于常见阳离子检验的说法，错误的是（ ） A. 检验NH₄⁺时，可加入浓NaOH溶液加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 B. 检验Fe³⁺时，可加入KSCN溶液，溶液变为血红色 C. 检验Ca²⁺时，可加入Na₂CO₃溶液，生成白色沉淀 D. 检验Mg²⁺时，可加入稀盐酸，生成无色气体 2. 检验溶液中是否含有Cl⁻，常用的试剂是（ ） A. 稀硫酸和BaCl₂溶液 B. 稀硝酸和AgNO₃溶液 C. 稀盐酸和CaCO₃ D. 稀硫酸和Na₂CO₃溶液 3. 农林生产中，鉴别铵态氮肥（含NH₄⁺）的关键现象是（ ） A. 生成白色沉淀 B. 产生刺激性气味的气体 C. 溶液变为蓝色 D. 产生无色无味的气体 4. 下列关于SO₄²⁻检验的操作，正确的是（ ） A. 直接向溶液中加入BaCl₂溶液，观察是否有白色沉淀 B. 向溶液中加入稀盐酸酸化，再加入BaCl₂溶液，观察是否有白色沉淀 C. 向溶液中加入稀硫酸酸化，再加入BaCl₂溶液，观察是否有白色沉淀 D. 向溶液中加入Ba(NO₃)₂溶液，观察是否有白色沉淀 5. 检验溶液中是否含有CO₃²⁻，常用的试剂是（ ） A. 稀盐酸和澄清石灰水 B. 稀硫酸和酚酞试液 C. 稀盐酸和酚酞试液 D. 稀硫酸和AgNO₃溶液 6. 下列阳离子中，能通过焰色反应检验的是（ ） A. NH₄⁺ B. Fe³⁺ C. K⁺ D. Mg²⁺ 7. 农林生产中，检验肥料中是否含有硫酸根（SO₄²⁻），若出现下列现象，说明含有SO₄²⁻的是（ ） A. 加入稀盐酸后产生气泡，通入澄清石灰水变浑浊 B. 加入BaCl₂溶液后产生白色沉淀，加稀盐酸沉淀不溶解 C. 加入NaOH溶液后产生刺激性气味的气体 D. 加入AgNO₃溶液后产生白色沉淀，加稀硝酸沉淀不溶解 8. 下列操作中，会导致Cl⁻检验结果偏高（误判含有Cl⁻）的是（ ） A. 溶液中含有SO₄²⁻，未酸化直接加入AgNO₃溶液 B. 溶液中含有CO₃²⁻，先酸化再加入AgNO₃溶液 C. 检验前用蒸馏水洗净玻璃棒 D. 加入AgNO₃溶液后未静置直接观察 9. 检验Fe²⁺时，可选用的试剂是（ ） A. KSCN溶液 B. 稀盐酸 C. 酸性KMnO₄溶液 D. NaOH溶液 10. 农林生产中，检测土壤溶液中是否含有Ca²⁺，可加入的试剂是（ ） A. NaCl溶液 B. KNO₃溶液 C. Na₂CO₃溶液 D. 稀硫酸 11. 下列关于阴阳离子检验的注意事项，错误的是（ ） A. 检验前需排除干扰离子的影响 B. 试剂的加入顺序会影响检验结果 C. 所有离子检验都必须在溶液中进行 D. 观察现象时，需区分沉淀、气体、颜色变化等不同特征 （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 常见阳离子的检验方法主要有______、______、______等，常见阴离子的检验方法主要有______、______、______等。 2. 检验NH₄⁺的试剂是______和______，反应条件是______，现象是______。 3. 检验Cl⁻的试剂是______和______，加入试剂的顺序是先加______，再加______，现象是______。 4. 农林生产中，离子检验的应用场景有______、______、______等，如肥料成分鉴别、土壤离子含量检测、农药纯度判断等。 5. 写出下列离子检验的离子方程式： （1）NH₄⁺的检验：______； （2）Cl⁻的检验：______； （3）CO₃²⁻的检验：______； （4）SO₄²⁻的检验：______。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 检验NH₄⁺时，无需加热，直接加入NaOH溶液即可产生NH₃气体。（ ） 2. 检验SO₄²⁻时，若溶液中含有Ag⁺，会干扰检验结果。（ ） 3. 焰色反应中，钾元素的火焰颜色为紫色，需透过蓝色钴玻璃观察。（ ） 4. 检验CO₃²⁻时，加入稀盐酸产生的气体一定是CO₂。（ ） 5. 检验Fe³⁺时，加入KSCN溶液后，溶液变为蓝色。（ ） 6. 农林生产中，可通过检验土壤中的Ca²⁺和Mg²⁺含量，判断土壤的肥沃程度。（ ） 7. 检验Cl⁻时，若先加入AgNO₃溶液，再加入稀硝酸，沉淀不溶解，说明溶液中一定含有Cl⁻。（ ） 8. 所有阴离子都能通过与特定试剂反应生成沉淀来检验。（ ） 9. 检验离子时，试剂的用量越多，检验结果越准确。（ ） 二、提升题（共30分） （一）简答题（10分） 1. 农林生产中，某农户怀疑购买的“硫酸铵”肥料是假冒产品（可能为氯化铵或碳酸铵）。请设计实验方案鉴别该肥料的成分（要求写出检验步骤、现象及结论），并写出相关离子方程式。 2. 土壤溶液中可能含有Cl⁻、SO₄²⁻、CO₃²⁻三种阴离子，请设计实验方案依次检验这三种阴离子的存在（要求写出试剂选择、操作顺序、现象及结论），并说明为什么要按该顺序检验。 （二）分析题（10分） 1. 某同学检验某肥料溶液中的离子，操作及结果如下： ① 检验NH₄⁺：向溶液中加入NaOH溶液，未加热，观察到无明显现象，得出“溶液中不含NH₄⁺”的结论； ② 检验SO₄²⁻：向溶液中直接加入BaCl₂溶液，产生白色沉淀，得出“溶液中含有SO₄²⁻”的结论； ③ 检验Cl⁻：向溶液中加入AgNO₃溶液，产生白色沉淀，加稀硝酸沉淀不溶解，得出“溶液中含有Cl⁻”的结论。 请分析该同学的操作存在哪些错误，这些错误会导致什么后果（误判或漏判），并说明改正方法。 2. 农林生产中，常用“焰色反应”检验肥料中的钾元素和钠元素。请分析焰色反应的原理，说明检验钾元素时为什么要透过蓝色钴玻璃观察，以及该方法在肥料鉴别中的应用价值。 （三）计算题（10分） 1. 实验室检验某溶液中的Cl⁻，向20mL该溶液中加入足量AgNO₃溶液，生成0.574g AgCl沉淀（AgCl的摩尔质量为143.5g/mol）。计算该溶液中Cl⁻的物质的量浓度（写出计算过程）。 2. 农林生产中，检测某铵态氮肥中的NH₄⁺含量，取5g该肥料样品溶于水，加入足量浓NaOH溶液加热，收集到0.672L NH₃气体（标准状况下，NH₃的摩尔质量为17g/mol）。计算： （1）该样品中NH₄⁺的物质的量； （2）该样品中NH₄⁺的质量分数； （3）若该肥料为硫酸铵（(NH₄)₂SO₄），则样品中硫酸铵的纯度（写出计算过程）。 3. 某土壤溶液中含有CO₃²⁻，取100mL该溶液，加入足量稀盐酸，收集到0.22g CO₂气体（CO₂的摩尔质量为44g/mol）。计算： （1）该溶液中CO₃²⁻的物质的量浓度； （2）若要完全除去该溶液中的CO₃²⁻，需要加入0.1mol/L CaCl₂溶液的体积（写出计算过程）。 这份作业紧扣知识点与农林专业实际应用，既覆盖常见阴阳离子检验的核心原理、操作规范，又结合肥料鉴别、土壤检测等场景设计问题，注重实操性与逻辑推理能力的结合。若需调整题型比例（如增加更多综合离子鉴别方案设计题），或补充特定肥料/土壤的离子检验案例，欢迎随时告知，可进一步优化作业的针对性与实用性。 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. D 2. B 3. B 4. B 5. A 6. C 7. B 8. A 9. C 10. C 11. C （二）填空题 1. 焰色反应；沉淀法；显色法；沉淀法；气体法；显色法（其他合理答案也可） 2. 浓NaOH溶液；湿润的红色石蕊试纸；加热；产生刺激性气味的气体，试纸变蓝 3. 稀硝酸；AgNO₃溶液；稀硝酸；AgNO₃溶液；生成白色沉淀且不溶于稀硝酸 4. 肥料成分鉴别；土壤离子检测；农药纯度判断（其他合理答案也可） 5. （1）NH₄⁺ + OH⁻=NH₃↑ + H₂O；（2）Ag⁺ + Cl⁻ = AgCl↓；（3）CO₃²⁻ + 2H⁺ = CO₂↑ + H₂O、Ca²⁺ + 2OH⁻ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O；（4）Ba²⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓ （三）判断题 1. × 2. √ 3. √ 4. × 5. × 6. √ 7. √ 8. × 9. × 二、提升题 （一）简答题 1. 实验方案：① 取少量肥料样品于试管中，加适量蒸馏水溶解，配成待测液；② 检验CO₃²⁻：向待测液中加入稀盐酸，若产生气泡，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明是碳酸铵；若无气泡产生，进行下一步；③ 检验Cl⁻和SO₄²⁻：向无气泡的待测液中加入稀盐酸酸化，再加入BaCl₂溶液，若产生白色沉淀，说明是硫酸铵（含SO₄²⁻）；若无白色沉淀，加入AgNO₃溶液，若产生白色沉淀，说明是氯化铵（含Cl⁻）。相关离子方程式：CO₃²⁻ + 2H⁺ = CO₂↑ + H₂O、Ca²⁺ + 2OH⁻ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O、Ba²⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓、Ag⁺ + Cl⁻ = AgCl↓。 2. 实验方案：① 检验CO₃²⁻：向土壤溶液中加入过量稀硝酸，若产生气泡，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明含有CO₃²⁻（过量稀硝酸可除去CO₃²⁻，避免干扰后续检验）；② 检验SO₄²⁻：向上述溶液中加入Ba(NO₃)₂溶液，若产生白色沉淀，说明含有SO₄²⁻；③ 检验Cl⁻：向上述溶液中加入AgNO₃溶液，若产生白色沉淀，说明含有Cl⁻。检验顺序理由：CO₃²⁻能与Ba²⁺、Ag⁺生成沉淀，SO₄²⁻能与Ag⁺生成沉淀，若先检验SO₄²⁻或Cl⁻，CO₃²⁻会干扰结果；先加过量稀硝酸除去CO₃²⁻，再检验SO₄²⁻，最后检验Cl⁻，可避免离子间的相互干扰，确保检验结果准确。 （二）分析题 1. 错误及后果：① 检验NH₄⁺时未加热，NH₃极易溶于水，不加热难以逸出，导致漏判（溶液中可能含有NH₄⁺），改正：加入浓NaOH溶液后加热，再观察是否有刺激性气味气体产生，并用湿润红色石蕊试纸检验；② 检验SO₄²⁻时未酸化，溶液中若含有Ag⁺、CO₃²⁻等，会与BaCl₂生成白色沉淀，导致误判，改正：先加入稀盐酸酸化，排除干扰离子，再加入BaCl₂溶液；③ 检验Cl⁻时未排除SO₄²⁻干扰，若溶液中含有SO₄²⁻，Ag⁺与SO₄²⁻会生成微溶于水的Ag₂SO₄沉淀，加稀硝酸不溶解，导致误判，改正：先加入Ba(NO₃)₂溶液除去SO₄²⁻，再加入AgNO₃溶液和稀硝酸。 2. 焰色反应原理：金属或其化合物在灼烧时，电子吸收能量跃迁到高能级，再跃迁回低能级时释放出特定波长的光，呈现特征火焰颜色。检验钾元素时透过蓝色钴玻璃观察的原因：钾元素的焰色为紫色，而肥料中可能含有钠元素，钠的焰色为黄色，黄色光会掩盖紫色光，蓝色钴玻璃能过滤掉黄色光，使紫色光清晰可见。应用价值：该方法操作简便、快速，可快速鉴别肥料中是否含有钾元素或钠元素，判断肥料类型（如钾肥、钠肥），辅助鉴别肥料真伪，为农业生产选择合适肥料提供依据。 （三）计算题 1. 解：n(AgCl) = 0.574g ÷ 143.5g/mol = 0.004mol； 根据离子反应Ag⁺ + Cl⁻ = AgCl↓，n(Cl⁻) = n(AgCl) = 0.004mol； 溶液体积V = 20mL = 0.02L，c(Cl⁻) = 0.004mol ÷ 0.02L = 0.2mol/L； 答：该溶液中Cl⁻的物质的量浓度为0.2mol/L。 2. 解：（1）标准状况下n(NH₃) = 0.672L ÷ 22.4L/mol = 0.03mol； 根据NH₄⁺ + OH⁻△NH₃↑ + H₂O，n(NH₄⁺) = n(NH₃) = 0.03mol； （2）m(NH₄⁺) = 0.03mol × 18g/mol = 0.54g，质量分数 = 0.54g ÷ 5g × 100% = 10.8%； （3）(NH₄)₂SO₄中n(NH₄⁺) = 2n[(NH₄)₂SO₄]，故n[(NH₄)₂SO₄] = 0.015mol； m[(NH₄)₂SO₄] = 0.015mol × 132g/mol = 1.98g，纯度 = 1.98g ÷ 5g × 100% = 39.6%； 答：（1）NH₄⁺的物质的量为0.03mol；（2）质量分数为10.8%；（3）硫酸铵纯度为39.6%。 3. 解：（1）n(CO₂) = 0.22g ÷ 44g/mol = 0.005mol； 根据CO₃²⁻ + 2H⁺ = CO₂↑ + H₂O，n(CO₃²⁻) = 0.005mol； c(CO₃²⁻) = 0.005mol ÷ 0.1L = 0.05mol/L； （2）离子反应Ca²⁺ + CO₃²⁻ = CaCO₃↓，n(CaCl₂) = n(CO₃²⁻) = 0.005mol； V(CaCl₂溶液) = 0.005mol ÷ 0.1mol/L = 0.05L = 50mL； 答：（1）CO₃²⁻的物质的量浓度为0.05mol/L；（2）需要CaCl₂溶液50mL。 学科网（北京）股份有限公司 $