- 离子的检验
- 共4052题
已知4种强电解质溶液，分别含有下列阴、阳离子中的各一种，且互不重复：Ba2+、H+、Na+、NH4+、CO32-、NO3-、OH-、SO42-．将这4种溶液分别标记为A、B、C、D并进行如下实验：
①向A或D中滴入C，均由沉淀生成；
②将A和B混合加热能生成具有刺激性气味的气体；
③将A与D混合产生一种无色无味的气体．
请回答下列问题：
（1）A的化学式为______，判断理由是______C中含有的阳离子是______，判断理由是：______
（2）写出下列物质的化学式：B______、D______．
（3）写出实验③中有关反应的离子方程式：______．
正确答案
解：A和D、B都能生成气体，而题给离子中只有H+与CO32-、OH-与NH4+能反应生成气体，故A只能为（NH4）2CO3；在A或D中滴入C，均有沉淀生成，说明D中含有SO42-，C中应含有Ba2+，而A和D反应生成的气体说明D一定是硫酸，产生的气体是二氧化碳，能被B吸收，说明B是一种碱，所以C是硝酸钡，B是NaOH，
（1）由上述分析可知，A的化学式是（NH4）2CO3，因为：A和D、B都能生成气体，而题给离子中只有H+与CO32-、OH-与NH4+能反应生成气体，故A只能为（NH4）2CO3，C中应含有Ba2+，因为：8种离子中能与CO32-生成沉淀的阳离子只有Ba2+（故答案为：（NH4）2CO3；A和D、B都能生成气体，而题给离子中只有H+与CO32-、OH-与NH4+能反应生成气体，故A只能为（NH4）2CO3；Ba2+；8种离子中能与CO32-生成沉淀的阳离子只有Ba2+
（2）由上述分析可知，B为NaOH，C是Ba（NO3）2，故答案为：NaOH；H2SO4；
（3）A和D反应的离子方程式为CO32-+2H+═CO2↑+H2O，二氧化碳可以被氢氧化钠吸收，故答案为：CO32-+2H+=CO2↑+H2O．
解析
解：A和D、B都能生成气体，而题给离子中只有H+与CO32-、OH-与NH4+能反应生成气体，故A只能为（NH4）2CO3；在A或D中滴入C，均有沉淀生成，说明D中含有SO42-，C中应含有Ba2+，而A和D反应生成的气体说明D一定是硫酸，产生的气体是二氧化碳，能被B吸收，说明B是一种碱，所以C是硝酸钡，B是NaOH，
（1）由上述分析可知，A的化学式是（NH4）2CO3，因为：A和D、B都能生成气体，而题给离子中只有H+与CO32-、OH-与NH4+能反应生成气体，故A只能为（NH4）2CO3，C中应含有Ba2+，因为：8种离子中能与CO32-生成沉淀的阳离子只有Ba2+（故答案为：（NH4）2CO3；A和D、B都能生成气体，而题给离子中只有H+与CO32-、OH-与NH4+能反应生成气体，故A只能为（NH4）2CO3；Ba2+；8种离子中能与CO32-生成沉淀的阳离子只有Ba2+
（2）由上述分析可知，B为NaOH，C是Ba（NO3）2，故答案为：NaOH；H2SO4；
（3）A和D反应的离子方程式为CO32-+2H+═CO2↑+H2O，二氧化碳可以被氢氧化钠吸收，故答案为：CO32-+2H+=CO2↑+H2O．
某无色废水中可能含有H+、NH4+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Na+、NO3-、CO32-、SO42-中的几种，为分析其成分，分别取废水样品100mL，进行了三组实验，其操作和有关图象如图所示：
请回答下列问题：
（1）根据上述3组实验可以分析废水中一定不存在的离子有：______．
（2）写出实验③图象中沉淀溶解阶段发生的离子反应方程式：______
（3）分析图象，在原溶液中c（NH4+）与c（Al3+）的比值为______．NO3-是否存在？______填（“存在”“不存在”或“不确定”）．
正确答案
解：（1）无色废水确定无Fe3+，根据实验①确定有Na+，根据实验②确定有SO42-，根据实验③确定有Al3+，一定不含Fe3+、Mg2+，因为CO32-与Al3+不能共存，所以无CO32-；故溶液中存在的离子为：Na+、Al3+、NH4+、H+、SO42-，废水中一定不存在的离子有Fe3+、Mg2+、CO32-，故答案为：Fe3+、Mg2+、CO32-；
（2）氢氧化铝能溶于氢氧化钠中，即Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，故答案为：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；
（3）已知硫酸钡沉淀为2.33g，则n（SO42-）=
根据图象可知与Al（OH）3的OH-为：n（OH-）=0.007mol，
Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O
n（Al3+） 0.007mol
所以n（Al3+）=0.007mol，将铝离子沉淀需要氢氧化钠0.021mol，所以溶液中H+消耗氢氧化钠0.014mol，氢离子的物质的量是0.014mol，
NH4++OH-=NH3•H2O，消耗氢氧化钠0.007mol，所以铵根离子的物质的量是0.007mol，原溶液中c（NH4+）与c（Al3+）的比值为1：1，
铝离子0.007摩尔带0.021摩尔正电荷，氢离子0.014摩尔，铵根离子0.007摩尔，正电荷总物质的量超过0.042摩尔，而硫酸根只有0.01摩尔，带0.02摩尔负电荷，所以根据电荷守恒，必然有硝酸根离子，
故答案为：1：1；存在．
解析
解：（1）无色废水确定无Fe3+，根据实验①确定有Na+，根据实验②确定有SO42-，根据实验③确定有Al3+，一定不含Fe3+、Mg2+，因为CO32-与Al3+不能共存，所以无CO32-；故溶液中存在的离子为：Na+、Al3+、NH4+、H+、SO42-，废水中一定不存在的离子有Fe3+、Mg2+、CO32-，故答案为：Fe3+、Mg2+、CO32-；
（2）氢氧化铝能溶于氢氧化钠中，即Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，故答案为：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；
（3）已知硫酸钡沉淀为2.33g，则n（SO42-）=
根据图象可知与Al（OH）3的OH-为：n（OH-）=0.007mol，
Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O
n（Al3+） 0.007mol
所以n（Al3+）=0.007mol，将铝离子沉淀需要氢氧化钠0.021mol，所以溶液中H+消耗氢氧化钠0.014mol，氢离子的物质的量是0.014mol，
NH4++OH-=NH3•H2O，消耗氢氧化钠0.007mol，所以铵根离子的物质的量是0.007mol，原溶液中c（NH4+）与c（Al3+）的比值为1：1，
铝离子0.007摩尔带0.021摩尔正电荷，氢离子0.014摩尔，铵根离子0.007摩尔，正电荷总物质的量超过0.042摩尔，而硫酸根只有0.01摩尔，带0.02摩尔负电荷，所以根据电荷守恒，必然有硝酸根离子，
故答案为：1：1；存在．
②取少量溶液加入过氧化钠粉末，溶液中有白色沉淀产生并逸出无色无味的气体，加入Na2O2的物质的量与析出沉淀的物质的量如图所示．试推断：
（1）溶液中一定含有的离子是______．
（2）溶液中肯定不含有的离子是______．
（3）可能含有的离子是______．
正确答案
Mg2+、Al3+、SO42-
H+、CO32-、Cu2+、Fe3+
Na+
解析
解：（1）根据①的信息，说明溶液中含有 SO42-，可能有 CO32-；根据②的信息可知向溶液中加入过氧化钠，产生无色无味气体，水与过氧化钠与水反应生成的氢氧化钠反应生成氧气，当向溶液中加入过氧化钠时，会生成白色沉淀，且沉淀量先增加后减少，但不会完全消失，说明溶液中含有 Al3+、Mg2+，因为它们分别能与氢氧化钠反应生成氢氧化铝沉淀和氢氧化镁沉淀，而氢氧化铝能继续与过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠而使沉淀减少，同时说明溶液中不含有Cu2+、Fe3+，因为它们分别能与氢氧化钠反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀和红褐色的氢氧化铁沉淀；根据离子能否共存，因溶液中一定存在的离子有：SO42-、Al3+、Mg2+，肯定不含有的离子CO32-（与Mg2+形成沉淀）；当溶液中含有SO42-、Al3+、Mg2+时，既存在阴离子又存在阳离子，因此Na+可能存在，也可能不存在，但不含有H+，因为如果有H+，反应不可能一加入过氧化钠就有沉淀，因为H+会先和NaoH酸碱中和，所以溶液中一定含有的离子是Mg2+、Al3+、SO42-，
故答案为：SO42-、Al3+、Mg2+；
（2）溶液中肯定不含有的离子是H+、CO32-、Cu2+、Fe3+，故答案为：H+、CO32-、Cu2+、Fe3+；
（3）可能含有的离子是Na+，故答案为：Na+．
某待测液中可能含有Ag+、Fe3+、K+、Ba2+、NH4+ 等离子，进行如下实验：
（1）加入过量的稀盐酸，有白色沉淀生成．
（2）过滤，在滤液中加入过量的稀硫酸，又有白色沉淀生成．
（3）过滤，取少量滤液，滴入2滴KSCN溶液，没有明显的现象出现．
（4）另取少量步骤（3）中的滤液，加入NaOH溶液至使溶液呈碱性，加热，可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体．
根据实验现象回答：待测液中一定含有______离子；一定不含有______离子；还有______离子不能确定是否存在，要检验这些离子的实验方法是______，操作是______．
正确答案
解：（1）加入过量盐酸有白色沉淀，说明一定含有Ag+；
（2）在滤液中加入过量的稀硫酸，又有白色沉淀生成，说明含有Ba2+；
（3）滴入2滴KSCN溶液，没有明显的现象出现，则证明无Fe3+；
（4）加入NaOH溶液至使溶液呈碱性，加热，可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，证明含有铵根离子；
综上所述：溶液中一定含有Ag+、Ba2+、NH4+；一定不含Fe3+；K+不能确定，需要用焰色反应检验，透过蓝色钴玻璃可以观察到紫色火焰，
故答案为：Ag+、Ba2+、NH4+；Fe3+；K+；焰色反应；用铂丝沾取溶液在酒精灯上灼烧并透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色．
解析
解：（1）加入过量盐酸有白色沉淀，说明一定含有Ag+；
（2）在滤液中加入过量的稀硫酸，又有白色沉淀生成，说明含有Ba2+；
（3）滴入2滴KSCN溶液，没有明显的现象出现，则证明无Fe3+；
（4）加入NaOH溶液至使溶液呈碱性，加热，可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，证明含有铵根离子；
综上所述：溶液中一定含有Ag+、Ba2+、NH4+；一定不含Fe3+；K+不能确定，需要用焰色反应检验，透过蓝色钴玻璃可以观察到紫色火焰，
故答案为：Ag+、Ba2+、NH4+；Fe3+；K+；焰色反应；用铂丝沾取溶液在酒精灯上灼烧并透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色．
有一无色溶液，可能含有K+、Ag+、Al3+、Mg2+、NH4+、Cl-、SO32-、SO42-、I-、Br-、HCO3-、AlO2-、MnO4-中的几种．为确定其成分，做如下实验：
①取少量原溶液，加入适量Na2O2固体，产生无色无味的气体和白色沉淀；再加热，未见有气体放出；
②重新取少量原溶液，滴加适量的饱和氯水，有气泡生成，溶液呈现橙黄色；加入四氯化碳振荡、静置，四氯化碳层呈橙红色；分液后，向水层加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生．下列推断正确的是（ ）
正确答案
解析
解：无色溶液中一定不存在有色的MnO4-，
①取少量原溶液，加入适量Na2O2固体，产生无色无味的气体和白色沉淀，原溶液中可能含有Ag+、Al3+、Mg2+，则一定不存在SO32-、AlO2-；再加热，未见有气体放出，则一定不存在NH4+；
②重新取少量原溶液，滴加适量的饱和氯水，有气泡生成，溶液呈现橙黄色；加入四氯化碳振荡、静置，四氯化碳层呈橙红色；则原溶液中一定含有HCO3-、Br-，一定不含Ag+、I-；分液后，向水层加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，该白色沉淀只能为硫酸钡，则原溶液中一定存在SO42-，
根据分析可知，原溶液中一定存在的离子为：Mg2+、Br-、HCO3-、SO42-；一定不存在的离子为：SO32-、NH4+、Ag+、I-、AlO2-、MnO4-；可能存在的离子为：Al3+、K+、Cl-，
A．一定不含NH4+、SO32-，可能含有Al3+，故A错误；
B．原溶液中一定存在的离子为：Mg2+、Br-、HCO3-、SO42-，故B正确；
C．原溶液中可能含有Cl-，故C错误；
D．原溶液中一定不含I-，一定含有SO42-，故D错误；
故选B．
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