- 离子共存
- 共2225题
某待测溶液中可能含有SO42-、SO32-、CO32-、HCO3-、NO3-、Cl-、Br-中的若干种及一种常见金属阳离子(Mn+),现进行如下实验(每次实验所用试剂均是足量的,鉴定中某些成分可能没有给出)。
请回答下列问题:
(1)根据上述框图信息填写下表(不能确定的不填)。
(2)待测溶液中是否有SO32-、SO42- 。若气体D遇空气变红色,则生成沉淀D时肯定发生的反应的离子方程式为 ,形成沉淀B时反应的离子方程式为 。
(3)若Mn+为常见金属阳离子且原子序数不大于20,则要确定它具体是何种离子的方法是 。
正确答案
(1)
(2)SO32-、SO42-至少有一种 3BaSO3+2H++2NO3-=2NO↑+3BaSO4↓+H2O HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O
(3)做焰色反应实验,若透过蓝色钴玻璃片观察到紫色火焰,说明是钾;若不透过蓝色钴玻璃片观察到黄色火焰,则说明是钠
由沉淀A与稀硝酸反应仍得到白色沉淀知白色沉淀D为BaSO4,故溶液中SO32-、SO42-至少有一种;由每次实验所用试剂均足量知溶液A中含有Ba2+,在加入碱后能得到白色沉淀B,则原待测溶液中一定含有HCO3-;溶液B中加入足量的氯水后仍得到无色溶液,说明原待测液中无Br-,不能确定是否有NO3-、CO32-、Cl-。若气体D遇空气变红色时,表明D中肯定有NO,沉淀A中肯定有BaSO3。
原子序数不大于20的金属阳离子有Li+、Be2+、Na+、Mg2+、Al3+、K+、Ca2+,Al3+与HCO3-,SO32-或SO42-与Ca2+不能大量共存,故金属阳离子不可能是Al3+或Ca2+;由待测溶液与浓NaOH溶液混合后无明显变化知溶液中没有Mg2+,结合Mn+为常见离子且原子序数不大于20知Mn+只能是Na+或K+,可通过焰色实验来确定是钾还是钠。
(10分)有一份铵盐混合物,取其质量为10.00g时,含有xmol的(NH4)2SO4和ymol的NH4HSO4。以下实验取用不同质量的铵盐混合物均加入同浓度的50.00mL的NaOH溶液, 加热充分反应,将产生的气体A经干燥之后用浓硫酸吸收。
测定结果如下;
铵盐混合物质量为10.00g和20.00g时,浓硫酸增加的质量相同;
铵盐混合物质量为30.00g时,浓硫酸增加的质量为0.68g;
铵盐混合物质量为40.00g时,浓硫酸的质量不变。
(1)A气体的化学式为______________
(2)10.00g铵盐混合物中含有NH4+的物质的量为_____mol(用含x,y的关系式表示),10.00g铵盐混合物溶于水后可电离出H+的物质的量为___mol(用含x,y的关系式表示)。
(3)在含有2 mol NH4+与1 mol H+的溶液中加入2 molOH—,加热充分反应,可产生气体A__________ mol
(4)计算:50.00mL的NaOH溶液的浓度为__________mol/L,该铵盐中氮元素的质量分数是 %;(计算结果均保留两位小数)
正确答案
(10分)(1)NH3(2分)
(2)2x+y;y(2分)
(3)1(2分)
(4)4.64mol/L,;14.56%(4分)
(参考解法,解题过程不计入评卷总分,设氢氧化钠的物质的量浓度为Cmol/L,
设10克中有Xmol的 (NH4)2SO4和ymol的NH4HSO4则
132X + 115y=10.(1)
10g时说明铵盐不足,
20g时铵盐已经过量,
n(NH3)="2X" + y=50C×10—3—2y.(2)
30g时铵盐过量,
50C×10—3—3y=0.68/17.(3)
联立(1) (2) (3)解得
X=0.02mol y=0.064mol C=4.64mol/L
氮的质量分数="(0.04+0.064)" ×14/10×100%=14.56% )
试题分析:(1)每次所用氢氧化钠的量相同,根据10克铵盐混合物中含有xmol的(NH4)2SO4和ymol的NH4HSO4。则有20克铵盐混合物中含有2xmol的(NH4)2SO4和2ymol的NH4HSO4。这里消耗氢氧根离子有氢离子和铵离子,而且是中和反应在前,反应的离子方程式为:H++OH- =H2O,NH4++OH-NH3↑+H2O,产生的气体A为氨气,化学式为NH3。
根据10克混合物和20克混合物得到等量的氨气,说明在和10克混合物反应时,氢氧化钠过量,和20克反应时氢氧化钠不足。40克时说明只发生了氢氧根和氢离子的反应。xmol的(NH4)2SO4和ymol的NH4HSO4,生成氨气2x+y,消耗氢氧化钠2x+2y,2xmol的(NH4)2SO4和2ymol的NH4HSO4,生成氨气2x+y,消耗氢氧化钠2y+2x+y。
(2)混合物质量是30克时,含有3xmol的(NH4)2SO4和3ymol的NH4HSO4.根据20克时氢氧化钠不足,说明氢氧化钠的物质的量为3y+2x,减去氢离子消耗的氢氧化钠就是产生的氨气的量,即:3y+2x-3y="0.68/17" 摩尔, x="0.02mol," 在根据 132x+115y=10克,解y=0.064摩尔。所以10.00克铵盐混合物中含有NH4+的物质的量:0.02*2+0.064="0.104mol" .10.00克铵盐混合物溶于水后可电离出H+的物质的量0.064mol。
(3)在含有2 mol NH4+与1 mol H+的溶液中加入2 mol OH-,加热充分反应,氢氧根先中和1摩尔氢离子,剩余的1摩尔氢氧根离子和1摩尔的铵离子反应得到氨气1摩尔。
(4)NaOH溶液的浓度为(3y+2x)/0.05 =(3*0.064+2*0.02)/0.05=4.64摩尔/升。
该铵盐中氮元素的质量分数= (0.064+2×0.02)×14/10.00=14.56%。
点评:本题考查的是化学计算,考查学生的问题分析能力以及计算能力,本题涉及的内容为氨及铵盐之间的反应。化学计算需注重解题技巧。
在25℃时,将酸HA与碱MOH等体积混合.
(1)若0.01mol/L的强酸HA与0.01mol/L强碱MOH混合,则所得溶液显 (填“酸性”、“中性”或“碱性”,下同)该反应的离子方程式为
(2)若PH=3的强酸HA与PH=11的弱碱MOH混合,则所得溶液显 ,理由是:
(3)若0.01mol/L的强酸HA与0.01mol/L弱碱MOH混合,则所得溶液显 ,解释这一现象的离子方程式是
正确答案
(1)中性 H++OH-=H2O
(2)碱性 酸HA与碱MOH中和后,碱过量,还会电离出OH-(2分,其他合理答案也可给分)
(3) 酸性 M++H2OMOH+H+(2分)
试题分析:(1)若0.01mol/L的强酸HA与0.01mol/L强碱MOH混合,二者恰好完全反应生成强酸强碱盐MA,则所得溶液显中性,该反应的离子方程式为H++OH-=H2O;(2)若PH=3的强酸HA与PH=11的弱碱MOH混合,则所得溶液显碱性,理由是:PH=3的强酸HA与PH=11的弱碱MOH中和后,碱过量,还会电离出OH-;(3)若0.01mol/L的强酸HA与0.01mol/L弱碱MOH混合,二者恰好完全反应生成强酸弱碱盐MA,弱碱阳离子水解显酸性,解释这一现象的离子方程式是
M++H2OMOH+H+。
某温度(t ℃)时,水的离子积为KW=1.0×10-13mol2·L-2,则该温度(填“大于”、“小于”或“等于”)________25 ℃,其理由是_______________________________________。
若将此温度下pH=11的苛性钠溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合(设混合后溶液体积的微小变化忽略不计),试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比:
(1)若所得混合液为中性,则a∶b=________;此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是___________________________________。
(2)若所得混合液的pH=2,则a∶b=________。此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是__________________________________________。
正确答案
大于 水的电离是吸热过程,KW随温度升高而增大 (1)10∶1 c(Na+)>c(SO)>c(H+)=c(OH-)或c(Na+)=2c(SO42—)>c(H+)=c(OH-) (2)9∶2
c(H+)>c(SO42—)>c(Na+)>c(OH-)
水的电离是吸热过程,KW随温度升高而增大,故温度高于25 ℃。
(1)稀H2SO4中,c(H+)=0.1 mol·L-1,NaOH溶液中c(OH-)==0.01 mol·L-1
0.01 mol·L-1×a L=0.1 mol·L-1×b L
a∶b=10∶1
离子浓度关系c(Na+)>c(SO42—)>c(H+)=c(OH-)或c(Na+)=2c(SO42—)>c(H+)=c(OH-)
(2)若pH=2,则
c(H+)混==0.01 mol·L-1
a∶b=9∶2
离子浓度关系:此时,假如原来NaOH溶液为9 L,H2SO4溶液则为2 L
n(Na+)=0.01 mol·L-1×9 L=0.09 mol
剩余n(H+)=0.01 mol·L-1×(9 L+2 L)=0.11 mol
n(SO42—)=×2 L=0.1 mol
所以:c(H+)>c(SO42—)>c(Na+)>c(OH-)。
(8分)现有S2-、SO32-、NH4+、Al3+、HPO42-、Na+、SO42-、AlO2-、Fe3+、HCO3-、Cl-等离子,请按要求填空:
(1)在水溶液中,该离子水解呈碱性的是 。
(2)在水溶液中,该离子水解呈酸性的是 。
(3)既能在酸性较强的溶液里大量存在,又能在碱性较强的溶液里大量存在的离子有 。
(4)既不能在酸性较强的溶液里大量存在,又不能在碱性较强的溶液里大量存在的离子有 。
正确答案
(1)S2-、SO32-、HPO42-、AlO2-、HCO3- (2)NH4+、Al3+、Fe3+
(3)Na+、SO42-、Cl- (4)HPO42-、HCO3-
(1)弱酸的酸根水解显碱性,所以有S2-、SO32-、HPO42-、AlO2-、HCO3-。
(2)弱碱的阳离子是水解显酸性,所以有NH4+、Al3+、Fe3+。
(3)与氢离子及OH-都不反应的是强酸的酸根或强碱的阳离子,即Na+、SO42-、Cl-。
(4)弱酸的酸式盐既和氢离子,也和OH-反应,所以是HPO42-、HCO3-。
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