I.某无色溶液只含有下列8种离子中的某几种：Na+、H+、Mg2+、Ag+、Cl-、OH-、HCO3-、NO3-。已知该溶液可与Al2O3反,高中三年级,化学试题,离子共存考点,单质铜考点,氢氧化铜考点,设计实验方案及探究实验考点,好技网

实验题
I.某无色溶液只含有下列8种离子中的某几种：Na⁺、H⁺、Mg²⁺、Ag⁺、Cl^-、OH^-、HCO₃^-、NO₃^-。已知该溶液可与Al₂O₃反应，则：
(1)该溶液与Al₂O₃反应后有Al³⁺生成，一定不会含有大量的________
(2)该溶液与Al₂O₃反应后有AlO₂^-生成，可能含有大量的____________
Ⅱ.研究性学习小组的同学为了了解Cu及其化合物的性质，提出以下问题；
①Al(OH)₃具有两性，Cu(OH)₂也具有两性吗？
②Fe的+2价化合物的稳定性比+3价化合物的稳定性小，Cu的+l价化合物的稳定性也比+2价化合物的稳定性小吗?
(1)解决问题①需要用到的药品有CuSO₄溶液、___________ (填字母)。
A.AlCl₃溶液 B.NaOH溶液 C．稀H₂SO₄D．H₂O₂溶液
假若Cu(OH)₂具有两性，应该看到的实验现象是____________
(2)为了比较Cu的+1价化合物和+2价化合物的稳定性，他们取98gCu(OH)₂固体，加热至800℃～1000℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1 000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末X。冷却后称量，X的质量为72g。向X中加入过量稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在。据此可推得，X的化学式为__________可以得出的结论是_______________。

本题信息：2012年辽宁省同步题化学实验题难度较难来源:杨云霞
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本试题 “I.某无色溶液只含有下列8种离子中的某几种：Na+、H+、Mg2+、Ag+、Cl-、OH-、HCO3-、NO3-。已知该溶液可与Al2O3反应，则：(1)该溶液与Al2O3反应后有Al3+生成，...” 主要考查您对
离子共存

单质铜

氢氧化铜

设计实验方案及探究实验
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离子共存
单质铜
氢氧化铜
设计实验方案及探究实验

离子共存：

所谓离子共存实质上就是看离子间是否发生反应。若离子在溶液中发生反应，就不能共存。

因能发生氧化还原反应而不共存的离子有：
（注：“√”表示能发生反应，“×”表示不能发生反应）

	S^2-	SO₃^2-	I^-	Fe²⁺	Br^-	Cl^-(H⁺)
MnO₄^-	√	√	√	√	√	√
ClO^-	√	√	√	√	√	√
NO₃^-(H⁺)	√	√	√	√	√	×
Fe³⁺	√	√	√	×	×	×

因能发生复分解反应而不共存的离子有：

离子间相互结合生成难溶物或微溶物

Ba²⁺、Ca²⁺ CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-

Ag⁺ CO₃^2-、SO₃^2-、Cl^-
离子间相互结合生成气体或挥发性物质

H⁺ CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S^2-、HS^-

OH^- NH₄⁺
离子间相互结合生成弱电解质

H⁺ CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、CH₃COO^-、F^- 弱酸

OH^- NH₄⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺ 弱碱

H⁺ 水

因能发生双水解的离子有：

Al³⁺	CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S₂^-、HS^-、AlO₂^-、ClO^-
Fe³⁺	CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-
NH₄⁺	SiO₃^2-、AlO₂^-

因发生络合反应而不共存的离子有：

Fe³⁺	SCN^-
Ag⁺、Cu²⁺	NH₃·H₂O

判断离子是否共存的几种情况：

（1）发生复分解反应，离子不能大量共存。
①有气体产生    如CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、HCO₃^-、HSO₃^-、HS^-等易挥发的弱酸的酸根与H⁺不能大量共存。
②有沉淀生成    如Ba²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Ag⁺等不能与SO₄^2-、CO₃^2-等大量共存；
                            Mg²⁺、Fe²⁺、Ag⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺等不能与OH^-大量共存；
                            Pb²⁺与Cl^-，Fe²⁺与S^2-、Ca²⁺与PO₄^3-、Ag⁺与I^-不能大量共存。
③有弱电解质生成   如OH^-、CH₃COO^-、PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-、F^-、ClO^-、AlO₂^-、SiO₃^2-、CN^-、C₁₇H₃₅COO^-与H⁺不能大量共存；
                                   一些酸式弱酸根如HCO₃^-、HPO₄^2-、HS^-、H₂PO₄^-、HSO₃^-不能与OH^-大量共存；
                                    NH₄⁺与OH^-不能大量共存。
（2）发生氧化还原反应，离子不能大量共存
①具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存    如S^2-、HS^-、SO₃^2-、I^-和Fe³⁺不能大量共存。
②在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存    如MnO₄^-、Cr₂O₇^-、NO₃^-、ClO^-与S^2-、HS^-、SO₃^2-、HSO₃^-、I^-、Fe²⁺等不能大量共存；
    SO₃^2-和S^2-在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下由于发生2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O不能共存；H⁺与S₂O₃^2-不能大量共存。
（3）能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存（双水解）
例：Al³⁺和HCO₃^-、CO₃^2-、HS^-、S^2-、AlO₂^-、ClO^-等；Fe³⁺与CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-等不能大量共存。
（4）溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。
如Fe²⁺、Fe³⁺与SCN^-不能大量共存。

主要题目要求的限定：
（1）酸性溶液（H⁺）、碱性溶液（OH^-）、能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液、由水电离出的H⁺或OH^-=1×10^-10mol/L的溶液等。
（2）溶液的颜色：有色离子MnO₄^-（紫色）、Fe³⁺（棕黄）、Fe²⁺（浅绿）、Cu²⁺（蓝）、Fe(SCN)₂⁺（红）、Fe(SCN)₆^3-（血红）。
（3）要求“大量共存”还是“不能大量共存”。

铜元素：

在元素周期表中的位置：铜的原子序数29，位于周期表中第四周期，第IB族。
(1)物理性质：有金属光泽，紫红色固体，密度较大，导电导热性能很好，具有很好的延展性，铜属于重金属、有色金属、常见金属，不能被磁铁吸引。
(2)化学性质：铜常见的化合价为+1价和+2价
①在加热条件下，铜可与多种非金属单质反应。一般来说，遇到氧化性较弱的非金属，铜显较低化合价；遇到氧化性较强的非金属，铜显较高化合价。例如：与强氧化剂反应（如Cl₂Br₂等)生成+2价铜的化合物。如：
Cu+Cl₂CuCl₂ 2Cu+O22CuO
②铜与酸反应：铜只能被氧化性酸中的中心元素氧化。例如：

③铜与盐溶液反应：
Cu+2AgClCuCl₂+2Ag

铜与铁的对比：

从金属活性顺序表：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au可知，金属铁的金属活性比铜强，所以单质Fe可以从Cu的溶液中还原出单质来，例如： Fe+CuCl₂FeCl₂+Cu
即Fe的还原性强于Cu

铜与浓硫酸和稀硫酸的反应：

Cu+2H₂SO₄(浓）CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
2Cu+O₂+2H₂SO₄(稀）2CuSO₄+2H₂O
注意：从金属活性顺序表：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H）Cu Hg Ag Pt Au 可知，铜不能与稀硫酸发生反应，但是在有氧气和加热的条件下可以反应

铜与铜的化合物之间的转换图：

铜的制备和精炼:

(1)工业炼铜法：CuO+COCu+CO₂(2)湿法炼铜：Fe+CuSO₄FeSO₄+Cu
(3)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜（粗铜）：
2CuFeS₂+4O₂Cu₂S+3SO₂+2FeO(炉渣）
2Cu₂S+3O₂2Cu₂O+2SO₂2Cu₂O+Cu₂S6Cu+SO₂↑
备注：粗铜中铜的的含量为99.5%-99.7%，主要含有Ag、Zn、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%-99.98%的铜，原理为用粗铜作阳极，失去电子变为Cu2+，用纯铜棒作阴极即可得精铜。

氢氧化铜：

化学式Cu（OH）₂，淡蓝色粉末状晶体，密度3.368g/cm³。难溶于水。受热易分解为氧化铜和水。微显两性，既溶于酸又溶于氨水和浓碱溶液。

氢氧化铜的物理性质和化学性质：

1.物理性质：不溶于水的蓝色固体
2.化学性质：Cu(OH)₂+2H⁺==Cu²⁺+2H₂O；Cu(OH)₂CuO+H₂O；Cu(OH)₂+4NH₃·H₂O==Cu(NH₃)₄(OH)₂+4H₂O

知识点拨：

溶液中的Cu²⁺常为蓝色(浓CuCl₂溶液呈绿色，稀CuCl₂溶液呈蓝色)，其颜色可作为Cu²⁺的判定依据。Cu²⁺与碱反应生成蓝色沉淀Cu(OH)₂， Cu(OH)₂溶于氨水形成深蓝色溶液。

化学实验方案的设计：

1．概念：化学实验方案的设计是在实施化学实验之前．根据化学实验的目的和要求，运用相关的化学知识和技能，对实验的仪器、装置和方法所进行的一种规划。
2．实验方案设计的基本要求
(1)科学性：实验原理、实验操作程序和方法必须科学合理。
(2)安全性：尽量避免使用有毒药品和进行有一定危险性的实验操作，保护人身安全，保护仪器。
(3)可行性：实验所选用的药品、仪器、设备和方法等在中学现有条件下能满足要求。
(4)简约性：方案简单易行，尽可能采用简单的实验装置，较少的实验步骤和药品。还应遵循完成实验所用时间较短，副反应少，效果好等基本要求。
(5)经济性：综合考虑原料的用量和价格。
3．化学实验设计的基本内容一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容：
(1)实验名称；
(2)实验目的；
(3)实验原理；
(4)实验用品(药品、仪器、装置、设备)及规格；
(5)实验装置图、实验步骤和操作方法；
(6)实验注意事项；
(7)实验现象的记录及结果处理；
(8)问题与讨论。
4．化学实验方案设计的基本思路

(1)明确目的、原理首先必须认真审题，明确实验的目的，弄清题目有哪些新的信息，结合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。
(2)选择仪器、药品根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件(如反应物和生成物的状态、能否腐蚀仪器、反应是否需要加热及温度是否需要控制在一定的范围内等)，合理选择化学仪器和药品。
(3)设汁装置、步骤根据实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应既完整又简明。
(4)记录现象、数据根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。
(5)分析得出结论根据实验观察到的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等，得出正确的结论。

化学实验方案设计的分类：

1．物质性质实验方案的设计研究物质性质的基本方法：观察法、实验法、分类法、比较法等。研究物质性质的基本程序：观察外观性质一预测物质性质一实验和观察一解释及结论。图示如下：

在进行性质实验方案的设计时，要充分了解物质的结构、性质、用途与制法之间的相互关系，要根据物质的结构特点，设计化学实验方案来探究或验证物质所具有的一些性质：
2．物质制备实验方案的设计

制备实验方案的设计，应遵循以下原则
(1)条件合适，操作简便；
(2)原理正确，步骤简单；
(3)原料丰富，价格低廉；
(4)产物纯净，污染物少。制备实验方案的设计，主要涉及原料、基本化学反应原理，实验程序和仪器、设备。核心是原料，由原料可确定反应原理，推导出实验步骤及所用仪器。
3．物质检验实验方案的设计

通过特定的反应现象，推断被检验物质是否存在。在对物质进行检验或鉴别时，一般的原则是：
①给出n 种物质进行鉴别，一般只需检验n一1种即可；
②物理和化学方法可并用，一般先用物理方法(如物质的颜色、气味、水溶性等)，再用化学方法；
③设计的实验步骤越简单越好，实验现象越明显越好；
④有干扰离子存在时，应先排除干扰，以免得出错误的结论；
⑤进行检验的一般步骤为：观察外表一一加热固体(确定是否有结晶水)——配成溶液——观察外观一一加入试剂——观察现象——得出结论。

化学实验方案的评价：

对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断，要考虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。
1．从可行性方面对实验方案作出评价科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则，在对实验方案进行评价时，要分析实验方案是否科学可行，实验方案是否遵循化学理论和实验方法的要求，在实际操作时能否做到可控易行。评价时，可从以下4个方面分析：
(1)实验原理是否正确、可行；
(2)实验操作是否安全、合理；
(3)实验步骤是否简单、方便；
(4)实验现象是否明显。
2．从“绿色化学”视角对实验方案作出评价 “绿色化学”要求设计安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。据此，对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价：
(1)反应原料是否易得、安全、无毒；
(2)反应速率是否适巾；
(3)原料利用率以及合成物质的产率是否较高；
(4)合成过程中是否造成环境污染。
3．从安全性方面对实验方案作出评价从安全角度常考虑的主要因素如下：
(1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；
(2)使用某些易燃易爆品进行实验时要防爆炸(如 H2还原CuO应先通H2可燃性气体点燃前先验纯等)；
(3)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等)；
(4)防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的)；
(5)冷凝回流（有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)；
(6)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；
(7)仪器拆卸的科学性与安全性(可从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)；
(8)其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序等)。

发现相似题

与“I.某无色溶液只含有下列8种离子中的某几种：Na+、H+、Mg2+、A...”考查相似的试题有：

Ba²⁺、Ca²⁺	CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-
Ag⁺	CO₃^2-、SO₃^2-、Cl^-

H⁺	CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S^2-、HS^-
OH^-	NH₄⁺

H⁺	CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、CH₃COO^-、F^-	弱酸
OH^-	NH₄⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺	弱碱
OH^-	H⁺	水