- 离子的检验
- 共4052题
某工业废水中仅含下表离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L
甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验
Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）．
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化．
Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变
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______（写离子符号）．
（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是______．
（3）将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生的化学方程式______
（4）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是______，阴离子是______．（写离子符号）
（5）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体质量为______ g．
（6）工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理．以下是乙同学针对含不同污染物的废水提出的处理措施和方法，其中正确的是______
正确答案
解：（1）Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是K+、Fe3+，故答案为：K+、Fe3+；
（2））Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体，推断溶液中含有NO3-和Fe2+；反应的离子方程式是：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，
故答案为：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；
（3）将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生的化学方程式：3NO2+H2O=2HNO3+NO，
故答案为：3NO2+H2O=2HNO3+NO；
（4）若向溶液中加入KSCN溶液，无明显变化，说明原溶液中不含Fe3+；若向溶液中加入过量的盐酸，有气体生成，溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中含有Cl-，该气体只能是NO，说明含有具有氧化性的NO3-和还原性的Fe2+，若向溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中含有SO42-，各离子的物质的量均为0.1mol，根据电荷守恒可知还应含有Cu2+，所以原溶液中所含阳离子是Fe2+、Cu2+；阴离子是NO3-、Cl-、SO42-，
故答案为：Fe2+、Cu2+；NO3-、Cl-、SO42-；
（5）原溶液中所含阳离子是Fe2+、Cu2+，若向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体是CuO、Fe2O3，根据题意各离子的物质的量均为0.01mol可知m（CuO）=0.01mol×80g/mol=0.8g，m（Fe2O3）=
故答案为：1.6；
（6）污染治理要求能除掉有毒的物质，新生成的物质对环境无污染，物理法与化学法的区别是否有新物质生成．
A、酸和碱的中和反应为化学反应，为化学法，故A错误；
B．硫酸铜可溶，所以不能沉淀除去，故B错误；
C．含苯废水中的苯通过微生物代谢，这是化学方法，故C错误；
D．碱性的废水与二氧化碳反应生成的碳酸盐和水，无污染，故D正确；
故选D．
解析
解：（1）Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是K+、Fe3+，故答案为：K+、Fe3+；
（2））Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体，推断溶液中含有NO3-和Fe2+；反应的离子方程式是：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，
故答案为：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；
（3）将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生的化学方程式：3NO2+H2O=2HNO3+NO，
故答案为：3NO2+H2O=2HNO3+NO；
（4）若向溶液中加入KSCN溶液，无明显变化，说明原溶液中不含Fe3+；若向溶液中加入过量的盐酸，有气体生成，溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中含有Cl-，该气体只能是NO，说明含有具有氧化性的NO3-和还原性的Fe2+，若向溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中含有SO42-，各离子的物质的量均为0.1mol，根据电荷守恒可知还应含有Cu2+，所以原溶液中所含阳离子是Fe2+、Cu2+；阴离子是NO3-、Cl-、SO42-，
故答案为：Fe2+、Cu2+；NO3-、Cl-、SO42-；
（5）原溶液中所含阳离子是Fe2+、Cu2+，若向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体是CuO、Fe2O3，根据题意各离子的物质的量均为0.01mol可知m（CuO）=0.01mol×80g/mol=0.8g，m（Fe2O3）=
故答案为：1.6；
（6）污染治理要求能除掉有毒的物质，新生成的物质对环境无污染，物理法与化学法的区别是否有新物质生成．
A、酸和碱的中和反应为化学反应，为化学法，故A错误；
B．硫酸铜可溶，所以不能沉淀除去，故B错误；
C．含苯废水中的苯通过微生物代谢，这是化学方法，故C错误；
D．碱性的废水与二氧化碳反应生成的碳酸盐和水，无污染，故D正确；
故选D．
有A、B、C、D、E五种常见化合物，都是由下表中的离子形成的：
为了鉴别上述化合物，分别完成以下实验，其结果是：
①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，其他均为无色溶液；
②将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解；
③进行焰色反应，只有B、C为紫色（透过蓝色钻玻璃）；
④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，只有A中放出无色气体，只有C、D中产生白色沉淀；
⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成．
根据上述实验填空：
（1）写出B、D的化学式：B______，D______．
（2）将含1mol A的溶液与含1molE的溶液反应后蒸干，仅得到一种化合物，该化合物为______．
（3）C常用作净水剂，用离子方程式表示其净水原理______．
（4）在A溶液中加入少量澄清石灰水，其离子方程式为______．
（5）向20mL 2mol/L C溶液中加入30mLE 溶液，充分反应后得到0.78g沉淀，则C溶液的物质的量浓度是______ mol/L．
正确答案
解：①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，说明D中含有离子Cu2+；
②将E溶液滴人到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解，由以上离子可以看出，应为Al3+与OH-的反应，则E中含有
OH-，C中含有Al3+；
③进行焰色反应，只有B、C为紫色（透过蓝色钻玻璃），说明只有B、C中含有K+；
④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，A中放出无色气体，则A含有HCO3-，C、D中产生白色沉淀该沉淀为
BaSO4，说明C、D中含有SO42-；
⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成，说明二者没有发生任何反应，则B为KNO3，
综上所述A、B、C、D、E五种常见化合物分别为：NaHCO3、KNO3、KAl（SO4）2，CuSO4，NaOH；
（1）B、D化合物分别为：KNO3、CuSO4，故答案为：KNO3；CuSO4；
（2）因NaHCO3和NaOH等物质的量反应生成碳酸钠和水，所以反应后溶液蒸干，得到一种化合物为Na2CO3，
故答案为：Na2CO3；
（3）铝离子能够发生水解生成氢氧化铝胶体和酸，离子方程式：Al3++3H2O⇌Al（OH）3（胶体）+3H+，
故答案为：Al3++3H2O⇌Al（OH）3（胶体）+3H+；
（4）根据NaHCO3与少量澄清石灰水，即两者的物质的量之比为2：1，方程式为：2NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2H2O+
Na2CO3，离子方程式为：Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO32-，故答案为：Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO32-；
（5）20mL2mol/LAlCl3完全转化为沉淀的质量为0.02L×2mol/L×78g/mol=3.12g，
根据Al3++3OH-=Al（OH）3↓和Al（OH）3+OH-=AlO2-+H2O，可知NaOH存在两种情况，一是不足，二是使Al（OH）3部分溶解，
设NaOH的浓度为c，当NaOH不足时，
Al3++3OH-=Al（OH）3↓
3mol 78g
0.03L×c 0.78g
解得 c═1mol/L，
当NaOH使Al（OH）3部分溶解时，设NaOH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 （x-0.12mol）
解得：x=0.15mol，
则NaOH的物质的量浓度为：c=
故答案为：1和5；
解析
解：①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，说明D中含有离子Cu2+；
②将E溶液滴人到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解，由以上离子可以看出，应为Al3+与OH-的反应，则E中含有
OH-，C中含有Al3+；
③进行焰色反应，只有B、C为紫色（透过蓝色钻玻璃），说明只有B、C中含有K+；
④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，A中放出无色气体，则A含有HCO3-，C、D中产生白色沉淀该沉淀为
BaSO4，说明C、D中含有SO42-；
⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成，说明二者没有发生任何反应，则B为KNO3，
综上所述A、B、C、D、E五种常见化合物分别为：NaHCO3、KNO3、KAl（SO4）2，CuSO4，NaOH；
（1）B、D化合物分别为：KNO3、CuSO4，故答案为：KNO3；CuSO4；
（2）因NaHCO3和NaOH等物质的量反应生成碳酸钠和水，所以反应后溶液蒸干，得到一种化合物为Na2CO3，
故答案为：Na2CO3；
（3）铝离子能够发生水解生成氢氧化铝胶体和酸，离子方程式：Al3++3H2O⇌Al（OH）3（胶体）+3H+，
故答案为：Al3++3H2O⇌Al（OH）3（胶体）+3H+；
（4）根据NaHCO3与少量澄清石灰水，即两者的物质的量之比为2：1，方程式为：2NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2H2O+
Na2CO3，离子方程式为：Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO32-，故答案为：Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO32-；
（5）20mL2mol/LAlCl3完全转化为沉淀的质量为0.02L×2mol/L×78g/mol=3.12g，
根据Al3++3OH-=Al（OH）3↓和Al（OH）3+OH-=AlO2-+H2O，可知NaOH存在两种情况，一是不足，二是使Al（OH）3部分溶解，
设NaOH的浓度为c，当NaOH不足时，
Al3++3OH-=Al（OH）3↓
3mol 78g
0.03L×c 0.78g
解得 c═1mol/L，
当NaOH使Al（OH）3部分溶解时，设NaOH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 （x-0.12mol）
解得：x=0.15mol，
则NaOH的物质的量浓度为：c=
故答案为：1和5；
以下是对某水溶液进行离子检验的方法和结论，其中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、若溶液中含有少量的亚铁离子，加入氯水后溶液颜色变化不明显，亚铁离子被氯水氧化成铁离子，加入硫氰化钾后溶液变成红色，所以无法证明原溶液中一定含有铁离子，故A错误；
B、能够与氯化钙生成白色沉淀，溶液中可能含有亚硫酸根离子，不一定含有碳酸根离子，故B错误；
C、透过蓝色钴玻璃能观察到火焰呈紫色，说明溶液中一定存在钾离子，由于钠离子的焰色被钴玻璃过滤掉了，无法确定是否含有钠离子，故C正确；
D、酸化时加入了盐酸，引进了氯离子，对氯离子的检验产生了干扰，无法确定溶液中是否含有氯离子，应该使用稀硝酸酸化，故D错误；
故选C．
向某无色溶液中加入BaCl2溶液，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，则溶液中含有的离子是（ ）
正确答案
解析
解：向某无色溶液中加入BaCl2溶液，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，原溶液中可能含有银离子和氯离子结合生成氯化银沉淀，也可能含有硫酸根离子结合钡离子生成硫酸钡白色沉淀，氯化银和硫酸钡都不溶于酸；
A、若含有碳酸根离子和钡离子结合生成的碳酸钡沉淀会溶于硝酸，故A错误；
B、原溶液中可能含有银离子和氯离子结合生成氯化银沉淀，也可能含有硫酸根离子结合钡离子生成硫酸钡白色沉淀，氯化银和硫酸钡都不溶于酸；故B错误；
C、原溶液中可能含有银离子和氯离子结合生成氯化银沉淀，也可能含有硫酸根离子结合钡离子生成硫酸钡白色沉淀，氯化银和硫酸钡都不溶于酸；故C错误；
D、可能含有银离子或硫酸根离子，不能确定，故D正确；
故选D．
有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH4-、K+、Na+、Mg2+、Ba2+、Al3+、Fe3+、Cl-、I-、NO3-、C
（1）取pH试纸检验，溶液呈强酸性，可以排除______离子的存在；
（2）取出部分溶液，加入少量CCl4及数滴新制氯水，经振荡后四氯化碳层呈紫红色，排除______离子的存在；
（3）另取部分溶液逐滴加入NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变成碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，溶液均无沉淀产生，则可排除______离子的存在；
（4）取部分上述碱性溶液加入Na2CO3溶液后，有白色沉淀生成，证明有______离子存在，又可排除______离子的存在；
（5）将（3）得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．
根据上述实验事实确定：该溶液中肯定存在的离子有______，肯定不存在的离子有______，还不能确定的离子有______．
正确答案
CO32-
Fe3+、NO3-
Mg2+、Al3+
Ba2+
SO42-
I-、NH4+、Ba2+
CO32-、Fe3+、NO3-、SO42-、Mg2+、Al3+
K+、Na+、Cl-
解析
解：（1）溶液为强酸性，则溶液中存在大量氢离子，CO32-能够与氢离子反应，所以原溶液中一定不存在CO32-，故答案为：CO32-；
（2）CCl4层呈紫红色，说明有I2，这是由于I-被氯气氧化生成碘单质，反应的离子方程式为：Cl2+2I-=I2+2Cl-，从而说明溶液中含有I-，而I-与Fe3+、NO3-和H+发生反应而不能共存，说明溶液中肯定不含有Fe3+、NO3-，
故答案为：Fe3+、NO3-；
（3）溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，溶液均无沉淀产生，而Mg2+、Al3+能与碱反应产生沉淀，说明溶液中肯定不含有Mg2+、Al3+；故答案为：Mg2+、Al3+；
（4）取出部分上述碱性溶液加Na2CO3溶液后，有白色沉淀生成，说明溶液中肯定含有Ba2+，而Ba2+能与SO42-产生沉淀，说明溶液中不含SO42-，
故答案为：Ba2+；SO42-；
（5）产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则该气体为氨气，说明溶液中肯定含NH4+，反应的离子方程式为：NH4++OH-
根据以上分析可知，溶液中一定存在的离子为I-、NH4+、Ba2+；一定不存在的离子为CO32-、Fe3+、NO3-、SO42-、Mg2+、Al3+；无法确定原溶液中是否存在K+、Na+、Cl-，
故答案为：I-、NH4+、Ba2+；CO32-、Fe3+、NO3-、SO42-、Mg2+、Al3+；K+、Na+、Cl-．
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