- 离子的检验
- 共4052题
某化学研究性学习小组对某无色水样的成分进行检验,已知该水样中只可能含有K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Ag+、Ca2+、CO
、SO
、Cl-中的若干种离子.该小组同学取100mL水样进行实验,向水样中先滴加硝酸钡溶液,再滴加1mol/L的硝酸,实验过程中沉淀质量的变化情况如右图所示:
(1)水样中一定含有的阴离子是______,其物质的量浓度之比为______.
(2)写出BC段所表示反应的离子方程式:______.
(3)由B到C点变化过程中消耗硝酸的体积为______.
(4)试根据实验结果推测K+是否存在?______(填“是”或“否”);若存在,K+的物质的量浓度c(K+)的范围是______.(若K+不存在,则不必回答该问).
(5)设计简单实验验证原水样中可能存在的离子:______.(写出实验步骤、现象和结论)
正确答案
解:该水样为无色溶液,水样Fe3+、Cu2+不存在,依据图象分析加入硝酸钡溶液生成沉淀,加入稀硝酸,沉淀部分溶解证明水样中一定含有SO42-,CO32-,又因为Al3+与CO32-发生双水解,CO32-与Ag+、Ca2+、Mg2+发生反应生成沉淀不能大量存在,所以Al3+、Ag+、Ca2+、Mg2+不存在;n(SO42-)==0.01mol,n(CO32-)=n(BaCO3)=
=0.02mol;c(SO42-):c(CO32-)=1:2;原溶液中可能含有Cl-,依据电解质溶液中电荷守恒,阳离子K+一定存在;根据电荷守恒得到:0.01mol×2+0.02mol×2+n(Cl-)=n(K+)推知n(K+)≥0.06mol,则c(K+)≥0.06mol/L;
(1)水样中一定含有的阴离子是SO42-,CO32-;其物质的量浓度之比为1:2;
故答案为:SO42-,CO32-;1:2;
(2)BC段所表示反应是碳酸钡溶于稀硝酸的反应,反应的离子方程式:BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O,故答案为:BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O;
(3)由B到C点变化过程中依据图象分析得到的碳酸钡n(BaCO3)==0.02mol;消耗稀硝酸物质的量为0.04mol,消耗硝酸的体积=
=
=0.04L=40ml,故答案为:40ml;
(4)依据电解质溶液中电荷守恒,阳离子K+一定存在;根据电荷守恒得到:0.01mol×2+0.02mol×2+n(Cl-)=n(K+)推知n(K+)≥0.06mol,则c(K+)≥0.6mol/L,故答案为:是;≥0.6mol/L;
(5)可能存在的离子是Cl-,实验设计为:取少量水样与试管中,向试管中加入过量的硝酸钡溶液和稀硝酸,待沉淀完全和无气体生成后,向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液,若生成白色沉淀,则原水样中 含有Cl-,若无白色沉淀生成,证明无Cl-存在,
故答案为:取少量水样与试管中,向试管中加入过量升温硝酸钡溶液和稀硝酸,待沉淀完全和无气体生成后,向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液,若生成白色沉淀,则原水样中 含有Cl-,若无白色沉淀生成,证明无Cl-存在.
解析
解:该水样为无色溶液,水样Fe3+、Cu2+不存在,依据图象分析加入硝酸钡溶液生成沉淀,加入稀硝酸,沉淀部分溶解证明水样中一定含有SO42-,CO32-,又因为Al3+与CO32-发生双水解,CO32-与Ag+、Ca2+、Mg2+发生反应生成沉淀不能大量存在,所以Al3+、Ag+、Ca2+、Mg2+不存在;n(SO42-)==0.01mol,n(CO32-)=n(BaCO3)=
=0.02mol;c(SO42-):c(CO32-)=1:2;原溶液中可能含有Cl-,依据电解质溶液中电荷守恒,阳离子K+一定存在;根据电荷守恒得到:0.01mol×2+0.02mol×2+n(Cl-)=n(K+)推知n(K+)≥0.06mol,则c(K+)≥0.06mol/L;
(1)水样中一定含有的阴离子是SO42-,CO32-;其物质的量浓度之比为1:2;
故答案为:SO42-,CO32-;1:2;
(2)BC段所表示反应是碳酸钡溶于稀硝酸的反应,反应的离子方程式:BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O,故答案为:BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O;
(3)由B到C点变化过程中依据图象分析得到的碳酸钡n(BaCO3)==0.02mol;消耗稀硝酸物质的量为0.04mol,消耗硝酸的体积=
=
=0.04L=40ml,故答案为:40ml;
(4)依据电解质溶液中电荷守恒,阳离子K+一定存在;根据电荷守恒得到:0.01mol×2+0.02mol×2+n(Cl-)=n(K+)推知n(K+)≥0.06mol,则c(K+)≥0.6mol/L,故答案为:是;≥0.6mol/L;
(5)可能存在的离子是Cl-,实验设计为:取少量水样与试管中,向试管中加入过量的硝酸钡溶液和稀硝酸,待沉淀完全和无气体生成后,向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液,若生成白色沉淀,则原水样中 含有Cl-,若无白色沉淀生成,证明无Cl-存在,
故答案为:取少量水样与试管中,向试管中加入过量升温硝酸钡溶液和稀硝酸,待沉淀完全和无气体生成后,向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液,若生成白色沉淀,则原水样中 含有Cl-,若无白色沉淀生成,证明无Cl-存在.
检验某溶液中是否含有Cl-,正确的操作是( )
正确答案
解析
解:A.碳酸根离子也能够与银离子反应生成白色沉淀,所以滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成,溶液中不一定含有氯离子,故A错误;
B.加入盐酸酸化,溶液中引进了氯离子,无法证明原溶液中是否存在氯离子,故B错误;
C.硫酸根离子能够与银离子反应生成沉淀,干扰了氯离子的检验,故C错误;
D.检验氯离子时,先加入硝酸银溶液,若生成白色沉淀,然后加入硝酸,若白色沉淀不消失,则溶液中含有氯离子,否则不含氯离子,故D正确;
故选D.
下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、可使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体只有二氧化碳,能和盐酸反应放出二氧化碳气体的白色沉淀只有碳酸钙,所以可以确定加入CaCl2溶液有白色沉淀产生的溶液中含有碳酸根离子,故A正确;
B、二氧化硫可以被高锰酸钾、氯水等氧化剂氧化,使高锰酸钾、氯水退色,体现了二氧化硫具有还原性,故B错误;
C、硝酸是见光易分解的液体,要保存在细口棕色试剂瓶中,并放在阴凉处,故C正确;
D、酸雨的形成和氮的氧化物以及硫的氧化物有关,故D正确.
故选B.
(2011秋•长春期末)有一瓶溶液只含Cl-、CO32-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+ 七种离子中的某几种.经如下实验:
①原溶液加入过量NaOH溶液,产生白色沉淀;
②将①所得溶液加热,放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体;
③原溶液中加BaCl2溶液不产生沉淀.
④原溶液中加AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸白色沉淀不溶解.
回答下列问题:
(1)试分析原溶液中一定含有的离子是______,一定不含有的离子是______.
(2)请写出实验①、②、④有关反应的离子方程式:
①产生白色沉淀______;
②产生气体______;
④产生白色沉淀______.
(3)有同学认为实验④可以省略,你认为呢?(填“可以”或“不可以”)______,并说明理由______.
正确答案
解:Cl-、CO32-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+ 七种离子中只有有Mg2+ 能和氢氧化钠反应生成沉淀,
说明一定含有Mg2+;Mg2+和CO32-反应生成沉淀,二者不能共存,故无CO32-;
能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,证明原溶液含NH4+;原溶液中加BaCl2溶液不产生沉淀,说明不含SO42-;
原溶液中加AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸白色沉淀不溶解,说明含Cl-.
(1)由以上分析可知,原溶液中一定含有的离子是Cl-、NH4+、Mg2+,一定不含有的离子是CO32-、SO42-,可能含有Na+、K+,
故答案为:Cl-、NH4+、Mg2+;CO32-、SO42-;
(2)氢氧化钠和Mg2+ 生成氢氧化镁沉淀,和NH4+反应生成氨气,Cl-和Ag+反应生成氯化银沉淀,
反应离子方程式为:Mg2++2OH-=Mg2+(OH)2↓,NH4++OH-NH3↑+H2O,Cl-+Ag+=AgCl↓.
故答案为:①Mg2++2OH-=Mg2+(OH)2↓;②NH4++OH-NH3↑+H2O;④Cl-+Ag+=AgCl↓;
(4)溶液显电中性,故有阳离子必有阴离子,所以一定存在Cl-,所以实验④可以省略,
故答案为:可以;溶液显电中性有阳离子存在必有阴离子存在.
解析
解:Cl-、CO32-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+ 七种离子中只有有Mg2+ 能和氢氧化钠反应生成沉淀,
说明一定含有Mg2+;Mg2+和CO32-反应生成沉淀,二者不能共存,故无CO32-;
能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,证明原溶液含NH4+;原溶液中加BaCl2溶液不产生沉淀,说明不含SO42-;
原溶液中加AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸白色沉淀不溶解,说明含Cl-.
(1)由以上分析可知,原溶液中一定含有的离子是Cl-、NH4+、Mg2+,一定不含有的离子是CO32-、SO42-,可能含有Na+、K+,
故答案为:Cl-、NH4+、Mg2+;CO32-、SO42-;
(2)氢氧化钠和Mg2+ 生成氢氧化镁沉淀,和NH4+反应生成氨气,Cl-和Ag+反应生成氯化银沉淀,
反应离子方程式为:Mg2++2OH-=Mg2+(OH)2↓,NH4++OH-NH3↑+H2O,Cl-+Ag+=AgCl↓.
故答案为:①Mg2++2OH-=Mg2+(OH)2↓;②NH4++OH-NH3↑+H2O;④Cl-+Ag+=AgCl↓;
(4)溶液显电中性,故有阳离子必有阴离子,所以一定存在Cl-,所以实验④可以省略,
故答案为:可以;溶液显电中性有阳离子存在必有阴离子存在.
某无色溶液,由Na+、Ba2+、Al3+、Cl-、AlO2-、MnO4-、CO32-、SO42-中的若干离子组成,将溶液平均分为两份置于两支试管:
①取其中一支试管,加入过量HCl.有气体生成,并得到溶液;
②在①所得溶液中加入HNO3酸化的AgNO3,出现白色沉淀;
③取另一支试管,先加入过量的HCl酸化,再加入过量的NaHCO3溶液,有气体生成同时析出白色沉淀甲,甲的质量为3.9g;
④在③所得溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液,有白色沉淀乙析出.
根据上述实验完成下列问题:
(1)溶液中一定不存在的离子是______.
(2)一定存在的离子是______.
(3)判断沉淀乙成分的方法是______.
(4)写出有关反应的离子方程式.实验①:______;______;
(5)通过实验③可知溶液中存在的离子为______,原溶液中该离子的物质的量为______.
正确答案
Ba2+,Al3+,MnO4-
Na+、AlO2-、CO32-
向沉淀中加入过量HCl,全部溶解沉淀为碳酸钡,部分溶解沉淀为碳酸钡与硫酸钡的混合物
CO32-+2H+=CO2↑+H2O
AlO2-+4H+=Al3++2H2O
AlO2-
0.05mol
解析
解:无色溶液中一定不含MnO4-;
①取适量试液,加入过量盐酸,有气体生成,并得到溶液,说明一定含CO32-、CO32-与Ba2+、Al3+反应产生沉淀,一定不含Ba2+,Al3+;
②在①所得溶液中加入HNO3酸化的AgNO3,出现白色沉淀,由于①中引入氯离子,故不能判断此溶液中一定含有Cl-;
③取另一支试管,先加入过量的HCl酸化,再加入过量的NaHCO3溶液,有气体生成同时析出白色沉淀甲,甲的质量为3.9g,说明溶液中一定含有AlO2-,沉淀甲为氢氧化铝,且物质的量为0.05mol;
④在③所得溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液,有白色沉淀乙析出,氢氧化钡和过量的碳酸氢钠溶液反应生成碳酸钡沉淀,或者与原溶液中的硫酸根生成硫酸钡沉淀,依据电中性原则得出,溶液中一定含有:Na+,
(1)溶液中一定不存在的离子是:Ba2+,Al3+,MnO4-;故答案为:Ba2+,Al3+,MnO4-;
(2)依据分析可知:一定存在的是:Na+、AlO2-、CO32-;故答案为:Na+、AlO2-、CO32-;
(3)向沉淀中加入过量HCl,全部溶解沉淀为碳酸钡,部分溶解沉淀为碳酸钡与硫酸钡的混合物,
故答案为:向沉淀中加入过量HCl,全部溶解沉淀为碳酸钡,部分溶解沉淀为碳酸钡与硫酸钡的混合物;
(4)碳酸根与氢离子反应生成二氧化碳气体与水,偏铝酸根与氢气反应生成铝离子和水,离子反应方程式为:CO32-+2H+=CO2↑+H2O,AlO2-+4H+=Al3++2H2O,
故答案为:CO32-+2H+=CO2↑+H2O;AlO2-+4H+=Al3++2H2O;
(5)依据分析可知:溶液中一定含有AlO2-,3.9g氢氧化铝的物质的量为:=0.05mol,故答案为:AlO2-;0.05mol.
扫码查看完整答案与解析