第3講 離子共存、離子檢驗(yàn)與推斷
[復(fù)習(xí)目標(biāo)] 1.掌握離子共存的條件,會(huì)判斷溶液中離子能否大量共存。2.掌握常見(jiàn)離子的檢驗(yàn),能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷溶液中的某些離子。
考點(diǎn)一 離子共存的判斷
1.離子共存的本質(zhì)
幾種離子在同一溶液中能大量共存,就是指離子之間不發(fā)生任何反應(yīng);若離子之間能發(fā)生反應(yīng),則不能大量共存。
2.判斷離子能否大量共存的四個(gè)方面
(1)因生成沉淀(或微溶性物質(zhì))不能大量共存
離子
不能大量共存的離子
Ba2+、Ca2+
SO、CO、SO、SiO、PO等
Ag+
Cl-、Br-、I-、SO、CO、PO、S2-等
H+
AlO、SiO等
S2-
Zn2+、Fe2+、Pb2+、Cu2+、Ag+等
CO
Ba2+、Ca2+、Mg2+、Pb2+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、Ag+等
OH-
Mg2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Zn2+等
AlO
H+、HCO、HSO等
(2)因生成難電離的物質(zhì)或氣體不能大量共存
離子
不能大量共存的離子
H+
弱酸陰離子(CO、HCO、SO、HSO、S2-、HS-等)
OH-
NH、HCO、HSO、HS-等
(3)強(qiáng)氧化性與強(qiáng)還原性的離子(或分子)在溶液中會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)不能大量共存。
判斷下表中所列離子能否發(fā)生氧化還原反應(yīng),能反應(yīng)的打“√”,不能反應(yīng)的打“×”。
S2-
SO
I-
Fe2+
Br-
Cl-
MnO(H+)
√
√
√
√
√
√
ClO-
√
√
√
√
√
√(酸性)
NO(H+)
√
√
√
√
—
—
Fe3+
√
√
√
×
×
×
(4)易水解的陽(yáng)離子和陰離子會(huì)發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存,常見(jiàn)離子如下:
①Al3+與CO、HCO、S2-、HS-、AlO、SiO。
②Fe3+與CO、HCO、AlO、SiO。
(1)在做有關(guān)離子共存題目時(shí),還應(yīng)注意題干中的“關(guān)鍵詞”,如
①“一定大量共存”還是“可能大量共存”。
②“透明溶液”還是“無(wú)色透明溶液”,CuSO4溶液為藍(lán)色透明溶液,NaCl為無(wú)色透明溶液。
③“酸性”“堿性”或其他指定離子。
(2)常見(jiàn)有顏色的離子
Cu2+、Fe3+、Fe2+、CrO、MnO、[Fe(SCN)6]3-等。
一、判斷離子共存,注意附加條件
1.下列溶液中,離子一定能大量共存的有哪些?
(1)使酚酞溶液變紅的溶液:Na+、Cl-、SO、Fe3+
(2)使紫色石蕊溶液變紅的溶液:Fe2+、Mg2+、NO、Cl-
(3)常溫下,c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:NH、Al3+、SO、NO
(4)碳酸氫鈉溶液:K+、SO、Cl-、H+
(5)含大量Fe3+的溶液中:NH、Na+、Cl-、SCN-
(6)強(qiáng)堿溶液中:Na+、K+、AlO、CO
(7)常溫下,pH=1的溶液中:K+、Fe2+、Cl-、NO
(8)加入鋁粉有氫氣產(chǎn)生的溶液中:K+、Na+、CO、SO
(9)由水電離出的c水(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液:Na+、K+、Cl-、NO
(10)c(H+)∶c(OH-)=1∶10-2的溶液:K+、Ba2+、ClO-、CO
(11)澄清透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、Br-、Cl-
答案 (6)、(9)、(11)
二、因氧化還原反應(yīng)不能大量共存的離子判斷
2.(1)S2-與SO,Cl—與ClO-在堿性條件下能否大量共存:________(填“能”或“不能”)。寫(xiě)出上述兩組離子在酸性條件下反應(yīng)的離子方程式:__________________________、
________________________________________________________________________。
答案 能 2S2-+SO+6H+===3S↓+3H2O Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O
(2)判斷下列幾組離子能否大量共存,不能大量共存的說(shuō)明理由。
①Na+、Fe2+、NO、SO:_______________________________________________。
②H+、Fe2+、NO、SO:________________________________________________。
③向含有Fe2+、Cl-、Na+、H+的溶液中滴入H2O2:___________________________
________________________________________________________________________。
答案?、倌堋、诓荒埽琀+、Fe2+、NO發(fā)生氧化還原反應(yīng) ③不能,H2O2在酸性條件下氧化Fe2+,離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
考點(diǎn)二 離子的檢驗(yàn)與推斷
1.常見(jiàn)陽(yáng)離子的檢驗(yàn)與推斷依據(jù)
根據(jù)離子性質(zhì)不同而在實(shí)驗(yàn)中所表現(xiàn)出的現(xiàn)象不同,可以把檢驗(yàn)離子的方法歸納為三種類型:①生成沉淀;②生成氣體;③顯現(xiàn)特殊顏色。
(1)依據(jù)生成的沉淀檢驗(yàn)或推斷
陽(yáng)離子
試劑
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(依據(jù))
Mg2+
NaOH溶液
開(kāi)始產(chǎn)生白色沉淀,NaOH溶液過(guò)量沉淀不溶解
Al3+
NaOH溶液
開(kāi)始產(chǎn)生白色沉淀,NaOH溶液過(guò)量沉淀溶解
Fe2+
NaOH溶液
先產(chǎn)生白色沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色
K3[Fe(CN)6] 溶液
產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
Fe3+
NaOH溶液
產(chǎn)生紅褐色沉淀
Cu2+
NaOH溶液
產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
(2)依據(jù)生成的氣體檢驗(yàn)或推斷
NH濃NaOH溶液加熱產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體。
(3)依據(jù)顯示特殊顏色檢驗(yàn)或推斷
陽(yáng)離子
試劑或方法
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(依據(jù))
H+
紫色石蕊溶液
溶液變紅
Na+
焰色試驗(yàn)
黃色火焰
K+
焰色試驗(yàn)
紫色火焰(透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃)
Fe3+
KSCN溶液
溶液呈紅色
Fe2+
先加KSCN溶液再加氯水
先無(wú)明顯變化,后變紅色
2.常見(jiàn)陰離子的檢驗(yàn)與推斷依據(jù)
(1)依據(jù)生成的沉淀檢驗(yàn)或推斷
陰離子
試劑
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(依據(jù))
Cl-
Br-
I-
AgNO3溶液和稀HNO3
產(chǎn)生白色沉淀:AgCl
產(chǎn)生淡黃色沉淀:AgBr
產(chǎn)生黃色沉淀:AgI
SO
稀鹽酸和BaCl2溶液
加稀鹽酸無(wú)明顯現(xiàn)象,再加BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀
CO
CaCl2溶液和稀鹽酸
加CaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀,再加稀鹽酸沉淀溶解,產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味氣體
(2)依據(jù)生成的氣體檢驗(yàn)或推斷
陰離子
試劑
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(依據(jù))
CO、HCO
稀鹽酸和澄清石灰水
產(chǎn)生無(wú)色、無(wú)味能使澄清石灰水變渾濁的氣體
SO、HSO
稀H2SO4和品紅溶液
加稀硫酸產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,且氣體能使品紅溶液褪色
(3)依據(jù)顯示特殊顏色檢驗(yàn)或推斷
①
②氯水CCl4有機(jī)層(下層)
③I-①氯水(或H2O2)②淀粉溶液溶液變藍(lán),表明有I-
3.離子推斷的“四原則”
1.向某溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再加入稀鹽酸,沉淀不消失,則溶液中一定存在SO( )
2.向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液,產(chǎn)生不溶于稀HNO3的白色沉淀,則溶液中一定存在SO
( )
3.向某溶液中加入Ca(OH)2溶液,有白色沉淀生成,則溶液中一定存在CO( )
4.某溶液的焰色試驗(yàn)呈黃色,則溶液中一定有鈉元素,不能確定是否有鉀元素( )
5.無(wú)色溶液加入CCl4無(wú)現(xiàn)象,滴加氯水后CCl4層呈紫紅色,則溶液中一定存在I-( )
6.向某溶液中加入稀鹽酸,產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體,溶液中一定存在CO( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.√ 6.×
一、常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)及干擾因素的識(shí)別
1.下列關(guān)于離子檢驗(yàn)的說(shuō)法正確的是( )
A.檢驗(yàn)溶液中是否含有Ba2+:取少量待測(cè)液,向其中加入少量稀硫酸,若有白色沉淀產(chǎn)生,則溶液中含有Ba2+
B.檢驗(yàn)用硫酸亞鐵制得的硫酸鐵中是否含有硫酸亞鐵,可選用的試劑是酸性KMnO4溶液
C.檢驗(yàn)溶液中是否含有CO:取少量待測(cè)液,向其中加入適量稀鹽酸,觀察是否有大量氣泡產(chǎn)生
D.在未知溶液中滴加BaCl2溶液出現(xiàn)白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,說(shuō)明該未知溶液中存在SO或SO
答案 B
解析 如果溶液中含有Ca2+、Ag+等,向其中加入少量稀硫酸,會(huì)有硫酸鈣、硫酸銀等白色沉淀產(chǎn)生,所以不能確定溶液中含有Ba2+,A項(xiàng)錯(cuò)誤;硫酸亞鐵可將酸性KMnO4還原而使酸性KMnO4溶液褪色,B項(xiàng)正確;HCO、SO、HSO遇稀鹽酸也可產(chǎn)生大量氣泡,C項(xiàng)錯(cuò)誤;若存在Ag+,加入BaCl2溶液會(huì)產(chǎn)生氯化銀白色沉淀,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.下列離子在未知溶液中的檢驗(yàn)方法正確的是( )
選項(xiàng)
離子
檢驗(yàn)方法
A
CO
向樣品中加入足量鹽酸,將生成的無(wú)色無(wú)味的氣體通入澄清石灰水中,觀察溶液是否變渾濁
B
SO
向樣品中先加入稀硝酸酸化,再滴加氯化鋇溶液,觀察是否有白色沉淀生成
C
Fe2+
取少量溶液于試管中,加入酸性高錳酸鉀溶液,觀察溶液紫色是否褪去
D
I-
取少量溶液于試管中,加入新制氯水,再加入淀粉溶液,觀察溶液是否變藍(lán)色
答案 D
解析 A項(xiàng),HCO會(huì)產(chǎn)生干擾,錯(cuò)誤;B項(xiàng),SO會(huì)產(chǎn)生干擾,錯(cuò)誤;C項(xiàng),使酸性高錳酸鉀溶液褪色的不一定是Fe2+,如SO等,錯(cuò)誤;D項(xiàng),新制氯水能把I-氧化成I2,淀粉遇碘變藍(lán),因此可以檢驗(yàn)I-的存在,正確。
離子檢驗(yàn)中的常見(jiàn)干擾離子以及排除措施
待檢離子
干擾離子
排除措施
Cl-
SO
加過(guò)量的Ba(NO3)2溶液
CO
加稀硝酸酸化
OH-
SO
CO
加鹽酸酸化
SO
Ag+
SO
CO
加鹽酸后將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中,溶液褪色
CO
SO
加硝酸后將產(chǎn)生的無(wú)色無(wú)味氣體通入澄清石灰水中,溶液變渾濁
二、從定性、定量的角度推斷離子或物質(zhì)
3.一瓶無(wú)色澄清的溶液,其中可能含有H+、NH、Na+、Al3+、Fe3+、I-、NO、CO、SO、AlO。取該溶液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):
①用pH試紙檢驗(yàn),溶液呈強(qiáng)酸性 ②取溶液適量,加入少量CCl4和數(shù)滴新制氯水,振蕩,CCl4層呈紫紅色?、墼撊芤旱难嫔囼?yàn)沒(méi)有黃色;根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果,下列推斷正確的是( )
A.向該溶液中加入BaCl2溶液不一定能觀察到白色沉淀
B.可以確定沒(méi)有Na+、Fe3+、CO、AlO,不能確定是否有NO
C.該溶液可能是NH4NO3與HI的混合
D.一定沒(méi)有Al3+、CO和NO
答案 A
解析 不能確定是否含SO,則向該溶液中加入BaCl2溶液不一定能觀察到白色沉淀,故A正確;一定不含Na+、Fe3+、NO、CO、AlO,故B、C錯(cuò)誤;不能確定是否含Al3+,故D錯(cuò)誤。
4.某澄清溶液中含有下表離子中的一種或多種。
陽(yáng)離子
Fe2+、Fe3+、Al3+
陰離子
SO、CO、SiO、I-、NO
分別取它的水溶液兩份進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下:
①向一份溶液中加入過(guò)量鹽酸,產(chǎn)生氣泡,溶液顏色變深,但仍澄清;
②繼續(xù)向①溶液中加入少許四氯化碳,振蕩,靜置,下層呈現(xiàn)紫紅色,上層溶液呈現(xiàn)黃色;
③向另一份溶液中加入過(guò)量氫氧化鈉溶液,產(chǎn)生沉淀質(zhì)量與加入堿液的體積關(guān)系如圖所示。
根據(jù)以上信息,回答下列問(wèn)題:
(1)原溶液中肯定含有的離子是________________________________________________。
(2)①中生成的氣體是____________(填化學(xué)符號(hào)),它具有的性質(zhì)是____________(填字母)。
A.無(wú)色有毒
B.能被NaOH溶液吸收
C.屬于大氣污染物
D.難溶于水
(3)①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有____________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)③中沉淀溶解的化學(xué)方程式是____________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)Fe2+、Al3+、I-、NO
(2)NO ACD
(3)6I-+2NO+8H+===3I2+2NO↑+4H2O、
3Fe2++NO+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O
(4)Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O
解析 (1)①加入過(guò)量鹽酸,產(chǎn)生氣泡,溶液顏色變深,但溶液仍澄清,說(shuō)明原溶液中一定不含有SiO;②向①反應(yīng)后溶液中加入少量CCl4,出現(xiàn)分層,下層為CCl4層,顯紫紅色,推出該溶液中含有I2,即原溶液中含有I-,F(xiàn)e3+具有強(qiáng)氧化性,能將I-氧化,因此原溶液中一定不含有Fe3+,NO在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性,將I-氧化成I2,本身被還原成NO,因此原溶液一定含有NO,上層為水層,水層顯黃色,則含有Fe3+,即原溶液中含有Fe2+,則原溶液中一定不含有CO;③根據(jù)圖像推出原溶液中含有Al3+,則溶液中一定不含有SO。
(2)①利用NO在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性,將Fe2+、I-氧化,離子方程式為6I-+2NO+8H+===3I2+2NO↑+4H2O、3Fe2++NO+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O,即①中產(chǎn)生的氣體為NO,NO是一種無(wú)色、難溶于水、有毒的氣體,不能與NaOH溶液反應(yīng),故選項(xiàng)A、C、D正確。
(4)向溶液中加入NaOH溶液,發(fā)生反應(yīng):Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓、Al3++3OH-===Al(OH)3↓,Al(OH)3呈兩性,繼續(xù)加入NaOH,發(fā)生反應(yīng):Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O。
5.已知1 L某待測(cè)液中除含有0.2 mol·L-1 Na+外,還可能含有下列離子中的一種或幾種:
陽(yáng)離子
K+、NH、Mg2+、Ba2+、Fe3+
陰離子
Cl-、Br-、CO、HCO、SO
現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作(每次實(shí)驗(yàn)所加試劑均過(guò)量):
(1)由氣體B可確定待測(cè)液中含有的離子是_______________________________________。
(2)由沉淀D和沉淀E可以判斷待測(cè)液中一定含有的離子是__________________,據(jù)此可以排除的離子是__________________。
(3)由白色沉淀B可確定待測(cè)液中含有的離子是____________。
(4)某同學(xué)讀圖后,認(rèn)為待測(cè)液中一定不含溴離子,他判斷的依據(jù)是______________
________________________________________________________________________。
(5)綜合分析,待測(cè)液中K+的最小濃度為_(kāi)____________________________________。
答案 (1)NH
(2)CO、SO Mg2+、Ba2+、Fe3+
(3)HCO
(4)向溶液B中通入氯氣,溶液呈淺黃綠色(或向溶液B中滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液,出現(xiàn)白色沉淀)
(5)0.1 mol·L-1
解析 待測(cè)液與BaCl2溶液反應(yīng)生成濾液A和沉淀A,沉淀A與稀硝酸反應(yīng)生成白色沉淀D和無(wú)色氣體D,無(wú)色氣體D與石灰水反應(yīng)生成白色沉淀E,則待測(cè)液中一定含有SO和CO,結(jié)合離子共存的條件可知待測(cè)液中一定不存在Mg2+、Ba2+、Fe3+;濾液A與NaOH溶液反應(yīng)生成的氣體B為NH3,同時(shí)還生成了白色沉淀B,則待測(cè)液中一定含有NH、HCO;根據(jù)向溶液B中通入氯氣,溶液呈淺黃綠色和向溶液B中滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液,出現(xiàn)白色沉淀可知,待測(cè)液中一定不存在Br-;由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加入了BaCl2溶液,因此由白色沉淀C無(wú)法確定待測(cè)液中是否含有Cl-。(5)結(jié)合題中數(shù)據(jù)可知待測(cè)液中n(NH)=0.1mol,n(HCO)=n(BaCO3)沉淀B==0.1 mol,n(CO)=n(CaCO3)沉淀E==0.1 mol,n(SO)=n(BaSO4)沉淀D==0.05 mol,n(Na+)+n(NH)=0.2 mol+0.1 mol=0.3 mol,2n(CO)+2n(SO)+n(HCO)=0.4 mol,根據(jù)電荷守恒知待測(cè)液中一定含有K+。若待測(cè)液中不含Cl-,則n(K+)=0.1 mol;若待測(cè)液中含有Cl-,則n(K+)>0.1 mol,所以c(K+)≥0.1 mol·L-1。
答題規(guī)范(1) 離子檢驗(yàn)操作現(xiàn)象描述
實(shí)驗(yàn)操作(取少量或適量待檢溶液于試管中,加入……試劑,再加入……試劑)
?
現(xiàn)象描述(①溶液由……變?yōu)椤谌粲小?,③若沒(méi)有……等)
?
得出結(jié)論(如“若……說(shuō)明……,若……說(shuō)明……”)
(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受熱易分解。某興趣小組擬探究其分解產(chǎn)物。
【查閱資料】(NH4)2SO4在260 ℃和400℃時(shí)分解產(chǎn)物不同。
【實(shí)驗(yàn)探究】該小組擬選用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持和加熱裝置略)。
連接裝置A-D-B,檢查氣密性,按圖示重新加入試劑。通入N2排盡空氣后,于400 ℃加熱裝置A至(NH4)2SO4完全分解無(wú)殘留物,停止加熱,冷卻,停止通入N2。觀察到裝置A、D之間的導(dǎo)氣管內(nèi)有少量白色固體。經(jīng)檢驗(yàn),該白色固體和裝置D內(nèi)溶液中有SO,無(wú)SO。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),氣體產(chǎn)物中無(wú)氮氧化物。
檢驗(yàn)裝置D內(nèi)溶液中有SO而無(wú)SO的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是____________________
________________________________________________________________________。
解題思路 (1)明確原理:依據(jù)題目要求,明確檢驗(yàn)的原理,根據(jù)原理確定方法。如SO、SO都與Ba2+產(chǎn)生沉淀,但BaSO3可溶于鹽酸而B(niǎo)aSO4不溶于鹽酸。
(2)敘述操作:取液體(水層少量液體)、加試劑(如加BaCl2溶液、加鹽酸酸化等)。
(3)描述現(xiàn)象:觀察產(chǎn)生沉淀及沉淀如何變化,要明確具體。
(4)得出結(jié)論:由什么現(xiàn)象得出對(duì)應(yīng)結(jié)論,如“若……說(shuō)明……,若……說(shuō)明……”。
答案 取少量裝置D內(nèi)溶液于試管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀,加入足量稀鹽酸后,沉淀完全溶解,放出無(wú)色有刺激性氣味的氣體
1.按要求回答下列問(wèn)題:
(1)結(jié)晶析出Na2S2O3·5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質(zhì)。利用所給試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),檢測(cè)產(chǎn)品中是否存在Na2SO4,簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論:________________
________________________________________________________________________。
已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解:S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O
供選擇的試劑:稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
(2)榴石礦石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成。試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明榴石礦石中含有FeO(試劑任選,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象):_________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸,靜置,取上層溶液(或過(guò)濾,取濾液)于一試管中,滴加BaCl2溶液,若產(chǎn)生白色沉淀則說(shuō)明含有Na2SO4雜質(zhì)(合理即可)
(2)取礦石少許,加稀硫酸充分溶解后,向其中滴加酸性高錳酸鉀溶液,若紫色褪去,證明礦石中含有FeO(不能加鹽酸溶解)
2.為了探究AgNO3的氧化性,某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。
將光亮的鐵絲伸入AgNO3溶液中,一段時(shí)間后將鐵絲取出。為檢驗(yàn)溶液中Fe的氧化產(chǎn)物,將溶液中的Ag+除盡后,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn),可選用試劑:KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。
請(qǐng)完成下表:
操作
現(xiàn)象
結(jié)論
取少量除盡Ag+后的溶液于試管中,加入KSCN溶液,振蕩
存在Fe3+
取少量除盡Ag+后的溶液于試管中,加入________,振蕩
存在Fe2+
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 Fe的氧化產(chǎn)物為Fe2+和Fe3+。
答案 溶液呈紅色 K3[Fe(CN)6]溶液 產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
解析 KSCN溶液遇Fe3+,溶液變紅色。由于氯水與Fe2+反應(yīng)現(xiàn)象不明顯,應(yīng)直接用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗(yàn),如有藍(lán)色沉淀出現(xiàn),則證明存在Fe2+,否則不存在。
1.(2022·湖北,4)下列各組離子在給定溶液中能大量共存的是( )
A.在0.1 mol·L-1氨水中:Ag+、Cu2+、NO、SO
B.在0.1 mol·L-1氯化鈉溶液中:Fe3+、I-、Ba2+、HCO
C.在0.1 mol·L-1醋酸溶液中:SO、NH、Br-、H+
D.在0.1 mol·L-1硝酸銀溶液中:K+、Cl-、Na+、CO
答案 C
解析 氨水顯堿性,會(huì)與Ag+、Cu2+反應(yīng),不能大量共存,A項(xiàng)錯(cuò)誤;Fe3+、I-會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能大量共存,且Fe3+與HCO發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng),也不能大量共存,B項(xiàng)錯(cuò)誤;醋酸溶液顯酸性,在醋酸溶液中SO、NH、Br-、H+均不會(huì)發(fā)生反應(yīng),能大量共存,C項(xiàng)正確;硝酸銀中的銀離子會(huì)與Cl-、CO反應(yīng),不能大量共存,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.(2022·全國(guó)乙卷,9)某白色粉末樣品,可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
①溶于水,得到無(wú)色透明溶液;②向①的溶液中滴加過(guò)量稀鹽酸,溶液變渾濁,有刺激性氣體逸出,離心分離;③取②的上層清液,向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。
該樣品中確定存在的是( )
A.Na2SO4、Na2S2O3 B.Na2SO3、Na2S2O3
C.Na2SO4、Na2CO3 D.Na2SO3、Na2CO3
答案 A
解析 向①的溶液中滴加過(guò)量稀鹽酸,溶液變渾濁,有刺激性氣體逸出,說(shuō)明固體中存在Na2S2O3,發(fā)生反應(yīng):S2O+2H+===S↓+H2O+SO2↑,由于鹽酸過(guò)量,向②的上層清液中滴加BaCl2溶液,有沉淀生成,則沉淀為BaSO4,說(shuō)明固體中存在Na2SO4,不能確定是否有Na2SO3和Na2CO3,Na2SO3、Na2CO3與過(guò)量稀鹽酸反應(yīng)的現(xiàn)象可以被Na2S2O3與過(guò)量稀鹽酸反應(yīng)的現(xiàn)象覆蓋掉。
3.(2022·廣東,4)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行粗鹽提純時(shí),需除去Ca2+、Mg2+和SO,所用試劑包括BaCl2以及( )
A.Na2CO3、NaOH、HCl
B.Na2CO3、HCl、KOH
C.K2CO3、HNO3、NaOH
D.Na2CO3、NaOH、HNO3
答案 A
解析 粗鹽提純時(shí),用NaOH除去Mg2+,用BaCl2除去SO,用Na2CO3除去Ca2+及多余的Ba2+,最后用鹽酸除去多余的CO、OH-。
4.(2021·湖南,12)對(duì)下列粒子組在溶液中能否大量共存的判斷和分析均正確的是( )
粒子組
判斷和分析
A
Na+、Al3+、Cl-、NH3·H2O
不能大量共存,因發(fā)生反應(yīng):
Al3++4NH3·H2O===AlO+4NH+2H2O
B
H+、K+、S2O、SO
不能大量共存,因發(fā)生反應(yīng):
2H++S2O===S↓+SO2↑+H2O
C
Na+、Fe3+、SO、H2O2
能大量共存,粒子間不反應(yīng)
D
H+、Na+、Cl-、MnO
能大量共存,粒子間不反應(yīng)
答案 B
解析 Al3+和NH3·H2O反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀而不是AlO,故A錯(cuò)誤;Fe3+可催化H2O2分解,所以Fe3+與H2O2不能大量共存,故C錯(cuò)誤;在酸性條件下MnO能將Cl-氧化為Cl2,不能大量共存,故D錯(cuò)誤。
5.(2020·全國(guó)卷Ⅱ,8)某白色固體混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的兩種組成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):①混合物溶于水,得到澄清透明溶液;②做焰色試驗(yàn),通過(guò)鈷玻璃可觀察到紫色;③向溶液中加堿,產(chǎn)生白色沉淀。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可判斷其組成為( )
A.KCl、NaCl B.KCl、MgSO4
C.KCl、CaCO3 D.MgSO4、NaCl
答案 B
解析 由信息①得到澄清透明溶液,可排除碳酸鈣;由信息②焰色試驗(yàn)透過(guò)鈷玻璃可觀察到紫色,說(shuō)明含有鉀離子,可推測(cè)含有氯化鉀;由信息③向溶液中加入堿產(chǎn)生白色沉淀,可推測(cè)含有硫酸鎂,所以B正確。
課時(shí)精練
1.(2022·重慶模擬)下列各組離子能大量共存的是( )
A.Fe3+、Na+、SCN-、SO
B.K+、Na+、ClO-、I-
C.Al3+、Ca2+、HCO、NO
D.NH、Cu2+、CH3COO-、NO
答案 D
解析 Fe3+和SCN-反應(yīng)生成絡(luò)合離子,不能大量共存,A錯(cuò)誤;ClO-、I-兩者會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能大量共存,B錯(cuò)誤;Al3+和HCO會(huì)發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng),不能大量共存,C錯(cuò)誤;四種離子相互之間不反應(yīng),能大量共存,D正確。
2.(2022·黑龍江牡丹江市第二高級(jí)中學(xué)月考)下列離子可以在指定溶液中大量共存的是( )
A.常溫下,=1010的溶液:Mg2+、NH、HCO、NO
B.電解飽和食鹽水一段時(shí)間后的溶液:K+、Na+、CO、SO
C.硫酸酸化的高錳酸鉀溶液:Ba2+、NH、I-、Cl-
D.生銹鐵釘溶于鹽酸后形成的溶液:H+、Ca2+、SCN-、Br-
答案 B
解析 常溫下,=1010的溶液,pH=2,HCO不能大量存在,A項(xiàng)不符合題意;電解飽和食鹽水一段時(shí)間后的溶液含氫氧化鈉,K+、Na+、CO、SO互不反應(yīng)可以共存,B項(xiàng)符合題意;硫酸酸化的高錳酸鉀溶液,Ba2+、I-、Cl-不能大量存在,C項(xiàng)不符合題意;生銹鐵釘溶于鹽酸后生成的Fe3+與SCN-不能大量共存,D項(xiàng)不符合題意。
3.(2022·廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三月考)孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3(含F(xiàn)e2O3、FeCO3、Al2O3、SiO2雜質(zhì)),工業(yè)上用孔雀石制備硫酸銅的第一步用過(guò)量硫酸溶解并過(guò)濾。常溫下,分別取濾液并向其中加入指定物質(zhì),反應(yīng)后的溶液中大量存在的一組離子正確的是( )
A.加入過(guò)量氨水:NH、SO、OH-、Fe3+
B.加入過(guò)量稀HNO3溶液:Fe3+、H+、Cu2+、SO、NO、Al3+
C.加入過(guò)量NaOH溶液:Na+、Fe3+、SO、OH-、AlO
D.加入過(guò)量NaHCO3溶液:Na+、Al3+、SO、HCO
答案 B
解析 氫氧根離子與三價(jià)鐵離子、氨根離子都反應(yīng),不能大量共存,故A不選;Fe3+、H+、Cu2+、SO、NO、Al3+相互不反應(yīng),可以大量共存,故B選;氫氧根離子與三價(jià)鐵離子反應(yīng),不能大量共存,故C不選;鋁離子與碳酸氫根離子發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng),二者不能大量共存,故D不選。
4.在給定條件下,下列離子組能否大量共存的判斷及對(duì)應(yīng)的離子方程式書(shū)寫(xiě)不正確的是( )
選項(xiàng)
條件
離子組
離子共存判斷及離子方程式
A
無(wú)色透明的溶液
K+、SO、Al3+、OH-
不能大量共存:Al3++3OH-===Al(OH)3↓
B
通入少量CO2
Na+、OH-、K+、NO
能大量共存,通CO2時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為2OH-+CO2===CO+H2O
C
滴加石蕊溶液變紅的溶液
Fe2+、Na+、Cl-、NO
能大量共存
D
溶液呈藍(lán)色
K+、Na+、Cl-、SO
能大量共存
答案 C
解析 Al3+與OH-發(fā)生反應(yīng):Al3++3OH-===Al(OH)3↓,不能共存,故A正確;離子之間不反應(yīng),可大量共存,通入少量CO2與堿反應(yīng)生成碳酸根離子,故B正確;滴加石蕊溶液變紅的溶液,溶液顯酸性,F(xiàn)e2+、H+、NO發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能共存,故C錯(cuò)誤;溶液呈藍(lán)色,含銅離子,該組離子之間不反應(yīng),可大量共存,故D正確。
5.下列各組澄清溶液中的離子能大量共存,且加入試劑后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是( )
選項(xiàng)
離子
試劑
離子方程式
A
NH、Na+、Fe3+、S2-
少量銅粉
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
B
NH、Fe3+、Br-、SO
過(guò)量Na2S
2Fe3++S2-===2Fe2++S↓
C
K+、Na+、ClO-、SO
足量SO2
SO2+2ClO-+H2O===SO+2HClO
D
K+、Na+、CO、AlO
少量HCl
H++AlO+H2O===Al(OH)3↓
答案 D
解析 Fe3+、S2-發(fā)生氧化還原反應(yīng),在溶液中不能大量共存,故A錯(cuò)誤;NH、Fe3+、Br-、SO之間能夠共存,但加入過(guò)量Na2S后發(fā)生反應(yīng):2Fe3++3S2-===2FeS↓+S↓,故B錯(cuò)誤;K+、Na+、ClO-、SO之間能夠共存,但通入足量SO2后發(fā)生反應(yīng):SO2+ClO-+H2O===SO+Cl-+2H+,故C錯(cuò)誤;K+、Na+、CO、AlO之間能夠共存,AlO結(jié)合H+能力更強(qiáng),加入少量HCl后發(fā)生反應(yīng):H++AlO+H2O===Al(OH)3↓,故D正確。
6.(2023·西安高三檢測(cè))通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論正確的是( )
A.將某固體試樣完全溶于鹽酸,再滴加Ba(NO3)2溶液,出現(xiàn)白色沉淀,則該固體試樣中存在SO
B.將某固體試樣完全溶于鹽酸,再滴加KSCN溶液,沒(méi)有出現(xiàn)紅色,則該固體試樣中不存在Fe3+
C.在某固體試樣加水后的溶液中,滴加NaOH溶液,沒(méi)有產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,該固體試樣中仍可能存在NH
D.在某固體試樣加水后的上層清液中,滴加鹽酸出現(xiàn)白色沉淀,再加NaOH溶液沉淀溶解,則該固體試樣中存在SiO
答案 C
解析 當(dāng)固體中含有SO時(shí),在酸性條件下滴加Ba(NO3)2溶液會(huì)被氧化生成硫酸根離子,有相同現(xiàn)象,故不一定是SO,A錯(cuò)誤;若固體為FeCl3和Fe的混合物時(shí),也有相同的現(xiàn)象,故固體試樣中可能存在Fe3+,B錯(cuò)誤;檢驗(yàn)NH時(shí)應(yīng)加NaOH溶液,加熱,產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,選項(xiàng)中沒(méi)有加熱,故不能確定有沒(méi)有銨根離子,C正確;滴加鹽酸出現(xiàn)白色沉淀,再加NaOH溶液沉淀溶解,可能原固體中有AlO,不一定為SiO,D錯(cuò)誤。
7.某固體混合物由NaCl、BaCl2、Al2(SO4)3、FeCl3、Na2CO3中的兩種組成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):①將混合物溶于水,溶液變渾濁同時(shí)有氣泡產(chǎn)生;②向①反應(yīng)液中滴加稀硫酸至過(guò)量,沉淀完全溶解;③向②溶液中滴加KSCN溶液,未見(jiàn)明顯現(xiàn)象;④?、鄯磻?yīng)后的液體做焰色試驗(yàn),可觀察到黃色火焰,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可判斷其組成為( )
A.BaCl2、Al2(SO4)3 B.BaCl2、Na2CO3
C.Al2(SO4)3、Na2CO3 D.FeCl3、Na2CO3
答案 C
解析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)①可知溶于水的過(guò)程中發(fā)生碳酸根離子和Al3+或Fe3+的相互促進(jìn)的水解反應(yīng),根據(jù)實(shí)驗(yàn)②可知,沉淀不是BaSO4,一定沒(méi)有BaCl2,結(jié)合實(shí)驗(yàn)①④,可確定一定有Na2CO3,根據(jù)實(shí)驗(yàn)③可知沒(méi)有FeCl3,則一定有Al2(SO4)3。
8.某無(wú)色溶液可能由K2CO3、MgCl2、NaHCO3、BaCl2溶液中的一種或幾種組成。取樣,向溶液中加入燒堿溶液出現(xiàn)白色沉淀;另取樣,加入稀硫酸也出現(xiàn)白色沉淀并放出氣體。據(jù)此分析,下列判斷中正確的是( )
A.一定有MgCl2
B.一定有MgCl2和NaHCO3
C.一定有K2CO3
D.一定有BaCl2和NaHCO3
答案 D
解析 向溶液中加入燒堿溶液出現(xiàn)白色沉淀,可能是NaOH與MgCl2反應(yīng)生成Mg(OH)2白色沉淀,也可能是NaOH與NaHCO3反應(yīng)生成Na2CO3,Na2CO3與BaCl2反應(yīng)生成BaCO3白色沉淀;加入稀硫酸也出現(xiàn)白色沉淀并放出氣體,該白色沉淀一定是稀硫酸與BaCl2生成的BaSO4,氣體是稀硫酸與K2CO3或NaHCO3反應(yīng)生成的CO2,因一定存在BaCl2,則一定沒(méi)有K2CO3,故一定有NaHCO3;綜上所述,該無(wú)色溶液一定含有BaCl2和NaHCO3,一定沒(méi)有K2CO3,可能有MgCl2,故D正確。
9.(2022·福建晉江子江中學(xué)高三月考)某同學(xué)為檢驗(yàn)溶液中是否含有常見(jiàn)的四種離子,進(jìn)行了如圖操作。其中檢驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。下列結(jié)論正確的是( )
A.原溶液中一定含有SO
B.原溶液中一定含有NH
C.原溶液中一定含有Cl-
D.原溶液中一定含有Fe3+
答案 B
解析 原溶液中加入鹽酸酸化的硝酸鋇,如果其中含有亞硫酸根離子,則會(huì)被氧化為硫酸根離子,所以原溶液中不一定含有SO,故A錯(cuò)誤;產(chǎn)生能使紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體是氨氣,所以原溶液中一定含有NH,故B正確;原溶液中加入鹽酸酸化的硝酸鋇,引進(jìn)了氯離子,能和硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀沉淀的離子不一定是原溶液中含有的氯離子,故C錯(cuò)誤;原溶液中加入鹽酸酸化的硝酸鋇,如果其中含有亞鐵離子,則亞鐵離子會(huì)被氧化為鐵離子,鐵離子遇硫氰化鉀溶液而使溶液呈紅色,所以原溶液中不一定含有Fe3+,故D錯(cuò)誤。
10.(2022·河北衡水市深州中學(xué)高三月考)某無(wú)色溶液X可能含有K+、Na+、NH、Mg2+、Ba2+、CO、Cl-、SO中若干種,且各離子濃度相同,為確定其組成,依次進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。
①取少量溶液X,向其中加入足量的氫氧化鈉溶液,有白色沉淀A產(chǎn)生;微熱,聞到刺激性氣味。
②過(guò)濾①中的混合物,在濾液中加入足量的氫氧化鋇溶液,有白色沉淀B產(chǎn)生,再加入足量的稀硝酸,沉淀不溶解。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是( )
A.溶液X中一定含有NH、Mg2+、SO,可能含有CO
B.溶液X中是否含有Na+、K+需要通過(guò)焰色試驗(yàn)確定
C.白色沉淀A和白色沉淀B都是純凈物
D.溶液X中一定沒(méi)有CO、Cl-
答案 C
解析 取少量溶液X,向其中加入足量的氫氧化鈉溶液,有白色沉淀A產(chǎn)生,溶液X中一定含有鎂離子,一定不存在碳酸根離子;微熱,聞到刺激性氣味,說(shuō)明溶液X中含有銨根離子;由在濾液中加入足量的氫氧化鋇溶液,有白色沉淀B產(chǎn)生,再加入足量的稀硝酸,沉淀不溶解,說(shuō)明溶液X中一定含有硫酸根離子,一定不含有鋇離子;由各離子濃度相同,結(jié)合離子共存可知,溶液中一定含有氯離子,不含有鈉離子和鉀離子,則X溶液中一定含有鎂離子、銨根離子、硫酸根離子、氯離子,一定不含有鉀離子、鈉離子、鋇離子、碳酸根離子,沉淀A為氫氧化鎂、沉淀B為硫酸鋇。
11.(2022·福建晉江子江中學(xué)高三模擬)某無(wú)色溶液中含有NH、K+、Al3+、SO四種離子,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
(1)取10 mL該溶液于試管中并滴加Ba(NO3)2溶液,加稀硝酸酸化后過(guò)濾得到0.03 mol白色沉淀;
(2)取10 mL該溶液于試管中,滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀,當(dāng)沉淀增加到一定量后開(kāi)始產(chǎn)生氣體(必要時(shí)可加熱),最后沉淀完全溶解。并且隨NaOH溶液的加入,沉淀和氣體的變化關(guān)系如圖所示。
下列說(shuō)法不符合事實(shí)的是( )
A.根據(jù)題圖所示數(shù)據(jù)計(jì)算實(shí)驗(yàn)中使用的NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為1 mol·L-1
B.根據(jù)信息分析該溶液中焰色試驗(yàn)呈現(xiàn)紫色的離子的物質(zhì)的量濃度為1 mol·L-1
C.另取一定量該溶液滴加一定量的Ba(OH)2溶液,能使Al3+和SO同時(shí)完全沉淀
D.NH、K+、Al3+、SO四種離子的物質(zhì)的量之比為2∶1∶1∶3
答案 C
解析 生成的沉淀為BaSO4,說(shuō)明溶液中含有SO的物質(zhì)的量為0.03 mol;另結(jié)合圖像知溶液中含有Al3+ 0.01 mol,需OH- 0.03 mol;當(dāng)沉淀增加到一定量后開(kāi)始產(chǎn)生氣體,根據(jù)NH+OH-NH3↑+H2O并結(jié)合圖像,知溶液中含有NH 0.02 mol,需OH- 0.02 mol;最后沉淀完全溶解是由于氫氧化鋁與NaOH繼續(xù)反應(yīng),需OH-為0.01mol;實(shí)驗(yàn)中使用的NaOH溶液的總物質(zhì)的量為0.03 mol+0.02mol+0.01 mol=0.06mol,總體積為60 mL,則氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為1 mol·L-1,A正確;溶液中正電荷總數(shù)為0.02 mol×1+0.01mol×3+n(K+)×1=0.05mol+n(K+),負(fù)電荷總數(shù)為0.03 mol×2=0.06mol,所以n(K+)=0.01 mol,則溶液中焰色試驗(yàn)呈現(xiàn)紫色的離子的物質(zhì)的量濃度為=1mol·L-1,B正確;Al3+為0.01 mol,SO為0.03mol,加入氫氧化鋇溶液,當(dāng)硫酸根離子完全沉淀時(shí),鋁離子已轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子,C不正確;NH、K+、Al3+、SO四種離子的物質(zhì)的量之比為0.02mol∶0.01mol
∶0.01mol∶0.03mol=2∶1∶1∶3,D正確。
12.經(jīng)檢測(cè),某化工廠排出的廢水呈酸性,且其中含有大量 Na+、Cu2+、SO、Cl-、NO?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)下列離子中,能大量存在于該廢水中的是______________(填字母)。
A.Ag+ B.Mg2+ C.OH- D.HCO
(2)取100 mL該廢水于燒杯中,逐滴加入NaOH溶液至呈堿性過(guò)程中,原廢水中存在的離子的量會(huì)發(fā)生變化的是Na+、________(用離子符號(hào)表示)。
(3)某化學(xué)社團(tuán)小組成員欲除去廢水樣品中的Cu2+和SO,最終得到中性溶液,設(shè)計(jì)的方案流程如圖:
①試劑c為_(kāi)_______(填化學(xué)式);溶液3所含溶質(zhì)離子有Cl-、________。
②“分離操作”的名稱是________,需用到的玻璃儀器主要有_________________。
③向“白色沉淀2”中加入足量鹽酸,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________
________________________________________________________________________。
答案 (1)B (2)H+、Cu2+ (3)①Na2CO3 Na+、NO?、谶^(guò)濾 漏斗、燒杯、玻璃棒 ③BaCO3+2H+===Ba2++H2O+CO2↑
解析 (3)廢水呈酸性,且其中含有大量 Na+、Cu2+、SO、Cl-、NO,欲除去廢水樣品中的Cu2+和SO,最終得到中性溶液,從流程知,a為氫氧化鈉溶液,加入氫氧化鈉溶液除了中和氫離子,還產(chǎn)生氫氧化銅沉淀,過(guò)濾后,溶液1中含OH-、Na+、SO、Cl-和NO,試劑b為氯化鋇或硝酸鋇,過(guò)量的鋇離子用Na2CO3除去,故試劑c為Na2CO3;過(guò)濾后,白色沉淀2為硫酸鋇和碳酸鋇的混合物,溶液2含OH-、Na+、Cl-、NO和CO,再加入適量鹽酸即可得到中性溶液。
13.今有一混合物的水溶液,只可能含有以下離子中的若干種:K+、Al3+、Fe3+、Mg2+、Ba2+、NH、Cl-、CO、SO,現(xiàn)取三份100 mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
第一份加入AgNO3溶液有沉淀產(chǎn)生;
第二份加入足量NaOH溶液加熱后,只收集到氣體0.02 mol,無(wú)沉淀生成,同時(shí)得到溶液甲;向溶液甲中通入過(guò)量CO2,生成白色沉淀,沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌、灼燒,質(zhì)量為1.02 g;
第三份加入足量BaCl2溶液后,得白色沉淀,沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后,質(zhì)量為11.65 g。
已知:NaAlO2+2H2O+CO2===NaHCO3+Al(OH)3↓。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答:
(1)一定不存在的離子是______________,不能確定是否存在的離子是_____________。
(2)試確定溶液中肯定存在的離子及其濃度:
①離子符號(hào)________,濃度________________________________________________;
②離子符號(hào)________,濃度________________________________________________;
③離子符號(hào)________,濃度________________________________________________。
(3)試確定K+是否存在?____________(填“是”或“否”),判斷的理由是________________________________________________________________________。
答案 (1)Fe3+、Mg2+、CO、Ba2+ Cl- (2)①NH 0.2 mol·L-1?、贏l3+ 0.2 mol·L-1 ③SO 0.5 mol·L-1 (3)是 根據(jù)電荷守恒,溶液中一定存在鉀離子
解析 向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀產(chǎn)生,白色沉淀為AgCl或碳酸銀或硫酸銀;向第二份溶液中加入足量NaOH溶液加熱后,收集到的氣體為氨氣,其物質(zhì)的量為0.02mol,原溶液中一定含NH,無(wú)沉淀產(chǎn)生,說(shuō)明不存在Fe3+、Mg2+;向溶液甲中通入過(guò)量CO2,生成的白色沉淀為氫氧化鋁,沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌、灼燒,質(zhì)量為1.02 g,即氧化鋁的物質(zhì)的量為=0.01mol,原溶液含Al3+ 0.02 mol,則不含CO;第三份加入足量BaCl2溶液后,得白色沉淀,沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后,質(zhì)量為11.65 g,沉淀為硫酸鋇,物質(zhì)的量為=0.05mol,原溶液中含SO 0.05 mol,則原溶液不含Ba2+,由電荷守恒可知,0.02×1+0.02×3<0.05×2,可知一定含陽(yáng)離子K+,不能確定是否含Cl-。(2)根據(jù)以上分析可知溶液中Al3+、NH、SO的濃度分別是=0.2 mol·L-1、=0.2 mol·L-1、=0.5mol·L-1。
14.有一未知的無(wú)色溶液,只可能含有以下離子中的若干種:H+、NH、K+、Mg2+、Cu2+、Al3+、NO、CO、SO,現(xiàn)取三份100 mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
①第一份加入足量AgNO3溶液后,有白色沉淀產(chǎn)生。
②第二份加入足量BaCl2溶液后,有白色沉淀產(chǎn)生,經(jīng)洗滌、干燥后,沉淀質(zhì)量為6.99 g。
③第三份逐滴滴加NaOH溶液,測(cè)得沉淀與NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),完成下列問(wèn)題:
(1)原溶液中一定不存在的離子是____________________________________________。
(2)圖25~35段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)圖35~40段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)實(shí)驗(yàn)所加的NaOH溶液的濃度為_(kāi)________________________________________。
(5)原溶液中NO的物質(zhì)的量為n(NO),根據(jù)提供的圖像和數(shù)據(jù),試計(jì)算n(NO)的取值范圍為_(kāi)___________________。
答案 (1)Cu2+、CO、H+ (2) NH+OH-===NH3·H2O (3)Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O (4)2 mol·L-1 (5)n(NO)≥0.01mol
解析 根據(jù)無(wú)色溶液可知,一定不含Cu2+;①第一份加足量AgNO3溶液后,有白色沉淀產(chǎn)生,所以至少有CO、SO兩種離子中的一種;②第二份加足量BaCl2溶液后,有白色沉淀產(chǎn)生,經(jīng)洗滌、干燥后,沉淀質(zhì)量為6.99 g,則推斷至少有CO、SO兩種離子中的一種;③第三份逐滴滴加NaOH溶液,由圖可知,開(kāi)始加入氫氧化鈉溶液時(shí)立即有沉淀生成,說(shuō)明不含有H+;沉淀最大時(shí),滴加氫氧化鈉溶液,沉淀不溶解,說(shuō)明含有銨根離子,繼續(xù)加入氫氧化鈉時(shí)沉淀部分溶解,最后溶液中仍然有沉淀,推斷一定含有Mg2+、Al3+,Mg2+、Al3+和碳酸根離子不共存,所以溶液中一定不含碳酸根離子,一定含有硫酸根離子,硫酸鋇的物質(zhì)的量是=0.03mol,則每一份溶液中硫酸根離子的物質(zhì)的量是0.03 mol。根據(jù)圖像可知與銨根離子反應(yīng)的氫氧化鈉是10 mL,溶解氫氧化鋁消耗氫氧化鈉5 mL,則沉淀鋁離子消耗氫氧化鈉15 mL,所以沉淀鎂離子消耗氫氧化鈉25 mL-15mL=10 mL。最終得到氫氧化鎂沉淀是0.01 mol,所以每一份溶液中鎂離子是0.01 mol,與鎂離子反應(yīng)的氫氧化鈉是0.02 mol,則氫氧化鈉溶液的濃度是=2 mol·L-1,所以每一份溶液中銨根離子的物質(zhì)的量是0.01L×2 mol·L-1=0.02 mol,與氫氧化鋁反應(yīng)的氫氧化鈉是2mol·L-1×0.005 L=0.01 mol,則每一份溶液中鋁離子是0.01 mol。根據(jù)電荷守恒可知溶液中一定存在硝酸根離子,而鉀離子不能確定。(5)如果存在鉀離子,則忽略水的電離,依據(jù)電荷守恒可知每一份溶液中NO的物質(zhì)的量n(NO)≥0.02mol+0.01 mol×2+0.01mol×3-0.03mol×2=0.01mol。