- 离子的检验
- 共4052题
某强酸性溶液X中含有Ba2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、NO3-中的一种或几种,取该溶液进行连续实验,实验过程如下:
根据以上信息,回答下列问题:
(1)上述离子中,不能确定的阳离子是______,若要用实验证明该离子一定不存在,其最可靠的化学方法是______.
(2)写出下列反应的离子方程式:
①中生成气体A:______.
②生成沉淀I:______.
(3)假设测定A、F、I均为0.01mol,10mL X溶液中n(H+)=0.04mol,且不能确定含有的离子只有一种.当X溶液中不能确定离子是______,沉淀C的物质的量为______.
正确答案
解:强酸性溶液中一定不会存在CO32-和SO32-离子,加入过量硝酸钡生成沉淀,则该沉淀为BaSO4沉淀,说明溶液中含有SO42-离子,生成气体A,A连续被氧化生成D和E,则A为NO,D为NO2,E为HNO3,说明溶液中含有还原性离子,一定为Fe2+离子,溶液B中加入过量NaOH溶液,沉淀G为Fe(OH)3,生成气体F,则F为NH3,说明溶液中含有NH4+离子;溶液H中通入CO2气体,生成沉淀I,则I为Al(OH)3,H为NaOH和NaAlO2,说明溶液中含有Al3+离子,溶液中含有Fe2+离子,就一定不含NO3-离子,含有SO42-离子就一定不含Ba2+离子,不能确定是否含有的离子Fe3+和Cl-,
(1)根据以上分析可知,溶液中不能确定的阳离子为Fe3+;
通常用硫氰化钾溶液检验铁离子,检验方法为:取少量X溶液放在试管中,加入几滴KSCN,溶液不变红色说明无Fe3+,
故答案为:Fe3+;取少量X溶液放在试管中,加入几滴KSCN,溶液不变红色说明无Fe3+;
(2)①气体ANO,Fe2+离子被氧化为Fe3+离子,NO3-离子被还原为NO气体,反应的离子方程式为:3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,
故答案为:3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O;
②H中NaAlO2,沉淀I为氢氧化铝,偏铝酸根离子与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,
故答案为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
(3)A、F、I均为0.01mol,10mL X溶液中n(H+)=0.04mol,根据反应3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,可知亚铁离子为0.03mol,根据溶液电中性可知:2n(Fe2+)+3n(Al3+)+n(NH4+)=2n(SO42-),n(SO42-)==0.07mol,
当X溶液中不能确定的离子是Fe3+,则硫酸根离子的物质的量大于0.07mol,生成沉淀C硫酸钡的物质的量大于0.07mol;
当X溶液中不能确定的离子为Cl-,则硫酸根离子的物质的量小于0.07mol,生成沉淀C硫酸钡的物质的量小于0.07mol,
故答案为:Fe3+;>0.07mol(或Cl-;<0.07mol ).
解析
解:强酸性溶液中一定不会存在CO32-和SO32-离子,加入过量硝酸钡生成沉淀,则该沉淀为BaSO4沉淀,说明溶液中含有SO42-离子,生成气体A,A连续被氧化生成D和E,则A为NO,D为NO2,E为HNO3,说明溶液中含有还原性离子,一定为Fe2+离子,溶液B中加入过量NaOH溶液,沉淀G为Fe(OH)3,生成气体F,则F为NH3,说明溶液中含有NH4+离子;溶液H中通入CO2气体,生成沉淀I,则I为Al(OH)3,H为NaOH和NaAlO2,说明溶液中含有Al3+离子,溶液中含有Fe2+离子,就一定不含NO3-离子,含有SO42-离子就一定不含Ba2+离子,不能确定是否含有的离子Fe3+和Cl-,
(1)根据以上分析可知,溶液中不能确定的阳离子为Fe3+;
通常用硫氰化钾溶液检验铁离子,检验方法为:取少量X溶液放在试管中,加入几滴KSCN,溶液不变红色说明无Fe3+,
故答案为:Fe3+;取少量X溶液放在试管中,加入几滴KSCN,溶液不变红色说明无Fe3+;
(2)①气体ANO,Fe2+离子被氧化为Fe3+离子,NO3-离子被还原为NO气体,反应的离子方程式为:3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,
故答案为:3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O;
②H中NaAlO2,沉淀I为氢氧化铝,偏铝酸根离子与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,
故答案为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
(3)A、F、I均为0.01mol,10mL X溶液中n(H+)=0.04mol,根据反应3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,可知亚铁离子为0.03mol,根据溶液电中性可知:2n(Fe2+)+3n(Al3+)+n(NH4+)=2n(SO42-),n(SO42-)==0.07mol,
当X溶液中不能确定的离子是Fe3+,则硫酸根离子的物质的量大于0.07mol,生成沉淀C硫酸钡的物质的量大于0.07mol;
当X溶液中不能确定的离子为Cl-,则硫酸根离子的物质的量小于0.07mol,生成沉淀C硫酸钡的物质的量小于0.07mol,
故答案为:Fe3+;>0.07mol(或Cl-;<0.07mol ).
某溶液中可能含有H+、Na+、NH4+、Mg2+、Fe3+、Al3+、SO42-、HCO3-等离子.当向该溶液中加入一定物质的量浓度的NaOH溶液时,发现生成沉淀物质的量随NaOH溶液的体积变化的图象如图所示,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:加入0-a段,加入氢氧化钠溶液后没有生成沉淀,说明溶液中一定存在氢离子或碳酸氢根离子,由于后面有沉淀生成及部分沉淀溶解可知,溶液中一定存在铝离子,所以一定不存在碳酸氢根离子,因此一定存在氢离子;
a-b段生成沉淀消耗了6体积氢氧化钠,溶液中可能存在Mg2+、Fe3+、Al3+,根据c-d段部分沉淀溶解,可知一定存在Al3+,根据图象氢氧化铝沉淀的物质的量与剩余的沉淀的物质的量相等,由OH-~AlO2-可知消耗溶解氢氧化铝消耗了a体积氢氧化钠,所以生成氢氧化铝沉淀消耗了3体积氢氧化钠,另一种离子生成的沉淀的量与消耗的氢氧化钠与铝离子相同,说明另一种离子为+3价离子,只能为铁离子,故原溶液中一定不存在镁离子;
再由b-c段沉淀的物质的量不变,说明氢氧根离子与铵离子发生了反应,即溶液中一定存在铵离子;
再根据溶液呈电中性可知,溶液中一定存在硫酸根离子,
A、根据图象可知生成沉淀用了6体积的氢氧化钠,其中氢氧化铝溶解消耗了1体积的氢氧化钠,所以生成氢氧化铝需要消耗3体积的NaOH溶液,还有3体积的NaOH溶液一定是被Fe3+消耗,即铁离子与铝离子消耗的氢氧化钠溶液的体积相同,故原溶液中含有的Fe3+和Al3+的物质的量之比为1:1,故A正确;
B、根据以上分析可知,ab段发生的离子反应为铁离子、铝离子与氢氧根离子的反应,反应的离子方程式为:Al3++3OH-=Al(OH)3↓,Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,故B错误;
C、原溶液中含有的阳离子是H+、NH4+、Fe3+、Al3+,一定不存在镁离子,可能存在钠离子,故C错误;
D、d点氢氧化铝与氢氧化钠溶液恰好完全反应生成偏铝酸钠,所以溶液中含有的溶质为Na2SO4、NaAlO2,故D错误;
故选A.
某待测溶液(阳离子为Na+)中可能含有SO42-、SO32-、NO3-、C1-、Br-、S2-、CO32-、HCO3-中的一种或多种,进行如图所示的实验,每次实验所加试剂均过量,回答以下问题:
(1)待测液中是否含有SO42-、SO32-:______.
(2)沉淀B的化学式为______;生成沉淀B的离子方程式为______.
(3)根据以上实验,待测液中肯定没有的离子是______;肯定存在的离子还有______.
正确答案
解:待测液与氯化钡溶液反应生成沉淀A,则溶液中可能含有:CO32-、SO32-、SO42-,向沉淀中加入稀硝酸生成气体D,且有部分沉淀不溶解,则溶液中一定存在CO32-,溶液中可能存在SO32-、SO42-中的两种或一种,根据离子共存知,溶液中不存在与SO32-、SO42-反应的Ba2+;
加入的氯化钡过量,所以滤液A中有Ba2+,滤液A中加入过量的NaOH溶液得到白色沉淀B,则溶液中一定含有HCO3-,白色沉淀B为BaCO3;滤液B中通入氯气,得无色溶液,溶液中一定不存在:S2-、Br-;滤液B中加入硝酸银、硝酸溶液得到白色沉淀,白色沉淀为AgCl,说明滤液B中含有Cl-,由于加入氯化钡溶液,不能确定原溶液中是否含有Cl-,
(1)根据以上分析可知,待测液中至少存在SO32-、SO42-中的一种,
故答案为:至少含有一种离子;
(2)根据分析可知,沉淀B为碳酸氢根离子与钡离子、氢氧根离子反应生成的BaCO3,反应的离子方程式为:HCO3-+OH-+Ba2+=BaCO3↓+H2O,
故答案为:BaCO3;HCO3-+OH-+Ba2+=BaCO3↓+H2O;
(3)根据分析可知,待测液中一定不存在的离子为:S2-、Br-;肯定存在的离子为:CO32-、HCO3-,
故答案为:S2-、Br-;CO32-、HCO3-.
解析
解:待测液与氯化钡溶液反应生成沉淀A,则溶液中可能含有:CO32-、SO32-、SO42-,向沉淀中加入稀硝酸生成气体D,且有部分沉淀不溶解,则溶液中一定存在CO32-,溶液中可能存在SO32-、SO42-中的两种或一种,根据离子共存知,溶液中不存在与SO32-、SO42-反应的Ba2+;
加入的氯化钡过量,所以滤液A中有Ba2+,滤液A中加入过量的NaOH溶液得到白色沉淀B,则溶液中一定含有HCO3-,白色沉淀B为BaCO3;滤液B中通入氯气,得无色溶液,溶液中一定不存在:S2-、Br-;滤液B中加入硝酸银、硝酸溶液得到白色沉淀,白色沉淀为AgCl,说明滤液B中含有Cl-,由于加入氯化钡溶液,不能确定原溶液中是否含有Cl-,
(1)根据以上分析可知,待测液中至少存在SO32-、SO42-中的一种,
故答案为:至少含有一种离子;
(2)根据分析可知,沉淀B为碳酸氢根离子与钡离子、氢氧根离子反应生成的BaCO3,反应的离子方程式为:HCO3-+OH-+Ba2+=BaCO3↓+H2O,
故答案为:BaCO3;HCO3-+OH-+Ba2+=BaCO3↓+H2O;
(3)根据分析可知,待测液中一定不存在的离子为:S2-、Br-;肯定存在的离子为:CO32-、HCO3-,
故答案为:S2-、Br-;CO32-、HCO3-.
用焰色反应检验K+离子时的操作步骤:①蘸取待测液 ②置酒精灯火焰上灼烧 ③透过蓝色钴玻璃 ④用稀盐酸洗净铂丝,其正确的操作顺序是( )
正确答案
解析
解:焰色反应的操作步骤:④用稀盐酸洗净铂丝,②置酒精灯火焰上灼烧,①蘸取待测液,②置酒精灯火焰上灼烧,③透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,故选C.
下列对某未知溶液中离子的检验方法及其结论一定正确的是( )
正确答案
解析
解:A、如果未知溶液中加入稀盐酸产生无色气体二氧化碳,则可能含有含有CO32ˉ、HCO3ˉ中的至少一种离子,故A错误;
B、未知溶液中加入氯化钡溶液产生的白色沉淀可以是硫酸钡、亚硫酸钡、碳酸钡等,则未知溶液中含有硫酸根、亚硫酸根或是碳酸根中的至少一种,故B错误;
C、未知溶液中加入碳酸铵溶液产生的白色沉淀可以是碳酸钙或碳酸钡等,则溶液中含有钡离子或钙离子中的至少一种离子,故C错误;
D、含有钠元素的物质颜色反应为黄色,如果待测液进行焰色反应显黄色,则一定含有Na+,故D正确.
故选D.
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