这套练习涵盖选择分离方法、质量百分比、Rf 值、从候选物中排除、观察与推论,以及单一测试的局限。题目由易到难,每个答案都有完整解答。所有数字和现象都是为练习而虚构的。
先自己做每一题,再打开答案。如果想检查任何方程式,可以使用摩尔与方程式比例辅导工具或方程式配平推理训练器,并把反复出现的失误记在错题记录与重测队列中。这套练习属于分离与化学分析。
题目
第 1 题 一种混合物是细粉笔粉搅在水里。粉笔不溶解。写出能把它分离出来的方法,并说明粉笔最后在哪里。
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粉笔不溶,所以用过滤。粉笔作为**残渣(residue)**留在滤纸上,水作为滤液通过。
第 2 题 为下列各项选择最合适的方法:(a) 从盐溶液中得到固体盐,(b) 从沙子和水的混合物中除去沙子。
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(a) 蒸发(或结晶),因为盐是溶解的,会穿过滤纸。(b) 过滤,因为沙子不溶,会被滤纸挡住。
第 3 题 把 12.0 g 沙子和盐的混合物加入水中搅拌。过滤并干燥后,沙子的质量是 7.8 g。求混合物中盐的质量百分比。
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盐的质量 = 12.0 − 7.8 = 4.2 g。百分比 = 4.2 ÷ 12.0 × 100 = 35%。
检验:12.0 的 35% 是 4.2,而 7.8 + 4.2 = 12.0。
第 4 题 在一张色谱图上,溶剂前沿从基线移动了 7.5 cm。一个斑点移动了 3.0 cm。求它的 Rf 值。
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Rf = 3.0 ÷ 7.5 = 0.40。Rf 值没有单位。
第 5 题 一个斑点的 Rf 为 0.64。溶剂前沿移动了 12.5 cm。斑点从基线移动了多远?
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距离 = 0.64 × 12.5 = 8.0 cm。
检验:8.0 ÷ 12.5 = 0.64。
第 6 题 溶剂前沿移动了 8.0 cm。参考染料的 Rf 值为 P = 0.30、Q = 0.75、R = 0.50。一种墨水的斑点出现在 2.4 cm 和 6.0 cm 处。这种墨水含有什么?
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墨水斑点的 Rf:2.4 ÷ 8.0 = 0.30,6.0 ÷ 8.0 = 0.75。这与 P 和 Q 相符。没有斑点与 R(0.50)相符。
结论:墨水是至少含两种染料的混合物,与 P 和 Q 相符,没有 R 的证据。
第 7 题 一种白色固体可能是碳酸锌、氯化钠、碳酸钠或氯化钾。它溶于水,溶液遇稀酸冒泡,气体使澄清石灰水变浑浊。哪个候选物符合?
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溶解排除了不溶的碳酸锌。冒泡且气体使石灰水变浑浊,表明是碳酸盐,这排除了两种氯化物。剩下碳酸钠,它能解释三个结果。
第 8 题 判断每句话是观察还是推论:(a) 形成蓝色沉淀,(b) 含有铜(II)离子,(c) 产生无色气体的气泡,(d) 该气体是二氧化碳。
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(a) 观察,(b) 推论,(c) 观察,(d) 推论。观察是看得见的,推论是据此得出的结论。
第 9 题 一份无色溶液可能含有铝、钙或锌离子。它与氢氧化钠水溶液产生白色沉淀,沉淀在过量时溶解。氨水也产生白色沉淀,在过量时溶解。哪种离子存在?
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在过量氢氧化钠中溶解,排除钙。在过量氨水中溶解,排除铝,因为氢氧化铝不溶解。与两个结果都相符的离子是锌。
第 10 题 一位学生往灰色固体加稀酸,看到气泡。学生写道:“它是碳酸盐。“请评价这个结论。
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气泡表明产生了气体,但不止一种物质能做到这一点。碳酸盐产生二氧化碳,活泼金属产生氢气。应该检验这种气体:石灰水变浑浊提示是二氧化碳,燃着的木条发出”噗”的爆鸣声提示是氢气。没有这项检验,结论就没有依据。
第 11 题 一份溶液与硝酸银溶液产生白色沉淀。一位学生断定溶液含有氯离子。漏掉了什么步骤?为什么重要?
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应该在加硝酸银之前先加稀硝酸。碳酸根离子与硝酸银也会产生白色沉淀,而酸会把它们以二氧化碳的形式除去。留下的沉淀更可能可靠地是卤化物。即便如此,颜色也很重要:氯化银是白色,溴化银是奶油色,碘化银是黄色。
如果做错了
- **第 1 至 3 题,选择方法或质量计算:**回到选择过滤还是蒸发。检查你想要的物质是否已溶解。
- **第 4 至 6 题,Rf 与匹配斑点:**重温解读色谱图。从基线开始量,用斑点距离除以溶剂前沿距离。
- **第 7 和 9 题,排除候选物:**重做用已给的测试结果缩小未知物范围。每次根据一个结果划掉候选物。
- **第 8 题,观察或推论:**阅读区分观察与推断出的身份。看得见的就是观察。
- **第 10 和 11 题,单一测试的局限:**去看评估单一阳性测试的局限。问问还有什么会产生同样的结果。
如果同一个错误反复出现,我们的线上一对一化学补习能让老师看着你做题,找出错误发生的那一步。