- 离子共存
- 共2225题
（6分）有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH4＋、K＋、Na＋、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、SO42―、CO32―、Cl―和I―。你取该溶液进行了以下实验：
（1）用pH试纸检验，表明溶液呈强酸性；
（2）取部分溶液，加入CCl4及数滴氯水，经振荡后CCl4层呈紫红色；
（3）另取部分溶液，加入稀NaOH 溶液使其变为碱性，溶液中无沉淀生成；
（4）取部分上述碱性溶液，通入过量CO2气体有白色沉淀生成；
（5）将（3）得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝；
根据上述实验事实，你可知道该溶液中：
① 肯定含有的离子是 ；
② 肯定不存在的离子是 ；
③ 还不能确定是否存在的离子是 。
正确答案
① NH4＋、Al3＋、I― ②Mg2＋、Fe3＋、CO32― ③ K＋、Na＋、SO42―、Cl―
试题分析：溶液澄清，故肯定没有Fe3＋存在；由（1）知，肯定没有CO32―存在，因为该离子水溶液显碱性；由（2）知，肯定有I―存在；由（3）知，肯定没有Mg2＋的存在；由（4）知，肯定有Al3＋的存在，通入过量CO2气体时才会双水解产生Al(OH)3白色沉淀；由（5）知，放出的气体为氨气，故溶液一定含有NH4＋。由于溶液中有Al3＋，故溶液中肯定不能存在CO32―，否则会发生双水解。而K＋、Na＋、SO42―、Cl―这些离子则不能确定是否存在。
点评：本题涉及到了离子共存问题，需要要学生掌握一些基本的反应以及离子能共存的原理，在解题中注意有些物质的特殊性以及特殊的实验，例如萃取实验。
氮可以形成多种离子，如N3－、NH2－、N3－、NH4＋、N2H5＋、N2H6＋等。已知N2H5＋的形成过程类似于NH4＋的形成过程，N2H5＋在碱性溶液中将生成电中性的分子和水。试写出：
（1）该电中性分子的化学式： ；
（2）N2H5＋的电子式： ；
（3）1 mol N3－共有 mol 电子；
（4）写出两种非金属氧化物跟N3－电子数相同的物质的化学式 、 。
正确答案
（1）化学式： N2H4 ； （2）电子式： ；
（3）有 22 mol 电子； （4）化学式 CO2 、 N2O 。
略
（15分）已知某温度下，KW=1×10－13。A为酸溶液，其pH=a；B为碱溶液，其pH=b。
（1）若A为强酸，B为强碱，且a+b=13，两者等体积混合后，溶液的pH=________；若此时溶液中碱的阳离子浓度大于酸根阴离子浓度，其原因可能是（用文字表述）_____________________。
（2）若A为强酸，B为强碱，二者按体积比为1:10混合后溶液显中性，则a+b=____。
（3）若A的化学式为HR，B的化学式为MOH，且a+b=13，两者等体积混合后溶液显碱性。则混合溶液中必定有一种离子能发生水解，该水解反应的离子方程式为_________________________________。
（4）在（3）的混合溶液中，微粒浓度大小关系一定正确的是___________（填序号）。
①c（MOH）＞c（M+）＞C（R－）＞c（H+）＞c（OH－）
②c（HR）＞c（M+）＞c（R－）＞c（OH－）＞c（H+）
③c（R－）＞c（M+）＞c（H+）＞c（OH－）
④c（M+）＞c（R－）＞c（OH－）＞c（H+）
⑤c（M+）+ c（H+）=c（R－）+c（OH－）
⑥c（MOH）=c（H+）－c（OH－）
正确答案
（1）6．5（3分） 酸不是一元强酸（3分）
（2）12（3分）
（3）M++H2O
（4）④⑤（3分）
解答该题须知：①25℃时，pH之和为14的酸、碱溶液等体积混合，谁弱显谁性，无弱显中性（原因是：二者反应后，弱者有大量剩余，所以弱者电离显性）。可将此规律迁移到该题中。②由于题给温度下KW=1×10－13，故中性溶液的pH=6.5。
（1）将25℃的规律迁移过来，即可得出题给温度下的一个结论：pH之和为13的酸、碱溶液等体积混合，谁弱显谁性，无弱显中性。本题中“A为强酸，B为强碱”，故混合溶液呈中性，pH=6.5。
由于溶液呈中性，故c（H+）=c（OH－）。若A为一元酸，B为一元碱，结合电荷守恒可知，酸的阴离子浓度等于碱的阳离子浓度。若酸是n（n≠1）元强酸而碱为一元强碱，则其电荷守恒关系式中，碱的阳离子浓度等于酸的阴离子浓度的n倍，所以碱的阳离子浓度大于酸的阴离子浓度。
（2）设酸、碱溶液的体积分别是1L、10L，根据题意可得：10－amol/L×1L=10b－13mol/L×10L，整理得：a+b=12。
（3）由于混合溶液呈碱性，根据“pH之和为13的酸、碱溶液等体积混合，谁弱显谁性，无弱显中性”可判断MOH一定是弱碱，则M+离子一定能发生水解。需要注意的是：HR是强酸还是弱酸无法确定，只能判断出HR一定比MOH强。
（4）易判断⑤是正确的电荷守恒关系式。
由于溶液呈碱性，故c（OH－）＞c（H+），排除①、③。
根据c（OH－）＞c（H+）和c（M+）+c（H+）=c（R－）+c（OH－）可得c（M+）＞c（R－）。由于OH－和H+均来自于弱电解质的电离，其浓度应该很小，故c（M+）＞c（R－）＞c（OH－）＞c（H+），即④正确。
若HR是强酸，此时溶液中不再有HR分子，此时②即是错误的。
由于（3）的混合溶液中MOH有大量剩余，即c（MOH）＞0，若⑥正确，则c（H+）＞c（OH－），这与题意“溶液呈碱性”不符，故⑥是错误的。
（6分）（1）某温度下，纯水中c(H+) = 5×10-7 mol·L－1，则此时纯水中的c(OH－) =" ____" mol·L－1；若温度不变，滴入稀硫酸使c(H+) = 5.0×10-3 mol·L－1，则c(OH－) =" ____" mol·L－1。
（2）已知室温下pH＝2的高碘酸(H5IO6)溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，所得混合溶液呈酸性，则高碘酸的电离方程式是__________________________。
正确答案
（1）5.0×10-7 mol·L－1 5.0×10-11 mol·L－1
（2）H5IO6
（1）在任何纯水中都显中性，即c(OH－) = c(H+) = 5×10-7 mol·L－1。所以在该温度下水的离子积常数为2.5×10－13 。因此当溶液中c(H+) = 5.0×10-3 mol·L－1时，c(OH－) =
（2）pH＝2的高碘酸(H5IO6)溶液与pH＝12的NaOH溶液中c(H+)和c(OH－)都是0.01 mol·L－1，等体积混合后的溶液显酸性，这说明高碘酸是弱酸，存在电离平衡。
（10分）已知H2A在水中存在以下平衡：H2A
(1)NaHA溶液________(填“显酸性”、“显碱性”、“显中性”或“酸碱性无法确定”)，原因是_____________________________ ___。
(2)某温度下，向0.1 mol·L－1的NaHA溶液中滴入0.1 mol·L－1KOH溶液至中性，此时溶液中以下关系一定正确的是________(填字母)。
A．c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14 mol2·L－2 B．c(Na＋)＋c(K＋)＝c(HA－)＋2c(A2－)
C．c(Na＋)＞c(K＋) D．c (Na＋)＋c(K＋)＝0.05 mol·L－1
(3)已知常温下H2A的钙盐(CaA)饱和溶液中存在以下平衡：CaA(s) 
①温度升高时，Ksp________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)。
②滴加少量浓盐酸，c(Ca2＋)________，原因是
__________________________________________(用文字和离子方程式说明)。
(4)若向CaA悬浊液中加入CuSO4溶液，生成一种黑色固体物质，写出该过程中反应的离子方程式___________________________________________
正确答案
(1)酸碱性无法确定（１分） 不能确定HA－的电离程度和水解程度的大小（１分）
(2)BC (２分)
(3)①增大(1分) ②增大(1分) 加盐酸发生反应：A2－＋H＋
(4)CaA(s)＋Cu2＋(aq)
（1）HA-在水溶液中存在电离平衡和水解平衡两种，以电离为主时，溶液显酸性，以水解为主时，溶液显碱性，所以无法确定NaHA溶液的酸碱性；
（2）根据电荷守恒可得B，NaHA如是一元强酸盐，相当于酸碱中和，c(Na＋)=c(K＋) ；但NaHA不是一元强酸盐，所以c(Na＋)＞c(K＋) ；
（3）①温度升高时，Ksp增大；
②滴加少量浓盐酸，形成弱电解质HA－，平衡正向移动；
(4)难容物向着更难溶物转化，CaA(s)＋Cu2＋(aq) 
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