最全高中化学物质的检验鉴定除杂.docx
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最全高中化学物质的检验鉴定除杂
最全高中化学物质的检验、鉴定、除杂
1．离子检验的常用方法有三种：
检验方法
沉淀法
显色法
焰色反应
气体法
含义
反应中有沉淀产生或溶解
反应中有颜色变化
常用碱金属元素如：
Na、K等离子检验
反应中有气体产生
2.常见的分离和提纯的方法比较
方法
适用范围
装置
应用实例
注意事项
过滤
从液体中分离不溶的固体
净化食用水
①要注意一贴二低三靠②必要时要（在过滤器中）洗涤沉淀物③定量试验防止过滤药物损失
蒸发
分离溶于溶剂中的固体溶质
从食盐的水溶液中提取食盐晶体
①溶质不易分解、不易被氧气氧化②蒸发过程要不断搅拌，有大量晶体析出时停止加热，用余热蒸干
方法
适用
范围
装置
应用实例
注意事项
蒸馏
利用互溶液体中各成分沸点的不同进行分离
制取蒸馏水
①蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片，防止暴沸②温度计水银球的位置应在蒸馏烧瓶支管口处③蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3，也不能少于1/3④冷凝管中冷却水下进上出
方法
适用范围
装置
应用实例
注意事项
萃取
利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解性的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法
用有机溶剂（如四氯化碳）从碘水中萃取碘
①萃取剂和溶剂互不相溶、不反应；溶质在萃取剂中溶解度较大，且不反应；萃取剂和原溶剂密度相差较大②酒精易溶于水，一般不能做萃取剂
分液
把两种互不相溶，密度也不相同的液体分离开的方法
把CCl4和NaOH溶液分开
①下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出②要及时关闭活塞，防止上层液体从下口流出
特别提醒
混合物的分离与提纯，重在理解物质的性质，并根据性质考虑所采取的方法。
一般应注意：
①先考虑是否能用物理方法分离与提纯，再考虑用化学方法分离与提纯。
②认真分析被提纯物质的性质，选择的试剂应只和杂质反应，而不与主要物质反应。
③不能改变被提纯物质的性质，若在除杂过程中，主要物质转化为其他物质，则应使其再次转化为原物质。
④含多种杂质的分离与提纯，还要注意所加入试剂的顺序与用量，并遵守不得引入新杂质的原则。
3．常见混合物的分离和提纯方法总结
序号
原物（杂质）
除杂质试剂（除杂方法）
（1）
N2（O2）
灼热的铜丝网（用固体转化气体）
（2）
CO（CO2）
NaOH溶液（洗气）
（3）
CO2（CO）
灼热的CuO（用固体转化气体）
（4）
CO2（HCl）
饱和NaHCO3溶液（洗气）
（5）
SO2（HCl）
饱和NaHSO3溶液（洗气）
（6）
Cl2（HCl）
饱和食盐水（洗气）
（7）
CO2（SO2）
饱和NaHCO3溶液（洗气）
（8）
炭粉（MnO2）
浓盐酸（需加热）（过滤）
（9）
炭粉（CuO）
稀盐酸（过滤）
（10）
Al2O3（Fe2O3）
NaOH（过量）、CO2（过滤、加热分解）
序号
原物（杂质）
除杂质试剂（除杂方法）
（11）
Al2O3（SiO2）
盐酸、氨水（过滤、加热分解）
（12）
BaSO4（BaCO3）
稀HCl或稀H2SO4（过滤）
（13）
NaOH溶液（Na2CO3）
Ca（OH）2溶液（适量）（过滤）
（14）
NaHCO3溶液（Na2CO3）
CO2（加酸转化法）
（15）
Na2CO3溶液（NaHCO3）
NaOH（适量）（加碱转化法）
（16）
NaCl溶液（NaHCO3）
盐酸（加酸转化法）
（17）
NH4Cl溶液[（NH4）2SO4]
BaCl2（适量）（过滤）
（18）
FeCl3溶液（CuCl2）
Fe、Cl2（过滤）
（19）
FeCl2溶液（FeCl3）
Fe（加还原剂转化法）
（20）
CuO（Fe）
磁铁（吸附）
序号
原物（杂质）
除杂质试剂（除杂方法）
（21）
Fe（OH）3胶体（FeCl3）
蒸馏水（渗析）
（22）
I2晶体（NaCl）
——（加热升华）
（23）
NaCl晶体（NH4Cl）
——（加热分解）
（24）
KNO3晶体（NaCl）
蒸馏水（重结晶、过滤）
（25）
乙烯（SO2、H2O）
碱石灰（用固体转化气体）
（26）
乙烷（乙烯）
Br2水溶液（洗气）
（27）
溴苯（溴）
NaOH稀溶液（分液）
（28）
乙醇[水（少量）]
新制CaO（蒸馏）
（29）
乙酸乙酯（乙酸）
饱和Na2CO3溶液（分液）
（30）
皂化液（甘油）
食盐（过滤）
4.常见离子的检验方法
（1）常见阳离子的检验
阳离子
检验方法
反应的离子方程式
H＋
能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。
能与锌或碳酸钠（或碳酸钙）反应产生无色气体
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
CO32－＋2H＋===CO2↑＋H2O
NH4＋
铵盐（或浓溶液）与NaOH溶液共热，放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的有刺激性气味的NH3
NH4＋＋OH－===NH3↑＋H2O
Na＋、K＋
用焰色反应来检验时，它们的火焰分别呈黄色、浅紫色（通过蓝色钴玻璃片观察）
Mg2＋
能与NaOH溶液反应生成白色沉淀，该沉淀不溶于NaOH溶液
Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓
Ba2＋
能与稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液反应产生白色沉淀，且沉淀不溶于稀盐酸
Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓
阳离子
检验方法
反应的离子方程式
Al3＋
能与适量的NaOH溶液反应生成白色絮状沉淀，该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液
Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓
Al（OH）3＋OH－===[Al（OH）4]－
〔或Al（OH）3＋OH－===AlO2－＋2H2O〕
Fe2＋
能与少量NaOH溶液反应，先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液，不显红色，加入少量新制的氯水后，立即显红色
Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓
4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Fe3＋
能与KSCN溶液反应，变成血红色溶液；能与NaOH溶液反应，生成红褐色沉淀
Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3
Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓
Ag＋
能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应，生成白色沉淀，不溶于稀硝酸，但溶于氨水
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
AgCl＋2NH3·H2O===[Ag（NH3）2]＋＋Cl－＋2H2O
阳离子
检验方法
反应的离子方程式
Cu2＋
蓝色水溶液（浓的CuCl2溶液显绿色），能与NaOH溶液反应，生成蓝色的Cu（OH）2沉淀，加热后可转变为黑色的CuO。
含Cu2＋溶液能与Fe、Zn片等反应，在金属片上有红色的铜生成
Cu2＋＋2OH－===Cu（OH）2↓
Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋
Cu2＋＋Zn===Cu＋Zn2＋
（2）常见阴离子的检验
阴离子
检验方法
反应的离子方程式
OH－
能使无色酚酞变为红色，使紫色石蕊变为蓝色，使橙色的甲基橙变为黄色。
强碱能与单质铝反应产生可燃性无色无味气体
2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al（OH）4]－＋3H2↑或2Al＋2OH－＋2H2O==2AlO2－＋3H2↑
Cl－
能与硝酸银溶液反应，生成白色沉淀，沉淀不溶于稀硝酸
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
Br－
能与硝酸银溶液反应，生成淡黄色沉淀，沉淀不溶于稀硝酸
Ag＋＋Br－===AgBr↓
I－
能与硝酸银溶液反应，生成黄色沉淀，沉淀不溶于稀硝酸；也能与氯水反应，生成I2，使淀粉溶液变蓝
Ag＋＋I－===AgI↓2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
SO42－
能与含Ba2＋的溶液反应，生成白色沉淀，沉淀不溶于硝酸
Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓
阴离子
检验方法
反应的离子方程式
SO32－
浓溶液能与强酸反应，产生无色有刺激性气味的SO2，该气体能使品红溶液褪色。
能与BaCl2溶液反应，生成白色沉淀，该沉淀溶于盐酸，生成无色有刺激性气味的气体
SO32－＋2H＋===SO2↑＋H2O
Ba2＋＋SO32－===BaSO3↓
BaSO3＋2H＋===Ba2＋＋SO2↑＋H2O
S2－
能与Pb（NO3）2溶液反应，生成黑色沉淀。
能与稀盐酸反应产生无色有臭鸡蛋气味气体，能使湿润的醋酸铅试纸变黑色
H2S＋Pb（NO3）2===PbS↓＋2HNO3
S2－＋2H＋===H2S↑
H2S＋（CH3COO）2Pb===PbS↓＋2CH3COOH
CO32－
能与BaCl2溶液反应，生成白色沉淀，该沉淀溶于硝酸（或盐酸），生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体。
能与酸反应产生无色无味气体
Ba2＋＋CO32－===BaCO3↓
BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O
CO32－＋2H＋===CO2↑＋H2O
注意事项
（1）AgNO3溶液与稀硝酸和BaCl2溶液与稀盐酸（或硝酸），这两组试剂，可以鉴别出若干种阴离子，是阴离子鉴别最常用的试剂组合。
一般说来，若待检的若干种离子中有SO42－（因Ag2SO4微溶于水，当Ag＋和SO42－浓度均较大时，可以析出不溶物），最好先用BaCl2和盐酸这组试剂，检出包括SO42－在内的一些离子，其他离子再用AgNO3溶液与稀硝酸等去鉴别。
（2）为了鉴定某盐中含SO32－或CO32－，可以直接加酸（非氧化性酸，如盐酸），根据放出气体的气味及与石灰水作用的现象等，判定气体是CO2或SO2，进而确定物质中含CO32－或SO32－。
若加硝酸，因它的氧化性和SO32－发生氧化还原反应有时会干扰检验，故最好使用盐酸，不用硝酸。
5．常见气体的检验
待检物
操作步骤
现象
O2
用试管或集气瓶取待检气体，然后向试管或集气瓶中插入带有火星的木条
木条复燃
H2
使待检气体通过尖嘴玻璃导气管并点燃，在火焰上方罩一个干而冷的烧杯
有淡蓝色火焰，烧杯里有水雾生成
NH3
用湿润的红色石蕊试纸试验；把待检气体收集在集气瓶里，盖上玻璃片，用玻璃棒蘸取浓盐酸，开启玻璃片插入瓶中
变蓝色；生成白烟
SO2
在洁净试管里加入5mL品红溶液，再通入待检气体
品红溶液褪色，加热后红色复现
CO2
通入澄清石灰水中
石灰水变浑浊，继续通入后变澄清
Cl2
通入KI－淀粉溶液中
溶液变成蓝色
鉴别物质的一般题型和方法。
1．不用任何试剂鉴别多种物质
（1）先依据外观特征，鉴别出其中的一种或几种，然后再利用它们去鉴别其他的几种物质。
（2）若均无明显外观特征，可考虑能否用加热或焰色反应区别开来。
（3）若以上两方法都不能鉴别时，可考虑两两混合法，记录混合后的反应现象，分析确定。
（4）若被鉴别物质为两种时，可考虑因加入试剂的顺序不同，而产生不同的现象进行鉴别。
2．只用一种试剂鉴别多种物质
（1）先分析被鉴别物质的水溶性、密度、溶液酸碱性，确定能否选用水或指示剂（如石蕊试液等）进行鉴别。
（2）在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时，可依据“相反原理”确定试剂进行鉴别。
即被鉴别的溶液多数呈酸性时，可选用碱或呈碱性的溶液作试剂；若被鉴别的溶液多数呈碱性时，可选用酸或呈酸性的溶液作试剂。
（3）常用溴水、新制氢氧化铜、氯化铁溶液等作试剂鉴别多种有机物。
3．任选试剂鉴别多种物质
任选试剂鉴别多种物质的题目往往以简答题的形式出现，回答时要掌握以下要领：
（1）选取试剂要最佳。
选取的试剂对试剂组中的各物质反应现象要专一，使之一目了然。
（2）不许原瓶操作。
鉴别的目的是为了以后的使用，若原瓶操作，试剂被污染，要有“各取少许”字样。
（3）不许“指名道姓”。
结论的得出来自实验现象，在加入试剂之前，该物质是未知的，叙述时不可出现“取某某试剂，加入某某物质……”的字样。
一般简答顺序为：
各取少许→溶解→加入试剂→描述现象→得出结论。
6．有机物官能团的检验
（1）用溴水作试剂
官能团
--CHO
C6H5OH
有机溶剂
（p<1g/cm3）
有机溶剂（p>1g/cm3）
现象
褪色
褪色
褪色
白色沉淀
分层上层显色
分层下层显色
（2）用KMnO4（H＋）作试剂
官能团
---CHO
现象
褪色
褪色
褪色
（4）用Cu（OH）2碱性悬浊液作试剂
官能团
—CHO
—COOH
现象
不加热无现象，加热煮沸，产生红色沉淀
蓝色沉淀溶解，得蓝色溶液
注意：
部分有机物也可用水来鉴别，如鉴别苯、CCl4和乙醇。
化学实验与工业流程相结合导学案
【知识积累一】
化工生产主要解决六方面问题：
1、解决将原料转化为产品的生产原理；
2、除去所有杂质并分离提纯产品；
3、提高产量与产率；
4、减少污染，考虑“绿色化学”生产；
5、原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；
6、生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题
化学工艺流程题，一般也就围绕这六个方面设问求解。
。
要准确、顺利解答工艺流程题，学生除了必须要掌握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识以及除杂分离提纯物质的基本技能外，最关键的问题要具备分析工艺生产流程的方法和能力。
【知识积累二】
常见与工业生产有关的化学反应——传统工业不能丢
①工业制粗硅
②制漂白粉
③工业制硫酸
④合成氨工业
⑤工业制硝酸
⑥氯碱工业
⑦工业制玻璃
⑧工业制纯碱
【知识积累四】工业流程题中常用的关键词
原材料：
矿样（明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土，烧渣），合金（含铁废铜），药片（补血剂），海水（污水）
灼烧（煅烧）：
原料的预处理，不易转化的物质转化为容易提取的物质：
如海带中提取碘
酸：
溶解、去氧化物（膜）、调节PH促进水解（沉淀）
碱：
去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节PH促进水解（沉淀）
氧化剂：
氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）的离子
氧化物：
调节PH促进水解（沉淀）
控制PH值：
促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离
煮沸：
促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气
趁热过滤：
减少结晶损失；提高纯度
解题方法：
（首尾分析法）
流程图的呈现特点：
主要有以物质名称、操作名称和设备名称三种形式。
对工艺流程试题,首先对比分析生产流程示意图中的原材料与产品,从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答.
【练习1】聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝Al2（OH）nCl6-n]本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。
其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：
Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）以及少量杂质和水分。
已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。
制备碱式氯化铝的实验流程如下：
根据流程图回答下列问题：
⑴“煅烧”的目的是_______________________________________________。
⑵配制质量分数15％的盐酸需要200mL30％的浓盐酸（密度约为1.15g·cm－3）和_______g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______________。
⑶“溶解”过程中发生反应的离子方程式为_____________________________________。
⑷加少量铝粉的主要作用是_____________________________________。
⑸“调节溶液pH在4.2～4.5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是______________；“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度的实验方法是__________。
解析：
对比原料与产品可知，该生产的主要工序：
一是除去原料高岭土中的杂质，二是将Al203利用水解絮凝法转化为产品。
再进一步分析，除铁用铝置换后过滤，高岭土中的Al203不溶于酸，必须经煅烧改变结构。
该题经这样分析，题设的所有问题的答案并在分析之中。
参考答案：
（1）改变高岭土的结构，使其能溶于酸。
（2）230；量筒。
（3）Al203+6H+==2Al3++3H2O Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O
（4）除去溶液中的铁离子； （5）pH计（或精密pH试纸）；水浴加热
[点评]首尾分析法是一种解工艺流程题的常见方法，这种方法的特点：
简单、直观，很容易抓住解题的关键，用起来方便有效。
使用这一方法解题，关键在于认真对比分析原材料与产品的组成，从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂质的基本原理和所采用的工艺生产措施。
当把生产的主线弄清楚了，围绕生产主线所设计的系列问题，也就可解答了。
【练习2】（07上海）．将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO4·2H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。
以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。
（1）本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外，还需要等原料
（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式：
（3）过滤Ⅰ操作所得固体中，除CaCO3外还含有（填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料。
（4）过滤Ⅰ操作所得滤液是（NH4）2SO4溶液。
检验滤液中含有CO32－的方法是：
。
（5）已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：
温度（℃）
0
20
60
K2SO4溶解的量（g）
7.4
11.1
18.2
60℃时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0℃，可析出K2SO4晶体g
（6）氯化钙结晶水合物（CaCl2·6H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是
a熔点较低（29℃熔化）b能导电c能制冷d无毒
（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是：
。
答案：
（1）CaCO3 NH3 H2O；
（2）CaSO4＋CO32－→CaCO3↓＋SO42－；（3）CaSO4
（4）滤液中滴加盐酸产生气泡；（5）54g；（6）a d
（7）碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等（原子利用率高，没有有害物质排放到环境中）
解析：
此题是一道以工业生产为背景的实验题，考查了实验基本操作、离子检验、溶解度计算等。
从生产流程图可以看出，所需原料除CaSO4・2H2O、KCl外，还需要氨气、石灰石和水。
硫酸钙是微溶的，碳酸钙是难溶的，因此石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后生成了碳酸钙和硫酸铵，生成的碳酸钙中混有石膏。
碳酸根的检验可用酸化的方法，若产生气泡说明虑液中含有碳酸根。
硫酸钾饱和溶液在结晶过程中溶剂的量不不变，查表可知不同温度下的溶解度，先求出591饱和液中含有的水是500g，在0℃可溶解硫酸钾37g，所以析出晶体54g。
作为储热材料，要求能在室温左右的温度下工作，且对人体无害，故选ad；绿色化学要求整个生产过程中不排放污染物，原子利用率高，因此生产流程中碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用
【知识积累五】化工生产的主要操作：
过滤、结晶、重结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、重复操作2-3次等。
其中结晶应注意：
（1）当溶液是单一溶质时
①所得晶体不带结晶水（如NaCl、KNO3）：
蒸发、结晶
②所得晶体带结晶水（如CuSO4.5H2O、摩尔盐即硫酸亚铁铵[（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O]）：
蒸发浓缩（至有晶膜出现），冷却结晶，过滤
（2）当溶液中有两种或以上溶质时
要得到溶解度受温度影响小的溶质：
浓缩（结晶），趁热过滤
要得到溶解度受温度影响大的：
蒸发浓缩，冷却结晶，过滤
绿色化学理念：
（1）环境污染问题；
（2）原子的经济性；（3）节约能源（包括使用催化剂）；
（4）原料应是可再生的（或者可循环使用）；（5）工艺的安全性
【练习3】.胆矾是一种常见的化合物，工业上它也是一种制取其它含铜化合物的原料。
现有废铜（主要杂质为Fe）来制备胆矾。
有人设计了如下流程：
pH值控制可参考下列数据
物质
开始沉淀时的pH值
完全沉淀时的pH值
氢氧化铁
2.7
3.7
氢氧化亚铁
7.6
9.6
氢氧化铜
5.2
6.4
请根据上述流程回答下列问题：
（1）A物质可选用_____（填字母）。
a．稀H2SO4b．浓H2SO4/∆c．浓FeCl3溶液d．浓HNO3
（2）I中加H2O2的目的_____________________________________________。
（3）II中加Cu2（OH）2CO3的目的是___________________________________________；
其优点是____________________________________________________________。
（4）III加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为________________________。
（5）V中加H2SO4调节pH=1是为了____________________________________________。
（6）V到VI的操作是
（7）某工程师认为上述流程中所加的A物质并不理想，需作改进，其理由是__________。
如何改进___________________。
答案：
.
（1）b；
（2）将亚铁离子氧化为铁离子；
（3）中和过量的硫酸，调节溶液的pH，使Fe3+水解完全而沉淀；不引入新的杂质；
（4）Fe3++3H2O=Fe（OH）3↓+3H+；（条件：
加热）
（5）抑制Cu2+的水解
（6）蒸发浓缩，冷却结晶，过滤
（7）产生污染环境的二氧化硫，硫酸利用率低；加热，并在稀硫酸中通入氧气。
（其它合理答案，酌情给分）
【课后巩固】
1．明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。
具体实验步骤如下图所示：
根据上述图示，完成下列填空：
（1）明矾石焙烧后用稀氨水浸出。
配制500mL稀氨水（每升含有39.20g氨）需要取浓氨水（每升含有251.28g氨）__________mL，用规格为_______mL量筒量取。
（2）氨水浸出后得到固体混合体系，过滤，滤液中除K＋、SO42－外，还有大量的NH4＋。
检验NH4＋的方法是__________________________________________
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