- 离子共存
- 共2225题
(10分)回答下列各小题:
(1)已知NaHSO4在水中的电离方程式为 NaHSO4= Na+ + H+ + SO42-。在NaHSO4溶液中c(H+) c(OH-)+ c(SO42-)(填 “>”、“=”或“<”)。
(2)常温下,向1.0mol / L的NaHSO4溶液中逐滴加入等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液,生成沉淀的量与加入氢氧化钡溶液的体积关系如图所示。a、b、c、d分别表示实验时不同阶段的溶液。其中b点所示溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),c点所示的离子方程式为 。
(3)在t℃时,将NaHSO4晶体加入到pHH= 6的蒸馏水中,保持温度不变,测得溶液的pHH为2。t℃将 25℃(填“高于”或“低于”),Kw= ,在该溶液中由水电离出的c(H+)为 mol / L。t℃时,将pH =11的NaOH溶液V1L与pH =1的H2SO4溶液V2L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH =2,则V1∶V2 = ,此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序为 。
(4)在0.1mol / L的①(NH4)2SO4溶液、②NH4HCO3溶液、③NH4HSO4溶液、④NH4Cl溶液中,c (NH4+)由大到小的排列顺序为 。(用序号填空)
正确答案
略
化合物A、B是中学常见的物质,其阴阳离子只能从下表中选择:
(1)若A、B的水溶液均为无色,且A的水溶液呈强酸性,B的水溶液呈强碱性。混合后产生不溶于稀硝酸的白色沉淀及能使红色石蕊试纸变蓝的气体。
①B的化学式为________________。
②A、B溶液混合加热反应的离子方程式为________。
(2)若A的水溶液呈浅绿色,B的水溶液无色且其焰色反应为黄色。向A的水溶液中加入稀盐酸无明显现象,再加入B后溶液变黄,但A、B的水溶液混合亦无明显变化。则
①A的化学式为____________________。
②经分析上述过程中溶液变黄的原因可能有两种(用离子方程式表示):
i________________________________;ii_______________________________,
③请用一简易方法证明上述溶液变黄的原因:________。
④利用溶液变黄原理,将其设计成原电池,若电子由a流向b(a、b均为石墨电极),则b极的电极反应式为____________________。
正确答案
(1)①Ba(OH)2
②H++SO42—+NH4++Ba2++2OH-BaSO4↓+NH3↑+2H2O
(2)①FeI2
②i.6I-+2NO3—+8H+=3I2+2NO↑+4H2O
ⅱ.2I-+Fe2++NO3—+4H+=I2+Fe3++NO↑+2H2O
(或3Fe2++NO3—+4H+=NO↑+2H2O+3Fe3+)
③取少量变黄溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若变红则Ⅱ合理
④NO3—+4H++3e-=NO↑+2H2O
(1)A的水溶液呈强酸性,知A中一定含有HSO4—,B的水溶液呈强碱性,知B中一定含有OH-,不溶于HNO3的白色沉淀是BaSO4,能使红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气,所以A是NH4HSO4,B是Ba(OH)2。(2)①A的水溶液呈浅绿色说明一定含有Fe2+,B焰色反应为黄色说明含有Na+,而A的水溶液中含Fe2+且加入稀盐酸无明显现象说明一定不含有OH-、NO3—、HCO3—、AlO2—,但再加入B后变黄色说明B中含有NO3—(因为在酸性条件下NO3—具有氧化性),A、B溶液混合无明显现象说明A中不含HSO4—,所以A是FeI2。②Fe2+与I-在酸性条件下均可被NO3—氧化,且生成的Fe3+和I2的溶液均显黄色。③Fe3+可用KSCN溶液或苯酚鉴别,I2可用淀粉鉴别。④原电池中电子由负极流向正极,而b极作为原电池的正极得到电子发生还原反应,即NO3—被还原为NO。
点拨:本题考查无机物的性质及推断,考查考生推断和应用知识解决问题的能力。难度较大。
(1)某无色稀溶液X中,可能含有下表所列离子中的某几种。
现取该溶液适量,向其中加入某试剂Y,产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂Y的体积(V)的关系如图所示。
①若Y是盐酸,则溶液中含有的金属阳离子是____________________________,
ab段发生反应的总离子方程式为______________________________________,
表中Oa段与Y溶液反应的离子的物质的量之比为__________[要标明离子符号,如n(Na+)]。
②若Y是NaOH溶液,则bc段反应的离子方程式为
_________________________________________________________________。
若不考虑离子的水解因素,忽略H+和OH-的影响,且溶液中只存在4种离子,则它们的离子个数比为____________________________________________[按阳离子在前,阴离子在后,高价在前,低价在后的顺序排列]。
(2)锡为第ⅣA族元素,锡的单质和化合物与某些物质的化学性质上有许多相似之处。已知锡元素具有如下性质:
Sn4++Sn=2Sn2+;
2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O;
2H++SnOSn(OH)2
Sn2++2OH-。
试回答:
①锡溶于盐酸,再向反应后的溶液中通入氯气,有关反应类似于铁的相应变化,试写出有关反应的离子方程式:
___________________________________,________________________________。
②将①中溶液蒸干后继续加热所得固体,变化过程类似于FeCl3溶液相应的变化,则最后得到的固体物质是(分子式)__________。
③若可用SnCl2溶液与过量的碱溶液反应的方法制Sn(OH)2, 该碱是__________。
正确答案
(1)①Na+ +2H+=H2O+CO2↑
n()∶n(
)=11∶2
②Al(OH)3+OH-=+2H2O
N(Al3+)∶N(Mg2+)∶N()∶N(Cl-)=2∶1∶4∶12
(2)①Sn+2H+=Sn2++H2↑
Sn2++Cl2=Sn4++2Cl-
②SnO2 ③NH3·H2O
(1)①若Y为盐酸,则Oa段反应为2H++=H2SiO3↓、H++
+H2O=Al(OH)3↓,ab段反应为2H++
=H2O+CO2↑,bc段反应为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;X溶液中含有
和
,故阳离子中只有Na+可以存在;设bc段反应消耗的H+的物质的量为x,则根据bc段反应可得:n(
)=
x,根据Oa段反应可得:n(
)+2n(
)=4x,解得n(
)∶n(
)=2∶11。②若Y为NaOH溶液,则Oa段反应为Al3++3OH-=Al(OH)3↓、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,ab段反应为
+OH-
NH3·H2O,bc段反应为Al(OH)3+OH-=
+2H2O;设bc段反应消耗的OH-的物质的量为y,则根据ab段反应可得n(
)=2y,根据bc段反应可得n(
)=y,则根据元素守恒可知n(Al3+)=y,根据Oa段反应可得3n(Al3+)+2n(Mg2+)=4y,解得n(Mg2+)=y,根据电荷守恒可得n(Cl-)=6y,可得:n(Al3+)∶n(Mg2+)∶n(
)∶n(Cl-)=2∶1∶4∶12。(2)①Sn的简单阳离子为Sn2+和Sn4+,可迁移铁与盐酸反应,其产物再与氯气反应的离子方程式;②FeCl3溶液蒸干后继续加热所得固体为Fe2O3,故SnCl4溶液蒸干后继续加热所得固体应为SnO2;③由2H++SnO
Sn(OH)2
Sn2++2OH-可知Sn(OH)2具有两性,故应用弱碱NH3·H2O和SnCl2反应制取Sn(OH)2以避免其与强碱反应。
某工业废水仅含下表中的某些离子,且各种离子的物质的量浓度相等,均为0.1 mol/L(此数值忽略水的电离及离子的水解)。
甲同学欲探究废水的组成,进行了如下实验:
Ⅰ.取该无色溶液5 mL,滴加一滴氨水有沉淀生成,且离子种类增加。
Ⅱ.用铂丝蘸取溶液,在火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,无紫色火焰。
Ⅲ.另取溶液加入过量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色。
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
请推断:
(1)由Ⅰ、Ⅱ判断,溶液中一定不含有的阳离子是___________________________________。
(2)Ⅲ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是________________________。
(3)甲同学最终确定原溶液中所含阳离子有________,阴离子有________;并据此推测原溶液应该呈________性,原因是____________________________(请用离子方程式说明)。
(4)另取100 mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,此过程中涉及的离子方程式为____________________________。充分反应后过滤,洗涤,灼烧沉淀至恒重,得到的固体质量为________g。
正确答案
(1)K+、NH4+、Cu2+
(2)6I-+2NO3—+8H+=3I2+2NO↑+4H2O
(3)Mg2+、Al3+ Cl-、NO3—、SO42—、I- 酸 Mg2++2H2OMg(OH)2+2H+、Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
(4)Mg2++2OH-=Mg(OH) 2↓、Al3++4OH-=AlO2—+2H2O 0.4
(1)根据Ⅰ,溶液为无色,则溶液中不含Cu2+,生成沉淀后离子种类增加,说明原溶液中不含NH4+;根据Ⅱ可确定溶液中不含K+。(2)根据Ⅲ的描述可确定生成的无色气体为NO,则原溶液中一定含有NO3—和I-,根据转移电子数目相等、电荷守恒可写出离子方程式。(3)结合Ⅳ和溶液中各离子浓度相等可确定溶液中含有的阴离子为SO42—、Cl-、NO3—和溶液显酸性,是Mg2+、Al3+水解的缘故。(4)加入NaOH溶液,Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,Al3+最后转化为NaAlO2,最终得到0.01 mol Mg(OH)2沉淀,灼烧至恒重得到0.4 g MgO。
点拨:本题结合废水的成分考查离子检验和离子方程式的书写,意在考查考生综合分析问题的能力和计算能力。
常见的五种盐A、B、C、D、E,它们的阳离子可能是Na+、NH4+、Cu2+、Ba2+、Al3+、Ag+、Fe3+,阴离子可能是Cl-、NO3-、SO42-、CO32-,已知:
①五种盐均溶于水,水溶液均为无色。
②D的焰色反应呈黄色。
③A的溶液呈中性,B、C、E的溶液呈酸性,D的溶液呈碱性。
④若在这五种盐的溶液中分别加入Ba(NO3)2溶液,只有A、C的溶液不产生沉淀。
⑤若在这五种盐的溶液中,分别加入氨水,E和C的溶液中生成沉淀,继续加氨水,C中沉淀消失。
⑥把A的溶液分别加入到B、C、E的溶液中,均能生成不溶于稀硝酸的沉淀。
请回答下列问题:
(1)五种盐中,一定没有的阳离子是____________;所含阴离子相同的两种盐的化学式是__________________。
(2)D的化学式为__________________,D溶液显碱性的原因是_________________(用离子方程式表示)。
(3)A和C的溶液反应的离子方程式是______________________________________;
E和氨水反应的离子方程式是____________________________________________。
(4)若要检验B中所含的阳离子,正确的实验方法是______________________________。
正确答案
(1)Cu2+、Fe3+ (NH4)2SO4、Al2(SO4)3
(2)Na2CO3 CO32-+H2OHCO3-+OH-
(3)Ag++Cl-=AgCl↓ Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
(4)取少量B于试管中,加入浓NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸放在试管口,观察是否变蓝色
由于盐溶液没有颜色,所以没有Cu2+和Fe3+;根据实验现象可知,A、B、C、D、E分别为BaCl2、(NH4)2SO4、AgNO3、Na2CO3、Al2(SO4)3;检验NH4+,常用的方法是将铵盐与浓NaOH溶液共热,看是否能够产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
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