9. 无土栽培是利用营养液栽培作物的一种方法。
(1)下列化学肥料中属于复合肥料的是
①硝酸铵 ②磷酸二氢铵 ③硝酸钾 ④硫酸钾
(2)某同学要在实验室配制150 g溶质质量分数为2%的硝酸钾溶液,需要硝酸钾的质量为
(3)现有一种无色的营养液,可能由$\ce{KNO_{3}}$、$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$、$\ce{K_{2}CO_{3}}$、$\ce{KCl}$中的一种或几种物质组成,为探究其成分,某同学设计并完成了下图所示的实验。根据以下实验,请你进行有关推断。

①由实验1可确定原营养液中一定没有的物质是
②根据实验1、实验2推测原营养液的组成可能有
③若测得原营养液中$\ce{K^{+}}$和$\ce{Cl^{-}}$的数目之比为$1:1$,则原营养液组成中的溶质是
(1)下列化学肥料中属于复合肥料的是
②③
(填序号)。①硝酸铵 ②磷酸二氢铵 ③硝酸钾 ④硫酸钾
(2)某同学要在实验室配制150 g溶质质量分数为2%的硝酸钾溶液,需要硝酸钾的质量为
3
g。(3)现有一种无色的营养液,可能由$\ce{KNO_{3}}$、$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$、$\ce{K_{2}CO_{3}}$、$\ce{KCl}$中的一种或几种物质组成,为探究其成分,某同学设计并完成了下图所示的实验。根据以下实验,请你进行有关推断。
①由实验1可确定原营养液中一定没有的物质是
$\ce{K_{2}CO_{3}}$
。②根据实验1、实验2推测原营养液的组成可能有
2
种情况。③若测得原营养液中$\ce{K^{+}}$和$\ce{Cl^{-}}$的数目之比为$1:1$,则原营养液组成中的溶质是
$\ce{KCl}$、$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$
(填化学式)。答案
(1) ②③
(2) 3
(3) ① $\ce{K_{2}CO_{3}}$
② 2
③ $\ce{KCl}$、$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$
(2) 3
(3) ① $\ce{K_{2}CO_{3}}$
② 2
③ $\ce{KCl}$、$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$
解析
【分析】
本题分为三个小问题,需分别结合化肥分类、溶液溶质计算、物质推断的知识点解决:
1. 复合肥料判断:明确复合肥料是含N、P、K中两种及以上营养元素的化肥,逐一分析各物质的营养元素即可;
2. 溶质质量计算:根据公式“溶质质量=溶液质量×溶质质量分数”直接计算;
3. 营养液推断:实验1加碳酸钠生成白色沉淀,说明含Ca²+,结合离子共存排除K₂CO₃;实验2加硝酸银生成白色沉淀,说明含Cl-,确定含KCl;再分析可能存在的KNO₃,结合离子数目比确定最终组成。
【解析】
(1) 复合肥料是含有两种或两种以上营养元素(N、P、K)的化学肥料:
①硝酸铵($\ce{NH_{4}NO_{3}}$)仅含N元素,不属于复合肥;
②磷酸二氢铵($\ce{NH_{4}H_{2}PO_{4}}$)含N、P两种元素,属于复合肥;
③硝酸钾($\ce{KNO_{3}}$)含K、N两种元素,属于复合肥;
④硫酸钾($\ce{K_{2}SO_{4}}$)仅含K元素,不属于复合肥。故答案为②③。
(2) 所需硝酸钾的质量 = 溶液质量×溶质质量分数 = $150\ \mathrm{g}×2\% = 3\ \mathrm{g}$。
(3) ①实验1中,加入碳酸钠溶液生成白色沉淀($\ce{CaCO_{3}}$),说明原营养液含$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$;$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$与$\ce{K_{2}CO_{3}}$会反应生成沉淀,二者不能共存,因此原营养液一定没有$\ce{K_{2}CO_{3}}$。
②实验2中,加入硝酸银溶液生成白色沉淀($\ce{AgCl}$),说明原营养液含$\ce{KCl}$;结合实验1,原营养液一定含$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$、$\ce{KCl}$,可能含$\ce{KNO_{3}}$,故组成有2种:仅$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$和$\ce{KCl}$,或$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$、$\ce{KCl}$、$\ce{KNO_{3}}$。
③若$\ce{K^{+}}$和$\ce{Cl^{-}}$数目比为$1:1$,$\ce{Cl^{-}}$全部来自$\ce{KCl}$($\ce{KCl}$中$\ce{K^{+}}$与$\ce{Cl^{-}}$数目比为$1:1$),若含$\ce{KNO_{3}}$会额外引入$\ce{K^{+}}$,导致比例不符合,故溶质为$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$、$\ce{KCl}$。
【答案】
(1) ②③;(2) 3;(3) ①$\ce{K_{2}CO_{3}}$;②2;③$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$、$\ce{KCl}$
【知识点】
复合肥料、溶质质量分数计算、物质推断
【点评】
本题结合化肥分类、溶液配制和离子推断,考查化学基础知识的综合应用,需掌握离子共存、特征沉淀的判断,逻辑推理要求较高。
【难度系数】
0.5
本题分为三个小问题,需分别结合化肥分类、溶液溶质计算、物质推断的知识点解决:
1. 复合肥料判断:明确复合肥料是含N、P、K中两种及以上营养元素的化肥,逐一分析各物质的营养元素即可;
2. 溶质质量计算:根据公式“溶质质量=溶液质量×溶质质量分数”直接计算;
3. 营养液推断:实验1加碳酸钠生成白色沉淀,说明含Ca²+,结合离子共存排除K₂CO₃;实验2加硝酸银生成白色沉淀,说明含Cl-,确定含KCl;再分析可能存在的KNO₃,结合离子数目比确定最终组成。
【解析】
(1) 复合肥料是含有两种或两种以上营养元素(N、P、K)的化学肥料:
①硝酸铵($\ce{NH_{4}NO_{3}}$)仅含N元素,不属于复合肥;
②磷酸二氢铵($\ce{NH_{4}H_{2}PO_{4}}$)含N、P两种元素,属于复合肥;
③硝酸钾($\ce{KNO_{3}}$)含K、N两种元素,属于复合肥;
④硫酸钾($\ce{K_{2}SO_{4}}$)仅含K元素,不属于复合肥。故答案为②③。
(2) 所需硝酸钾的质量 = 溶液质量×溶质质量分数 = $150\ \mathrm{g}×2\% = 3\ \mathrm{g}$。
(3) ①实验1中,加入碳酸钠溶液生成白色沉淀($\ce{CaCO_{3}}$),说明原营养液含$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$;$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$与$\ce{K_{2}CO_{3}}$会反应生成沉淀,二者不能共存,因此原营养液一定没有$\ce{K_{2}CO_{3}}$。
②实验2中,加入硝酸银溶液生成白色沉淀($\ce{AgCl}$),说明原营养液含$\ce{KCl}$;结合实验1,原营养液一定含$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$、$\ce{KCl}$,可能含$\ce{KNO_{3}}$,故组成有2种:仅$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$和$\ce{KCl}$,或$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$、$\ce{KCl}$、$\ce{KNO_{3}}$。
③若$\ce{K^{+}}$和$\ce{Cl^{-}}$数目比为$1:1$,$\ce{Cl^{-}}$全部来自$\ce{KCl}$($\ce{KCl}$中$\ce{K^{+}}$与$\ce{Cl^{-}}$数目比为$1:1$),若含$\ce{KNO_{3}}$会额外引入$\ce{K^{+}}$,导致比例不符合,故溶质为$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$、$\ce{KCl}$。
【答案】
(1) ②③;(2) 3;(3) ①$\ce{K_{2}CO_{3}}$;②2;③$\ce{Ca(NO_{3})_{2}}$、$\ce{KCl}$
【知识点】
复合肥料、溶质质量分数计算、物质推断
【点评】
本题结合化肥分类、溶液配制和离子推断,考查化学基础知识的综合应用,需掌握离子共存、特征沉淀的判断,逻辑推理要求较高。
【难度系数】
0.5
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