Question

老師為同學們提供了4包無標簽的白色固體，它們分別是NH₄Cl、NH₄NO₃、（NH₄）₂CO₃和（NH₄）₂SO₄ 4種物質．老師要求同學們在實驗室自行設計實驗實驗方案，完成鑒別上述4種白色固體的實驗任務，并希望在實驗后同學們進行交流、評價，提出進一步改進實驗方案的建議．
（1）甲同學為鑒別4種物質，設計完成了如下實驗，并填寫了實驗報告的部分內容．請你幫助完善下面的實驗報告．

實驗步驟	實驗現象	實驗現象的解釋及結論
①各取少量樣品于A、B、C、D 4支試管中，加入足量NaOH濃溶液，加熱．	4支試管中均產生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體．	4支試管中的樣品都含有______離子．
②向4支試管中分別滴加BaCl2溶液．	試管A、B中產生白色沉淀，C、D中無明顯現象．	產生白色沉淀的離子方程式是______， ______．
③繼續(xù)向試管A、B中分別加入足量鹽酸．	試管A中沉淀溶解且產生無色氣體；B中無明顯變化．	試管A中原樣品為______， 試管B中原樣品為______．
④繼續(xù)向試管C、D中分別加入足量硝酸酸化，再分別滴加AgNO3溶液．	試管C、D中均有白色沉淀產生．	無法鑒別試管C、D中的樣品．

（2）乙同學改進了甲的實驗方案，將上述實驗步驟②中的BaCl₂溶液，更換為______溶液，在步驟④中觀察到試管C中有白色沉淀產生，試管D中無明顯現象，即可鑒別出4支試管中的原樣品．
（3）為進一步確認試管D中的原樣品含有陰離子，兩位同學補充了一個實驗；再取少量試管D中的原樣品，配成溶液，先滴加少量濃硫酸，然后將一束細銅絲伸入溶液中，觀察到______的現象，確認了試管D中的原樣品含有的陰離子，該反應的離子方程式是______．

Answer 1

解：（1）①各取少量樣品于A、B、C、D 4支試管中，加入足量NaOH濃溶液，加熱，4支試管中均產生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，應生成氨氣，說明含有NH₄⁺，
故答案為：NH₄⁺；
②向4支試管中分別滴加BaCl₂溶液，試管A、B中產生白色沉淀，C、D中無明顯現象，說明A、B為（NH₄）₂CO₃和（NH₄）₂SO₄中的一種，發(fā)生反應的離子方程式分別為Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，
故答案為：Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓；Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
③繼續(xù)向試管A、B中分別加入足量鹽酸，試管A中沉淀溶解且產生無色氣體；B中無明顯變化，說明A為（NH₄）₂CO₃，B為（NH₄）₂SO₄，故答案為：（NH₄）₂CO₃；（NH₄）₂SO₄ ；
（2）乙同學改進了甲的實驗方案，不能引入氯離子，將上述實驗步驟②中的BaCl₂溶液，更換為Ba（OH）₂或Ba（NO₃）₂，在步驟④中觀察到試管C中有白色沉淀產生，試管D中無明顯現象，可說明C為NH₄Cl，D為NH₄NO₃，
故答案為：Ba（OH）₂或Ba（NO₃）₂；
（3）檢驗硝酸根離子，可根據硝酸根在酸性條件下具有氧化性，可與銅反應進行檢驗，可觀察到銅絲溶解，溶液變藍，產生紅棕色氣體（或無色氣體逐漸變?yōu)榧t棕色），
反應的離子方程式為Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O或3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：銅絲溶解，溶液變藍，產生紅棕色氣體（或無色氣體逐漸變?yōu)榧t棕色）；
Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O或3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
分析：（1）①各取少量樣品于A、B、C、D 4支試管中，加入足量NaOH濃溶液，加熱，4支試管中均產生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，應生成氨氣，說明含有NH₄⁺；
②向4支試管中分別滴加BaCl₂溶液，試管A、B中產生白色沉淀，C、D中無明顯現象，說明A、B為（NH₄）₂CO₃和（NH₄）₂SO₄中的一種；
③繼續(xù)向試管A、B中分別加入足量鹽酸，試管A中沉淀溶解且產生無色氣體；B中無明顯變化，說明A為（NH₄）₂CO₃，B為（NH₄）₂SO₄；
④繼續(xù)向試管C、D中分別加入足量硝酸酸化，再分別滴加AgNO₃溶液，試管C、D中均有白色沉淀產生，因在實驗②中加入BaCl₂溶液，則不能確定；
（2）乙同學改進了甲的實驗方案，將上述實驗步驟②中的BaCl₂溶液，更換為Ba（OH）₂或Ba（NO₃）₂，在步驟④中觀察到試管C中有白色沉淀產生，試管D中無明顯現象，可說明C為NH₄Cl，D為NH₄NO₃；
（3）檢驗硝酸根離子，可根據硝酸根在酸性條件下具有氧化性，可與銅反應進行檢驗．
點評：本題綜合考查物質的檢驗和鑒別的實驗方案的設計和評價，側重于物質化學性質的綜合應用，注意把握相關物質的性質以及反應現象，根據反應現象進行推斷，題目難度中等．