- 离子的检验
- 共4052题
现有A、B、C、D、E、F六种化合物，其阴阳离子均不同．已知它们的阳离子是K+、Ag+、Ca2+、Ba2+、Fe2+、Al3+，阴离子是Cl-、OH-、CH3COO-、NO3-、SO42-、CO32-，将它们分别配成溶液进行如下实验：
①测得溶液A、C、E呈碱性，且碱性为A＞E＞C；
②向B溶液中滴加稀氨水，先出现沉淀，持续滴加氨水，沉淀消失；
③向D溶液中滴加Ba（NO3）2溶液，无明显现象；
④向F溶液中滴加氨水，生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色．
依据上述实验现象，回答下列问题：
（1）实验④中的离子方程式是______；
（2）E溶液是______，判别依据是______；
（3）C溶液显碱性的原因______（用离子方程式解释）
（4）常温下pH均为12的E的水溶液和A的水溶液中水电离出的氢离子浓度之比为______；
（5）向20mL2mol/LD溶液中加入30mlA溶液，充分反应后得到0.78克沉淀，则A溶液的物质的量浓度可能是______mol/L．
正确答案
解：①测得溶液A、C、E呈碱性，三种溶液为碱液或水解呈碱性的溶液，且碱性为A＞E＞C，则A为碱，溶液中含有大量的OH-离子，OH-离子与Ag+，Ca2+，Fe2+，Al3+等离子不能大量共存，故A只能为Ba（OH）2；根据越弱越水解，E应为碳酸盐，根据离子共存，只能为K2CO3，C为醋酸盐；
②向B溶液中滴加稀氨水，先出现沉淀，继续滴加氨水，沉淀消失，则B中含有银离子，应为硝酸银溶液，加入氨水发生的反应为：AgNO3+NH3•H2O=AgOH↓+NH4NO3、AgOH+2NH3•H2O=Ag（NH3）2OH+2H2O；
③向D溶液中滴加Ba（NO3）2溶液，无明显现象，说明D中不含SO42-离子，则SO42-离子只能存在于F中；
④向F溶液中滴加氨水，生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，说明F中含有Fe2+离子，结合③可知，F为FeSO4；剩余的钙离子含在C中，即C为Ca（CH3COO）2，
综上分析可知，A为Ba（OH）2，B为AgNO3，C为Ca（CH3COO）2，D为AlCl3，E为K2CO3，F为FeSO4，
（1）F中含有亚铁离子，加入氨水后亚铁离子与氨水反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁容易被空气中氧气氧化成氢氧化铁，反应的离子方程式为：Fe2++2NH3•H2O=Fe（OH）2↓+2NH4+、4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，
故答案为：Fe2++2NH3•H2O=Fe（OH）2↓+2NH4+；4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；
（2）根据分析可知，E应为碳酸盐，六种阳离子中可以与碳酸根形成可溶性盐的只有钾离子，故E为K2CO3，
故答案为：碳酸钾；由①中碱性强弱的顺序可知，E是碳酸盐，六种阳离子中可以与碳酸根形成可溶性盐的只有钾离子，所以E是碳酸钾；
（3）C为Ca（CH3COO）2，醋酸根离子在溶液中存在水解平衡：CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH-，溶液显示碱性，
故答案为：CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH-；
（4）E为K2CO3，A为Ba（OH）2，常温下pH均为12的K2CO3的水溶液中氢氧根离子浓度为0.01mol/L，碳酸钾溶液中的氢氧根离子是水电离的，则水电离的氢离子为0.01mol/L；
pH=12的氢氧化钡溶液中氢氧根离子浓度为0.01mol/L，氢氧化钡溶液中的氢离子为水电离的，则水电离的氢离子浓度为：1×10-12mol/L，
则两溶液中水电离的氢离子浓度之比为：0.01mol/L：1×10-12mol/L=1010：1，
故答案为：1010：1；
（5）A为Ba（OH）2，D为AlCl3，向20mL2mol/LAlCl3溶液中加入30mlBa（OH）2溶液，充分反应后得到0.78克沉淀，沉淀为氢氧化铝，
设Ba（OH）2的浓度为c，当NaOH不足时，
Al3++3OH-=Al（OH）3↓
3mol 78g
0.03L×2c 0.78g
解得：c=
当Ba（OH）2使Al（OH）3部分溶解时，设Ba（OH）2的物质的量为x，根据反应：
Al3++3OH-=Al（OH）3↓
1mol 3mol 78g
0.04mol 0.12mol 3.12g
Al（OH）3+OH-=AlO2-+H2O
78g 1mol
（3.12-0.78）g （2x-0.12mol）
78g×（2x-0.12mol）=1mol×（3.12-0.78）g，
解得：x=0.075mol，
氢氧化钡溶液的浓度为：
故答案为：0.5或2.5．
解析
解：①测得溶液A、C、E呈碱性，三种溶液为碱液或水解呈碱性的溶液，且碱性为A＞E＞C，则A为碱，溶液中含有大量的OH-离子，OH-离子与Ag+，Ca2+，Fe2+，Al3+等离子不能大量共存，故A只能为Ba（OH）2；根据越弱越水解，E应为碳酸盐，根据离子共存，只能为K2CO3，C为醋酸盐；
②向B溶液中滴加稀氨水，先出现沉淀，继续滴加氨水，沉淀消失，则B中含有银离子，应为硝酸银溶液，加入氨水发生的反应为：AgNO3+NH3•H2O=AgOH↓+NH4NO3、AgOH+2NH3•H2O=Ag（NH3）2OH+2H2O；
③向D溶液中滴加Ba（NO3）2溶液，无明显现象，说明D中不含SO42-离子，则SO42-离子只能存在于F中；
④向F溶液中滴加氨水，生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，说明F中含有Fe2+离子，结合③可知，F为FeSO4；剩余的钙离子含在C中，即C为Ca（CH3COO）2，
综上分析可知，A为Ba（OH）2，B为AgNO3，C为Ca（CH3COO）2，D为AlCl3，E为K2CO3，F为FeSO4，
（1）F中含有亚铁离子，加入氨水后亚铁离子与氨水反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁容易被空气中氧气氧化成氢氧化铁，反应的离子方程式为：Fe2++2NH3•H2O=Fe（OH）2↓+2NH4+、4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，
故答案为：Fe2++2NH3•H2O=Fe（OH）2↓+2NH4+；4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；
（2）根据分析可知，E应为碳酸盐，六种阳离子中可以与碳酸根形成可溶性盐的只有钾离子，故E为K2CO3，
故答案为：碳酸钾；由①中碱性强弱的顺序可知，E是碳酸盐，六种阳离子中可以与碳酸根形成可溶性盐的只有钾离子，所以E是碳酸钾；
（3）C为Ca（CH3COO）2，醋酸根离子在溶液中存在水解平衡：CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH-，溶液显示碱性，
故答案为：CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH-；
（4）E为K2CO3，A为Ba（OH）2，常温下pH均为12的K2CO3的水溶液中氢氧根离子浓度为0.01mol/L，碳酸钾溶液中的氢氧根离子是水电离的，则水电离的氢离子为0.01mol/L；
pH=12的氢氧化钡溶液中氢氧根离子浓度为0.01mol/L，氢氧化钡溶液中的氢离子为水电离的，则水电离的氢离子浓度为：1×10-12mol/L，
则两溶液中水电离的氢离子浓度之比为：0.01mol/L：1×10-12mol/L=1010：1，
故答案为：1010：1；
（5）A为Ba（OH）2，D为AlCl3，向20mL2mol/LAlCl3溶液中加入30mlBa（OH）2溶液，充分反应后得到0.78克沉淀，沉淀为氢氧化铝，
设Ba（OH）2的浓度为c，当NaOH不足时，
Al3++3OH-=Al（OH）3↓
3mol 78g
0.03L×2c 0.78g
解得：c=
当Ba（OH）2使Al（OH）3部分溶解时，设Ba（OH）2的物质的量为x，根据反应：
Al3++3OH-=Al（OH）3↓
1mol 3mol 78g
0.04mol 0.12mol 3.12g
Al（OH）3+OH-=AlO2-+H2O
78g 1mol
（3.12-0.78）g （2x-0.12mol）
78g×（2x-0.12mol）=1mol×（3.12-0.78）g，
解得：x=0.075mol，
氢氧化钡溶液的浓度为：
故答案为：0.5或2.5．
下列实验操作中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．金属阳离子的检验常用焰色反应，如Na+焰色为黄色，K+焰色为紫色（透过兰色钴玻璃观察），根据题意用洁净的铂丝蘸取某溶液放在酒精灯火焰上灼烧，若火焰呈黄色，黄色是Na+的焰色，即可说明溶液中含有Na+，故A正确；
B．能使澄清石灰水变浑浊的气体常见的有CO2、SO2等，发生Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O、Ca（OH）2+SO2═CaSO3↓+H2O反应，CaCO3↓、CaSO3↓都为白色沉淀．某溶液中加入稀盐酸产生的无色气体如果是CO2，则溶液中可能含有CO32-或HCO3-，反应为CO32-+2H+═CO2↑+H2O或HCO3-+H+═CO2↑+H2O．所以某溶液加入稀盐酸产生无色气体，将气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，可能有CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-等，故B错误；
C．加石灰水并加热有刺激性气味的气体产生，能使紫色石蕊试纸变为蓝色，氨气能使紫色石蕊试纸变蓝，这里试纸必须是湿润的（或者氨气中有水汽），这样氨气才能溶解到水中，显碱性．否则干燥的氨气是不能使试纸变色的．而题意中并未说明紫色石蕊试纸湿润，因此并不能说明紫色石蕊试纸一定变为蓝色，也就无法证明一定有NH4+，故C错误；
D．不溶于盐酸的白色沉淀如BaSO4、AgCl等．加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，白色沉淀可能BaSO4或AgCl，反应为Ba2++SO42-═BaSO4↓、Ag++Cl-═AgCl↓，因此溶液中可能含有SO42-或
Ag+，故D错误；
故选A．
今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+，NH4+，Cl-，Mg2+，Ba2+，CO32-，SO42-，现取三份100mL该溶液进行如下实验：
（1）第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生
（2）第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04mol
（3）第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤干燥后，沉淀质量为2.33g．
根据上述实验，以下推测正确的是（ ）
①K+一定存在 ②100mL溶液中含0.01mol CO32-
③Cl-可能存在 ④Ba2+一定不存在，Mg2+可能存在．
正确答案
解析
解：①根据题意，Ba2+和SO42-，可发生离子反应生成BaSO4沉淀，因此两者不能大量共存．Ba2+和CO32-可发生离子反应生成BaCO3沉淀，因此两者也不能大量共存．
第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生，可能发生Cl-+Ag+═AgCl↓、CO32-+2Ag+═Ag2CO3↓、SO42-+2Ag+═Ag2SO4↓，所以可能含有Cl-、CO32-、SO42-．
第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04mol，能和NaOH溶液加热产生气体的只能是NH4+，而没有沉淀产生说明一定不存在Mg2+（Mg2+可以和OH-反应生产氢氧化镁沉淀），故可确定一定含有NH4+，一定不存在Mg2+，根据反应NH4++OH-
第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤．干燥后，沉淀质量为2.33g．部分沉淀溶于盐酸为BaCO3，部分沉淀不溶于盐酸为BaSO4，发生反应CO32-+Ba2+═BaCO3↓、SO42-+Ba2+═BaSO4↓，因为BaCO3+2HCl═BaCl2+CO2↑+H2O而使BaCO3溶解．因此溶液中一定存在CO32-、SO42-，一定不存在Ba2+，由条件可知BaSO4为2.33g，物质的量为
共0.06mol，NH4+所带正电荷为0.04mol，根据溶液中电荷守恒，可知K+一定存在，故①正确；
②由上述分析可得，BaCO3为6.27g-2.33g═3.94g，CO32-物质的量为0.02mol，故②错误；
③根据溶液中电荷守恒，可知K+一定存在，且K+物质的量≥0.02mol，当K+物质的量＞0.02mol时，溶液中还必须存在Cl-．因此当K+物质的量═0.02mol，溶液中不存在Cl-，当K+物质的量＞0.02mol时，溶液中一定存在Cl-，故③正确；
④溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+，Ba2+和CO32-、SO42-可发生离子反应生成BaCO3↓、BaSO4↓而不共存，因此Ba2+一定不存在，同时第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体，没有产生沉淀，说明一定不含Mg2+，故④错误；
故选B．
（2015秋•保山校级期末）下列关于实验内容与结论相符合的是（ ）
正确答案
解析
解：A、向某溶液中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，沉淀也可能是氯化银、碳酸钡等，故A错误；
B、能够和硝酸银生成沉淀的不一定是氯离子，可能是硫酸根离子，故B错误；
C、向某溶液中滴加少量KSCN溶液，溶液变红，溶液中一定含有铁离子，故C正确；
D、向某溶液中滴加一定量的NaOH溶液，生成白色沉淀，沉淀可能是氢氧化镁，故D错误；
故选C．
为确定某溶液的离子组成，分别进行如下实验：
①测定溶液的pH，溶液显强碱性．
②取少量溶液加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性、能使澄清石灰水变浑浊的气体．
③在上述溶液中再滴加Ba（NO3）2溶液，产生白色沉淀．
④取上层清液继续滴加Ba（NO3）2溶液至无沉淀时，再滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀．
根据实验以下推测正确的是（ ）
正确答案
解析
解：①测定溶液的pH，溶液显强碱性，说明溶液中含有氢氧根离子，碳酸氢根离子不能存在；
②取少量溶液加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性、能使澄清石灰水变浑浊的气体，说明生成的气体为二氧化碳，不是刺激性气味的二氧化硫，说明B原溶液中含碳酸根离子；
③在上述溶液中再滴加Ba（NO3）2溶液，产生白色沉淀．进一步证明溶液中含碳酸根离子；
④取上层清液继续滴加Ba（NO3）2溶液至无沉淀时，再滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀说明含氯离子，但②步中加入盐酸含有氯离子，不能确定原溶液中含氯离子；
综上所述：溶液中一定含碳酸根离子，一定不含亚硫酸根离子碳酸氢根离子，氯离子不能确定．
故选B．
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