- 离子的检验
- 共4052题
某工业废水仅含下表中的某些离子，且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L （此数值忽略水的电离及离子的水解）
甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：
Ⅰ．取该无色溶液5mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加．
Ⅱ．用铂丝蘸取溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，无紫色火焰．
Ⅲ．另取溶液加入过量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色．
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______．
（2）Ⅲ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是______．
（3）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子有______，阴离子有______；并据此推测原溶液应该呈______性，原因是______（用离子方程式说明）．
（4）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，此过程中涉及的离子方程式为______．充分反应后过滤，洗涤，灼烧沉淀至恒重，得到的固体质量为______g．
正确答案
解：Ⅰ．取该无色溶液5mL，说明一定不含有Cu2+，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加，说明增加的是NH4+，所以原溶液中一定不含NH4+，可能含有Mg2+、Al3+，不含NH4+，CO32-；
Ⅱ．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），说明没有K+；
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，说明有还原性离子 I-与NO3-和H+反应生成NO，即溶液中有I-、NO3-；，判断一定不含有Ag+；
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明有SO42-；
（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是K+、NH4+、Cu2+；
故答案为：K+、NH4+、Cu2+；
（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体，是I-与NO3-和H+反应生成NO，其离子方程式：6I-+2NO3-+8H+═3I2+2NO↑+4H2O；
故答案为：6I-+2NO3-+8H+═3I2+2NO↑+4H2O；
（3）由上述分析可知一定含有的阴离子I-、NO3-，SO42-，且各为0.1mol/L，依据电荷守恒可知，推断出的阳离子含有Mg2+、Al3+，其浓度为0.1mol/L，由电荷守恒可知溶液中还有一种-1价的阴离子为Cl-，所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是：Mg2+、Al3+；阴离子是：Cl-、I-、NO3-、SO42-，溶液中镁离子和铝离子水解溶液呈酸性，反应的离子方程式为：Mg2++2H2O⇌Mg（OH）2+2H+、Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+；
故答案为：Mg2+、Al3+；Cl-、I-、NO3-、SO42-；酸；Mg2++2H2O⇌Mg（OH）2+2H+、Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+；
（4）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，Mg2+、Al3+ 反应生成Mg（OH）2，NaAlO2，涉及的离子方程式为Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O；充分反应后过滤，洗涤，灼烧沉淀至恒重，根据元素守恒：n（MgO）=n（Mg2+）=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol；m（MgO）=0.01mol×40g/mol=0.4g；
故答案为：Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O；0.4．
解析
解：Ⅰ．取该无色溶液5mL，说明一定不含有Cu2+，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加，说明增加的是NH4+，所以原溶液中一定不含NH4+，可能含有Mg2+、Al3+，不含NH4+，CO32-；
Ⅱ．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），说明没有K+；
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，说明有还原性离子 I-与NO3-和H+反应生成NO，即溶液中有I-、NO3-；，判断一定不含有Ag+；
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明有SO42-；
（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是K+、NH4+、Cu2+；
故答案为：K+、NH4+、Cu2+；
（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体，是I-与NO3-和H+反应生成NO，其离子方程式：6I-+2NO3-+8H+═3I2+2NO↑+4H2O；
故答案为：6I-+2NO3-+8H+═3I2+2NO↑+4H2O；
（3）由上述分析可知一定含有的阴离子I-、NO3-，SO42-，且各为0.1mol/L，依据电荷守恒可知，推断出的阳离子含有Mg2+、Al3+，其浓度为0.1mol/L，由电荷守恒可知溶液中还有一种-1价的阴离子为Cl-，所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是：Mg2+、Al3+；阴离子是：Cl-、I-、NO3-、SO42-，溶液中镁离子和铝离子水解溶液呈酸性，反应的离子方程式为：Mg2++2H2O⇌Mg（OH）2+2H+、Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+；
故答案为：Mg2+、Al3+；Cl-、I-、NO3-、SO42-；酸；Mg2++2H2O⇌Mg（OH）2+2H+、Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+；
（4）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，Mg2+、Al3+ 反应生成Mg（OH）2，NaAlO2，涉及的离子方程式为Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O；充分反应后过滤，洗涤，灼烧沉淀至恒重，根据元素守恒：n（MgO）=n（Mg2+）=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol；m（MgO）=0.01mol×40g/mol=0.4g；
故答案为：Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O；0.4．
为了证明（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O（硫酸亚铁铵晶体）的成分中含有NH4+、Fe2+、SO42-和H2O，取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管，下列实验叙述中错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A．晶体加热后生成液体可以判断是生成的水，证明晶体中含结晶水，故A正确；
B．溶液呈浅绿色证明试样溶液中含有Fe2+ 滴入KSCN溶液，溶液不显红色，再向试管中滴加几滴新配制的氯水，溶液的颜色变为红色，说明有Fe3+存在，这个结果间接地说明在原溶液中有Fe2+存在，故B正确；
C．加少量稀盐酸，无现象，再滴入几滴BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则可证明晶体的成分中含有SO42-，这是硫酸根离子的检验方法，故C正确；
D．向某无色溶液中加入浓NaOH溶液，加热试管，检验氨气，利用湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝，则说明原溶液中一定含NH4+，故D错误；
故选D．
某无色溶液，其中可能存在的离子有：Na+、Ag+、Fe3+、Ba2+、Al3+、AlO2-、S2-、SO32-、SO42-，现取该溶液进行实验，实验结果如下：
（1）生成沉淀甲的离子方程式为______
（2）由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式为______
（3）沉淀丙可能是______（填化学式）
（4）综合上述信息，可以肯定存在的离子有______．
正确答案
2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O
Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑
BaCO3或BaCO3和BaSO4
AlO2-、S2-、SO32-、Na+
解析
解：（1）根据所给的离子，硫离子和亚硫酸根离子在酸性环境下发生归中反应生成淡黄色的沉淀单质硫，即2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O，故答案为：2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O；
（2）只有铝离子和碳酸氢根之间能发生双水解反应生成氢氧化铝白色沉淀氢氧化铝，即Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑，但是铝离子和硫离子不共存，所以该铝离子是偏铝酸根离子和氢溴酸反应后得到的铝离子，溶液中一定含有偏铝酸根，故答案为：Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑；
（3）过量的碳酸氢铵和氢氧化钡反应一定会生成一定量的碳酸钡，硫酸根存在时，也会和钡离子反应生成硫酸钡沉淀，所以沉淀丙可能是BaCO3或 BaCO3和BaSO4的混合物，
故答案为：BaCO3或BaCO3和BaSO4；
（4）根据以上三小题，可以确定溶液中一定含有AlO2-、S2-、SO32-，根据溶液的电中性原理，一定得含有阳离子，而溶液是无色的，所以不含有三价铁离子，一定含有钠离子，
故答案为：AlO2-、S2-、SO32-、Na+．
相关的离子检验结论可靠的是（ ）
正确答案
解析
解：A、往某溶液中加入盐酸，产生无色气体，说明原溶液中含有CO32-、HCO3-等离子中的至少一种，故A错误；
B、溶液中含有Fe3+，加入KSCN溶液，显血红色，据此可以检验铁离子，故B正确；
C、往某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明原溶液中含有SO42-或是Cl-等离子中的至少一种，故C错误；
D、往某溶液中加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明原溶液中含有CO32-、SO42-或是Cl-等离子中的至少一种，故D错误．
故选B．
学校化学研究小组对某溶液进行检测分析，该无色溶液中可能含有NH4+、K+、Al3+、HCO3-、Cl-、MnO4-、SO42-等离子中的几种离子．
①经实验可知溶液明显呈酸性．
②取10mL该溶液于试管中滴加Ba（NO3）2溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀甲，向滤液中加入AgNO3溶液未见沉淀产生．
③另取少量该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀乙，当沉淀增加到一定量后开始产生气体丙，最后沉淀完全溶解．
（1）写出气体丙的电子式______．
（2）该溶液中一定不含有：______（填离子的化学式）离子，一定含有的离子有______（填离子的化学式）．
（3）在这些不存在的离子中，有一种离子在酸性环境中与SO2反应，试写出该反应的离子方程式______．
（4）请设计实验方案，检验该试液中是否存在可能含有的离子______．
正确答案
解：溶液无色，说明不含MnO4-；
①经实验可知溶液明显呈酸性，可为强酸弱碱盐，则一定不存在水解呈碱性的HCO3-离子；
②取10mL该溶液于试管中滴加Ba（NO3）2溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀甲，向滤液中加入AgNO3溶液未见沉淀产生，说明含有SO42-，不含有Cl-，
甲为BaSO4；
③另取少量该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀乙，当沉淀增加到一定量后开始产生气体丙，最后沉淀完全溶解，说明含有NH4+、Al3+，乙为Al（OH）3，
丙为NH3，
（1）由以上分析可知丙为NH3，电子式为
（2）由以上分析可知一定含有的离子为NH4+、Al3+、SO42-，一定不含有的离子为MnO4-、HCO3-、Cl-，
故答案为：MnO4-、HCO3-、Cl-；NH4+、Al3+、SO42-；
（3）能与二氧化硫反应的离子应具有强氧化性，应为MnO4-，反应的离子方程式为2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+，
故答案为：2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+；
（4）K+应通过焰色反应检验，实验方法是用洁净的铂丝蘸取试样在无色火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃，观察火焰颜色，若紫色，则含有K+，
故答案为：焰色反应，用洁净的铂丝蘸取试样在无色火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃，观察火焰颜色，若紫色，则含有K+．
解析
解：溶液无色，说明不含MnO4-；
①经实验可知溶液明显呈酸性，可为强酸弱碱盐，则一定不存在水解呈碱性的HCO3-离子；
②取10mL该溶液于试管中滴加Ba（NO3）2溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀甲，向滤液中加入AgNO3溶液未见沉淀产生，说明含有SO42-，不含有Cl-，
甲为BaSO4；
③另取少量该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀乙，当沉淀增加到一定量后开始产生气体丙，最后沉淀完全溶解，说明含有NH4+、Al3+，乙为Al（OH）3，
丙为NH3，
（1）由以上分析可知丙为NH3，电子式为
（2）由以上分析可知一定含有的离子为NH4+、Al3+、SO42-，一定不含有的离子为MnO4-、HCO3-、Cl-，
故答案为：MnO4-、HCO3-、Cl-；NH4+、Al3+、SO42-；
（3）能与二氧化硫反应的离子应具有强氧化性，应为MnO4-，反应的离子方程式为2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+，
故答案为：2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+；
（4）K+应通过焰色反应检验，实验方法是用洁净的铂丝蘸取试样在无色火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃，观察火焰颜色，若紫色，则含有K+，
故答案为：焰色反应，用洁净的铂丝蘸取试样在无色火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃，观察火焰颜色，若紫色，则含有K+．
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