- 离子共存
- 共2225题
某河道两旁有甲、乙两厂．它们排放的工业废水中，共含K+、Ag+、Fe3+、C1-、OH-、NO3-六种离子．
（1）甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水中所含的三种离子是______、______、______．
（2）乙厂的废水中含有另外三种离子．如果加一定量______（选填“活性炭”“铁粉”），可以回收其中的______（填写金属元素符号）．
正确答案
（1）因甲厂的废水明显呈碱性，一定含有OH-，Ag+、Fe3+与OH-结合生成沉淀，则不能存在于甲中，又溶液不显电性，一定存在金属阳离子，则甲中含有K+，
乙废水中含有Ag+、Fe3+，Ag+、C1-结合生成氯化银沉淀，则C1-一定在甲中，即甲废水中含有OH-、Cl-、K+，乙废水中含有Ag+、Fe3+、NO3-，
故答案为：Ag+；Fe3+；NO3-；
（2）因乙废水中含有Ag+、Fe3+、NO3-，活性炭不与溶液中的离子反应，则加入铁粉可置换出单质银，故答案为：铁粉；Ag．
依据题目要求回答下列问题。
(1)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列六种溶液的pH如表所示。
①上述盐溶液中的阴离子结合H+能力最强的是 。
②根据表中数据,浓度均为0.01 mol·L-1的下列五种物质的溶液中,酸性最强的是 (填字母编号,下同);将各溶液分别稀释100倍,pH变化最小的是 。
A.HCN B.HClO C.C6H5OH D.CH3COOH E.H2CO3
③根据上表数据,请你判断下列反应不能成立的是 。
A.CH3COOH+Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa
B.CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C.CO2+H2O+NaClO=NaHCO3+HClO
D.CO2+H2O+2C6H5Ona=Na2CO3+2C6H5OH
④要增大氯水中HClO的浓度,可向氯水中加入少量的碳酸氢钠溶液,反应的离子方程式为 。
(2)已知常温下Cu(OH)2的Ksp=2×10-20。又知常温下某CuSO4溶液中c(Cu2+)="0.02" mol·L-1,如果要生成Cu(OH)2沉淀,则应调整溶液的pH大于 。
正确答案
(1)①C
④Cl2+HC
(2)5
(1)①根据“酸越弱,其酸根离子水解程度越大”理论由Na2CO3溶液的pH最大,可知C
(2)Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20=0.02×c2(OH-),解得c(OH-)=10-9 mol·L-1,要使Cu2+生成Cu(OH)2沉淀,则c(OH-)＞10-9 mol·L-1,溶液的pH＞5。
某混合物的水溶液中，只可能含有以下离子中的若干种：K+、Mg2+、Fe3+、Al3+、NH4+、Cl-、CO32-和SO42-．现每次取100.00mL进行实验：（已知NH4++OH-?NH3↑+H2O）
①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生；
②第二份加入足量NaOH后，整个过程没有沉淀产生，加热，收集到气体0.896L（标准状况下）
②第三份加入足量BaCl2溶液后得干燥沉淀6.27g，沉淀经足量盐酸洗涤，干燥后剩余2.33g．
请回答：
（1）c（CO32-）= ；
（2）K+是否存在？ ；若存在，浓度至少是 （若不存在，则不必回答第（2）问）；
（3）根据以上实验，不能判断哪种离子是否存在？ 若存在，这种离子如何进行检验？ ．
正确答案
（16分）胆矾是一种重要工业用盐，如电镀工业用作全光亮酸性镀铜主盐和铜离子添加剂。印染工业用作媒染剂和精染布的助氧剂。农业上作为杀菌剂。某研究小组拟用废旧铜器（主要杂质为含铁的化合物）来制备胆矾。设计流程如下：
pH值控制可参考下列数据
请根据上述流程回答下列问题：
（1）试剂A可选用_____（填字母）。
a．稀H2SO4 b．浓H2SO4 c．浓FeCl3溶液 d．浓HNO3
（2）第②步加入H2O2溶液发生的反应的离子方程式为：_____________________________。
（3）第③步中所加试剂B为________（填化学式）。调节溶液的pH合适的范围是__________。
（4）操作⑤通常加H2SO4调节pH＝1是为了：______________________________________。
（5）本流程中多次用到过滤操作，该操作主要用到的玻璃仪器为： _______________，操作⑥的主要步骤为： 、 。
（6）某同学认为上述流程中所加的试剂A并不理想，需作改进，其理由是______________
__________________________________________________________。请你帮助提出一条改进方案____________ 。
正确答案
（1）b；
（2）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O （2分）
（3）CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等合理答案。（1分） PH：3.7—5.2（2分）
（4）抑制Cu2+水解
（5）漏斗、烧杯、玻璃棒等；（2分） 蒸发浓缩，冷却洁净（各1分）
（6）产生污染环境的二氧化硫，硫酸利用率低；（2分）加热，并在稀硫酸中通入氧气。（2分）
本题来源于真实的化工工艺，废旧电器的综合得用。以废旧铜器为原料，制备重要工业用盐胆矾为主线，综合考查元素化合物的性质、离子反应、沉淀的生成和溶解、过滤、溶液酸碱性(pH)的应用、盐类水解、重结晶等基础知识；考查学生调控化学实验条件的能力、观察和分析图表的能力。
从流程来看①是加入浓硫酸，将铜溶解为铜离子，同时铁的化合物以二价或三价进入溶液。第②步加入H2O2溶液，将二价铁氧化为三价铁，第③步再加入CuO调pH到3.7～5.2之间，过滤除去氢氧化铁（滤渣），铜离子留在溶液。为了防止铜离子在加热浓缩时水解，加入硫酸控制酸度，抑制水解。当溶液浓缩到一定程度，冷却即可结晶出胆矾，过滤即得产品。第（6）小题要求较高，主要是考查考生对简单实验设计的评价或改进的能力。从绿色化学理念来看，加入浓硫酸与铜反应会产生污染环境的二氧化硫，硫酸利用率也较低；可考虑在加热的条件下，加入稀硫酸，同时通入氧气。上述问题得以解决。本小问回答有一定的开放性，给不同水平的考生以施展能力的空间。
某混合物的水溶液中，可能含有以下离子中的若干种：K＋、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、Cl－、CO32－和SO42－。现每次取100.00mL进行实验：
①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生；
②第二份加入足量BaCl2溶液后得干燥沉淀6.27g，沉淀经足量盐酸洗涤，干燥后剩余2.33g。
请回答：
（1）c(CO32－)＝______________。
（2）用离子方程式表示该溶液呈碱性的原因：____________________________________。
（3）K＋是否存在？_____，（填“是”或“否”）若存在，浓度范围是______________________ (若不存在，则不必回答第（2）问)。
（4）根据以上实验，不能判断哪种离子是否存在？若存在，这种离子如何进行检验？
____________________________________________________________________。
正确答案
（1） 0.2mol·L－1（2分）
（2）CO32-＋H2O
（3）是（2分） c(K＋)≥0.6mol·L－1（2分）
（4）Cl－；取原溶液少许，加入足量Ba(NO3)2溶液后过滤，向滤液中加入AgNO3溶液，若有沉淀产生，则原溶液中有Cl－，反之无Cl－（3分）
试题分析：第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生，则沉淀有可能是硫酸银（微溶）、碳酸银（不溶）或氯化银（不溶）；第二份得沉淀后加盐酸，沉淀变少，说明2.33g是硫酸钡，6.27-2.33=3.94g是碳酸钡，所以碳酸钡为3.94g÷188g/mol=0.02nol，则c(CO32－)＝0.2mol·L－1。（3）因为溶液存在CO32－和SO42－，所以一定不存在Mg2＋、Fe3＋、Al3＋，则一定K+；硫酸钡为0.01mol，碳酸钡为0.02nol，则负电荷最少为0.06mol,故K+的浓度最少为0.6mol·L－1。（4）硫酸银（微溶）、碳酸银（不溶），所以不能判断第一份的沉淀是否有氯化银，故无法判断是否有Cl－。
点评：离子共存问题是历年高考的重点，考生在备考中要注意积累常见的化学反应，并注意题文中隐藏的条件。
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