老师为同学们提供了4包无标签的白色固体,它们分别是NH4Cl、NH4NO3、(NH4)2CO3和(NH4)2SO4 4种物质.老师要求同学们在实验室自行设计实验实验方案,完成鉴别上述4种白色固体的实验任务,并希望在实验后同学们进行交流、评价,提出进一步改进实验方案的建议.
(1)甲同学为鉴别4种物质,设计完成了如下实验,并填写了实验报告的部分内容.请你帮助完善下面的实验报告.
实验步骤 | 实验现象 | 实验现象的解释及结论 |
①各取少量样品于A、B、C、D 4支试管中,加入足量NaOH浓溶液,加热. | 4支试管中均产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体. | 4支试管中的样品都含有______离子. |
②向4支试管中分别滴加BaCl2溶液. | 试管A、B中产生白色沉淀,C、D中无明显现象. | 产生白色沉淀的离子方程式是______, ______. |
③继续向试管A、B中分别加入足量盐酸. | 试管A中沉淀溶解且产生无色气体;B中无明显变化. | 试管A中原样品为______, 试管B中原样品为______. |
④继续向试管C、D中分别加入足量硝酸酸化,再分别滴加AgNO3溶液. | 试管C、D中均有白色沉淀产生. | 无法鉴别试管C、D中的样品. |
(3)为进一步确认试管D中的原样品含有阴离子,两位同学补充了一个实验;再取少量试管D中的原样品,配成溶液,先滴加少量浓硫酸,然后将一束细铜丝伸入溶液中,观察到______的现象,确认了试管D中的原样品含有的阴离子,该反应的离子方程式是______.
(1)①各取少量样品于A、B、C、D 4支试管中,加入足量NaOH浓溶液,加热,4支试管中均产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,应生成氨气,说明含有NH4+,
故答案为:NH4+;
②向4支试管中分别滴加BaCl2溶液,试管A、B中产生白色沉淀,C、D中无明显现象,说明A、B为(NH4)2CO3和(NH4)2SO4中的一种,发生反应的离子方程式分别为Ba2++CO32-=BaCO3↓、Ba2++SO42-=BaSO4↓,
故答案为:Ba2++CO32-=BaCO3↓;Ba2++SO42-=BaSO4↓;
③继续向试管A、B中分别加入足量盐酸,试管A中沉淀溶解且产生无色气体;B中无明显变化,说明A为(NH4)2CO3,B为(NH4)2SO4,故答案为:(NH4)2CO3;(NH4)2SO4 ;
(2)乙同学改进了甲的实验方案,不能引入氯离子,将上述实验步骤②中的BaCl2溶液,更换为Ba(OH)2或Ba(NO3)2,在步骤④中观察到试管C中有白色沉淀产生,试管D中无明显现象,可说明C为NH4Cl,D为NH4NO3,
故答案为:Ba(OH)2或Ba(NO3)2;
(3)检验硝酸根离子,可根据硝酸根在酸性条件下具有氧化性,可与铜反应进行检验,可观察到铜丝溶解,溶液变蓝,产生红棕色气体(或无色气体逐渐变为红棕色),
反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,
故答案为:铜丝溶解,溶液变蓝,产生红棕色气体(或无色气体逐渐变为红棕色);
Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O.