- 离子共存
- 共2225题
某同学用工业硫酸铜（含硫酸亚铁等杂质）制备纯净的CuSO4·5H2O。工艺流程如下
（部分操作和条件略）：
I．取工业硫酸铜固体，用稀硫酸溶解，过滤。
II．向滤液中滴加H2O2溶液，稍加热。
III．向II的溶液中加入CuO粉末至pH＝4。
IV．加热煮沸，过滤，滤液用稀硫酸酸化至pH＝1。
V．蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得晶体。
已知部分阳离子生成氢氧化物的pH、Ksp（25℃）如下表：
（1）II中发生反应的离子方程式是 。
（2）II中将Fe2+氧化为Fe3+的目的是 。
（3）用K3[Fe(CN)6]（铁氰化钾）验证II中Fe2+是否转化完全的现象是 。
（4）III中发生反应的离子方程式是 。
通过计算说明在此条件下的溶液中Fe3+是否沉淀完全________________________(提示：当溶液中某离子浓度小于1.0×10–5 mol/L时可认为该离子沉淀完全)。
（5）应用化学平衡移动原理解释IV中“滤液用稀硫酸酸化”的原因 。
正确答案
（1）2Fe2+ +H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O （2分） （2）在调节pH＝4时，只将Fe3+转化为沉淀除去，而不会使Cu2+转化为沉淀。（表述合理即可得分） （2分）
（3）若有蓝色沉淀生成，说明Fe2+没有完全转化；若没有蓝色沉淀生成，说明Fe2+已经完全转化。（只答出其中一种情况，表述正确得满分。） （1分）
（4）Fe3++3H2O
或2Fe3++3CuO+3H2O＝2Fe(OH)3+3Cu2+ （2分）
c(Fe3+)＝
（5）用稀硫酸酸化至pH＝1，可以抑制Cu2+在加热过程中水解，以获得纯净的硫酸铜晶体。（表述合理即可得分） （1分）
试题分析：（1）由于溶液中含有亚铁离子，需要将其氧化为铁离子除去。双氧水具有氧化性，因此向滤液中滴加H2O2溶液，稍加热的目的是除去亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe2+ +H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O。
（2）由于亚铁离子沉淀时的pH值大于铜离子沉淀时的pH值，而铁离子完全沉淀时的pH值是3.7，所以II中将Fe2+氧化为Fe3+的目的是在调节pH＝4时，只将Fe3+转化为沉淀除去，而不会使Cu2+转化为沉淀。
（3）由于铁氰化钾与亚铁离子结合产生蓝色沉淀，据此可以检验亚铁离子。即若有蓝色沉淀生成，说明Fe2+没有完全转化；若没有蓝色沉淀生成，说明Fe2+已经完全转化。
（4）氧化铜能消耗氢离子，降低溶液的酸性，从而产生氢氧化铁沉淀，因此反应的离子方程式为Fe3++3H2O
（5）由于铜离子水解，溶液显酸性，所以用稀硫酸酸化至pH＝1，可以抑制Cu2+在加热过程中水解，以获得纯净的硫酸铜晶体。
有一种白色粉末，含有下列阴离子和阳离子中的几种。
阴离子：S2－、Cl－、NO3—、SO42—、CO32—、HCO3—、MnO4—。
阳离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、Ba2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、NH4+。
将该白色粉末进行下列实验，观察到的现象如下：
根据实验推断：
(1)从a实验中，可推断粉末中不可能有______________(填离子符号，下同)。
(2)从b实验中，可推断粉末中不可能有_____________________________________。
(3)从c实验中，可推断粉末中不可能有________________________________。
(4)从d实验中，可推断粉末中不可能有________，一定含有________。
(5)以上各实验仍无法确定是否存在的离子是____________。
正确答案
(1)Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、MnO4—
(2)NH4+、Mg2＋、Al3＋
(3)CO32—、HCO3—、S2－
(4)SO42— Ba2＋
(5)Cl－、NO3—、Na＋
(1)Fe3＋为棕黄色，Fe2＋为浅绿色，Cu2＋为蓝色，MnO4—为紫色。
(2)NH4+与OH－可反应生成NH3，Mg2＋、Al3＋可与OH－反应生成沉淀。
(3)CO32—、HCO3—可分别与H＋反应生成CO2气体。
(4)加入硫酸和硝酸生成的沉淀只能是BaSO4，因此可推出含有Ba2＋，则必不含有SO42—
(共10分)复分解反应是中学化学中常见的一种反应类型。
(1)已知在常温下测得浓度均为0.1 mol·L－1的下列6种溶液的pH值：
复分解存在这样一个规律：一种较强酸与另一种较弱酸的盐可以自发地反应，生成较弱酸和较强酸的盐，如：2CH3COOH+Na2CO3===2CH3COONa+CO2↑+H2O。依照该规律，请判断下列反应不能成立的是______（填编号）。
A．CO2+H2O +2NaClO===Na2CO3+2HClO B．CH3COOH+NaCN===CH3COONa+HCN
C．CO2 +H2O +C6H5ONa→NaHCO3+C6H5OH D．CO2 +H2O +2C6H5ONa→Na2CO3+2C6H5OH
（2）根据前述信息判断，常温下，浓度均为0.05 mol·L－1的下列5种物质的溶液中，pH最小的是 (填编号)，其pH值约为_______(填数值)。
①HCN ②CH3COOH ③HClO4 ④HClO ⑤H2SO4
(3)一些复分解反应的发生还遵循其它的规律。下列转化都属于复分解反应：
①工业上将石灰乳与纯碱溶液混合可制得苛性钠溶液；②侯氏制碱法中，向饱和碳酸氢铵溶液中加入饱和食盐水可获得小苏打晶体。
请根据上述反应，总结出复分解反应发生的另一规律 。根据这结论，现将Na2S和AgI固体混合搅拌，则反应的离子方程式 。
正确答案
(共10分)(1) A D （共2分）(2) ⑤（共2分）；1 （共2分）
(3) 复分解反应能够向生成溶解度更小的方向进行 （2分） S2－+2AgI===Ag2S+2I－（2分）
（1）酸越弱，相应的钠盐越容易水解，溶液的碱性就越强。根据表中数据可知，次氯酸的酸性强于碳酸氢钠的，苯酚的酸性也强于碳酸氢钠的，所以选项AD是错误的，生成物应该是碳酸氢钠，而不是碳酸钠，其余都是正确的，答案选AD。
（2）硫酸是二元强酸，所以酸性最强，溶液中氢离子浓度是0.1mol/L，所以pH＝1。
（3）①中还生成碳酸钙，碳酸钙难溶于水。②中碳酸氢钠的溶解度也很小，所以复分解反应的另一规律是能够向生成溶解度更小的方向进行。硫化银更难溶，因此Na2S和AgI固体混合搅拌，反应的离子方程式S2－+2AgI===Ag2S+2I－。
某有色溶液中，可能大量存在Ag+、H+、Cu2+、CO32-、OH-、Cl-，你认为一定有的离子是______，一定没有的离子是______，还需进一步确认的离子是______．
正确答案
Cu2+离子有颜色，与CO32-、OH-反应而不能大量共存，根据溶液电中性原则，一定含有阴离子，肯定存在Cl-，Cl-与Ag+不能共存，可能存在H+，需进一步确认才可．
故答案为：Cu2+、Cl-；CO32-、OH-、Ag+；H+．
(1)某无色溶液可能含有下列离子中的几种：H＋、Mg2＋、Na＋、Ag＋、Cl－、 OH－、HCO3－、NO3－，已知该溶液能和金属铝反应，放出的气体只有氢气。试推断：若溶液和铝反应后有AlO2－生成，则原溶液中一定大量含有的离子是 ________________；还可能有较大量的离子是________________；若溶液和铝反应后有Al3＋生成，则原溶液中一定不能大量含有的离子是________________________。
(2)在含有Na＋、Mg2＋、HCO3－、SO42－的稀溶液中，它们的物质的量之比为2∶1∶2∶1。
①向该溶液中滴加酚酞试液数滴，溶液呈淡粉红色，有关反应的离子方程式为 ______________。
②充分加热①步所得的溶液，加热的过程中观察到的现象有________________________；有关反应的离子方程式为______________________。
(3) 已知NaHSO4是一种酸式盐。
① NaHSO4溶液与NaHCO3溶液反应的离子方程式为：__________________。
② 2 mol/L的NaHSO4溶液与1 mol/L的Ba(OH)2溶液等体积混合，反应的离子方程式为________________________，若在反应后的溶液中继续滴加Ba(OH)2溶液，写出发生反应的离子方程式________________________。
正确答案
(1) OH－、Na＋；Cl－、NO3-；OH－、NO3－、HCO3－、Ag＋(2)①HCO3－＋H2O
(3) ①H＋＋HCO3－===H2O＋CO2↑；②2H＋＋SO42－＋Ba2＋＋2OH－===2H2O＋BaSO4↓；
SO42－＋Ba2＋===BaSO4↓。
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