- 离子的检验
- 共4052题
现有A、B、C、D、E五种盐溶液，分别由K+、NH4+、Ag+、Ba2+、Al3+、Cl-、Br-、CO32-、SO42-、NO3- 中的阳离子和阴离子各一种组成（五种盐所含阴、阳离子各不相同）已知：
①A+B→白色沉淀 ②A+D→白色沉淀 ③A+C→白色沉淀
④D+B→白色沉淀+无色气体 ⑤A溶液中c（H+）=c（OH-）
⑥B溶液中c（H+）=1×10-12mol•L-1 ⑦C、D、E三种溶液的pH＜7，
根据以上实验事实可以推出（用分子式表示）
A为______；B为______；C为______；D为______；E为______．
写出以上①②③④各步反应的离子方程式：
①______，②______，
③______，④______．
正确答案
解：（1）根据其中C、D、E三种溶液的pH＜7，说明C、D、E三种溶液为强酸弱碱盐，水解呈酸性，B溶液呈碱性，A溶液中c（H+）=c（OH-），Ag+不能Cl-、Br-、SO42-、CO32-相结合，因为AgCl、Ag2SO4、Ag2CO3都为白色沉淀，AgBr为浅黄色沉淀，只能形成硝酸银，可推测知A为中性溶液，只有氯化钡、硫酸铝，根据B溶液呈碱性，B为强碱弱酸盐，而K+、Ba2+为强碱阳离子，CO32-为弱酸根离子，因此B只能为K2CO3，根据B和D反应生成白色沉淀和气体，B中含CO32-，而能与CO32-反应生成沉淀的有Al3+、Ag+、Ba2+，其中CO32-和Al3+发生双水解反应不仅生成沉淀而且生成气体，离子反应为2Al3++3CO32-+3H2O═2Al（OH）3↓+CO2↑，所以D中含Al3+，而D为强酸弱碱盐酸性溶液，酸根离子为Cl-、Br-、SO42-中的一种，即为硫酸铝，根据A可分别与C、B、D反应生成白色沉淀，B为K2CO3，D为硫酸铝，C中只能是硝酸银，
故答案为：A：BaCl2；B：K2CO3；C：AgNO3；D：Al2（SO4）；E：NH4Br；
（2）
丁中阳离子可能为Ag+、Ba2+中的一种．而丁为强酸弱碱盐，故可确定丁中含Ag+，只能为AgNO3．戊为强酸弱碱盐，戊中只能含NH4+．丙为中性溶液，为强酸强碱盐，可确定丙中只能含Ba2+．因为丁为AgNO3，与甲、乙、丙反应生成白色沉淀，
与Ag+反应生成白色沉淀的酸根离子有Cl-、SO42-、CO32-，丙中含Ba2+，所以丙为BaCl2，甲中含Al3+，
所以甲为Al2（SO4）3，最后戊中含NH4+，与之结合的酸根离子为Br-，即戊为NH4Br，
故答案为：Al2（SO4）3；K2CO3；BaCl2；AgNO3；NH4Br；
（2）①②③④各步反应的离子方程式分别为：①Ba2++CO32-═BaCO3↓ ②Ba2++SO42-═BaSO4↓ ③Ag++Cl-═AgCl↓
④2Al3++3CO32-+3H2O═2Al（OH）3↓+3CO2↑，
故答案为：①Ba2++CO32-═BaCO3↓；②Ba2++SO42-═BaSO4↓；③Ag++Cl-═AgCl↓；
④2Al3++3CO32-+3H2O═2Al（OH）3↓+3CO2↑．
解析
解：（1）根据其中C、D、E三种溶液的pH＜7，说明C、D、E三种溶液为强酸弱碱盐，水解呈酸性，B溶液呈碱性，A溶液中c（H+）=c（OH-），Ag+不能Cl-、Br-、SO42-、CO32-相结合，因为AgCl、Ag2SO4、Ag2CO3都为白色沉淀，AgBr为浅黄色沉淀，只能形成硝酸银，可推测知A为中性溶液，只有氯化钡、硫酸铝，根据B溶液呈碱性，B为强碱弱酸盐，而K+、Ba2+为强碱阳离子，CO32-为弱酸根离子，因此B只能为K2CO3，根据B和D反应生成白色沉淀和气体，B中含CO32-，而能与CO32-反应生成沉淀的有Al3+、Ag+、Ba2+，其中CO32-和Al3+发生双水解反应不仅生成沉淀而且生成气体，离子反应为2Al3++3CO32-+3H2O═2Al（OH）3↓+CO2↑，所以D中含Al3+，而D为强酸弱碱盐酸性溶液，酸根离子为Cl-、Br-、SO42-中的一种，即为硫酸铝，根据A可分别与C、B、D反应生成白色沉淀，B为K2CO3，D为硫酸铝，C中只能是硝酸银，
故答案为：A：BaCl2；B：K2CO3；C：AgNO3；D：Al2（SO4）；E：NH4Br；
（2）
丁中阳离子可能为Ag+、Ba2+中的一种．而丁为强酸弱碱盐，故可确定丁中含Ag+，只能为AgNO3．戊为强酸弱碱盐，戊中只能含NH4+．丙为中性溶液，为强酸强碱盐，可确定丙中只能含Ba2+．因为丁为AgNO3，与甲、乙、丙反应生成白色沉淀，
与Ag+反应生成白色沉淀的酸根离子有Cl-、SO42-、CO32-，丙中含Ba2+，所以丙为BaCl2，甲中含Al3+，
所以甲为Al2（SO4）3，最后戊中含NH4+，与之结合的酸根离子为Br-，即戊为NH4Br，
故答案为：Al2（SO4）3；K2CO3；BaCl2；AgNO3；NH4Br；
（2）①②③④各步反应的离子方程式分别为：①Ba2++CO32-═BaCO3↓ ②Ba2++SO42-═BaSO4↓ ③Ag++Cl-═AgCl↓
④2Al3++3CO32-+3H2O═2Al（OH）3↓+3CO2↑，
故答案为：①Ba2++CO32-═BaCO3↓；②Ba2++SO42-═BaSO4↓；③Ag++Cl-═AgCl↓；
④2Al3++3CO32-+3H2O═2Al（OH）3↓+3CO2↑．
下列关于检验和鉴别的实验叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成，溶液中含有SO42-或银离子中的至少一种，故A错误；
B．向某溶液中加入盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，二氧化硫和二氧化碳均可以使石灰水变浑浊，说明溶液中有碳酸盐、碳酸氢盐、亚硫酸盐或亚硫酸氢盐，故B错误；
C．不能用稀硫酸洗，因为铂丝上残留的稀硫酸会影响颜色反应，应该用稀盐酸，因为盐酸易挥发，加热时就全挥发了，故C错误；
D．三种物质和水混合后，煤油在水的上层，四氯化碳在水的下层，乙醇不分层，所以可以用水鉴别三者，故D正确．
故选D．
常温下，pH=1的某溶液A中含有NH4+、K+、Na+、Fe3+、Al3+、Fe2+、CO32-、NO3-、Cl-、NO2-、I-、SO42-中的4种，且各离子的物质的量浓度均为0.1mol/L，现取该溶液进行有关实验，实验结果如图所示：
下列有关说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：由溶液pH=1可知溶液为酸性溶液，氢离子浓度为0.1mol/L，溶液中一定不存在与氢离子反应的离子：CO32-、NO2-；
溶液A中加过量（NH4）2CO3，产生白色沉淀，可以排除Fe2+、Fe3+，原溶液中一定有Al3+；
溶液乙加铜和浓硫酸能产生NO，原溶液中有NO3-，强酸性溶液中有NO3-，则一定没有Fe2+、I-；
A．根据以上分析可知，溶液中存在0.1mol/L的氢离子、0.1mol/L的铝离子，溶液中阳离子带有的电荷为：0.4mol/L；而溶液中除了存在0.1mol/L的硝酸根离子外，还应该含有SO42-离子和Cl-，所以该溶液中一定有NO3-、Al3+、SO42-、Cl-四种离子，故A正确；
B．根据反应方程式3Cu+8HNO3═3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O可知，消耗14.4g铜，生成一氧化氮气体的物质的量为：
C．根据分析可知，溶液中含有硫酸根离子，所以沉淀乙中一定为碳酸钡和硫酸钡沉淀的化合物，故C错误；
D．为了确定原溶液中是否有K+，可以通过焰色反应检验，观察时需要透过蓝色的钴玻璃，以便滤去钠离子的黄色，不能直接观察，故D错误；
故选A．
某溶液含有下表离子中的几种（不考虑水的电离及离子的水解）．溶液中阴离子物质的量为0.2mol，阳离子物质的量为0.3mol，阳离子只有两种．
①若向原溶液中加入过量稀盐酸，无气体生成，得到溶液A．
②向溶液A中加入过量稀HNO3，再加AgNO3溶液，溶液中析出白色沉淀．过滤，得滤液B．
③往B中加入过量NaOH溶液并加热，有4.48L刺激性气味气体产生（不考虑气体溶解于水或与水反应，体积已折算为标准状况下的体积），同时有红褐色沉淀生成．过滤，得滤液C，此过程中沉淀的量不减少．
④若向原溶液中加入稀HNO3，再加足量BaCl2，有46.6g白色沉淀生成．
根据上述实验回答下列问题．
（1）原溶液中一定不存在的阴离子是______．
（2）写出③总的离子方程式______．
（3）若原溶液由一种盐溶解于水制得，则该盐的化学式为______．
（4）若原溶液由R和M（摩尔质量R＞M）两种盐溶解于水制得，则这两种盐的化学式为______，其物质的量之比为______．
ⅰ、M溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______．
ⅱ、实验室用工业废料制备盐R，在利用重结晶方法精制该盐时，需要趁热过滤，原因是______．
正确答案
解：（1）①若向原溶液中加入过量稀盐酸，无气体生成，得到溶液A，说明溶液中一定不含有CO32-、SO32-；
②向溶液A中加入过量稀HNO3，再加AgNO3溶液，溶液中析出白色沉淀，过滤，得滤液B，因溶液A中含有Cl-，所以原溶液中不一定含有Cl-；
④若向原溶液中加入稀HNO3，再加足量BaCl2，有46.6g白色沉淀生成，所以原溶液中一定有SO42-，一定不含Ba2+，硫酸钡的物质的量为0.2mol，则SO42-的物质的量为0.2mol，因溶液中阴离子物质的量为0.2mol，所以溶液中阴离子只有SO42-，一定没有Cl-，
③往B中加入过量NaOH溶液并加热，有4.48L（0.2mol）刺激性气味气体产生（不考虑气体溶解于水或与水反应，体积已折算为标准状况下的体积），同时有红褐色沉淀生成．过滤，得滤液C，此过程中沉淀的量不减少，说明溶液B中含有NH4+、
Fe3+或Fe2+、则原溶液中一定含有NH4+、Fe3+或Fe2+，一定没有OH-、Al3+，因阳离子只有两种，所以则原溶液中一定只有NH4+、Fe3+或Fe2+，因NH3的物质的量为0.2mol，根据NH4+、～NH3，得NH4+的物质的量也为0.2mol，又因阳离子物质的量为0.3mol，阳离子只有两种，所以Fe3+或Fe2+的物质的量为0.1mol，根据电荷守恒，离子为Fe2+，一定不含Fe3+，
综上所述，溶液中的阳离子：NH4+、Fe3+，阴离子有：SO42-，一定没有的离子是：Ba2+、Al3+、Fe3+、OH-、CO32-、Cl-、
SO32-，原溶液中一定不存在的阴离子是OH-、CO32-、Cl-、SO32-，故答案为：OH-、CO32-、Cl-、SO32-；
（2）B与过量NaOH溶液并加热，有4.48L刺激性气味气体产生，同时有红褐色沉淀生成，方程式为：2NH4++Fe3++5OH-
（3）溶液含有0.2molNH4+，0.1molFe2+，0.2molFe2+，三者的个数之比为：2：1：2，
所以化学式为：（NH4）2Fe（SO4）2，故答案为：（NH4）2Fe（SO4）2；
（4）因两种盐溶解于水制得：（NH4）2Fe（SO4）2，所以这两种盐的化学式为：（NH4）2SO4和FeSO4，物质的量之比为：1：1，因FeSO4的相对分子质量大于和（NH4）2SO4，所以M溶液为（NH4）2SO4，因铵根离子水解，
所以离子浓度：c（NH4+）＞c（SO42-）＞c（H+）＞c（OH-），
故答案为：（NH4）2SO4和FeSO4； 1：1；c（NH4+）＞c（SO42-）＞c（H+）＞c（OH-）；
（5）为减少过滤时该盐的损失，因趁热过滤，故答案为：减少过滤时该盐的损失；
解析
解：（1）①若向原溶液中加入过量稀盐酸，无气体生成，得到溶液A，说明溶液中一定不含有CO32-、SO32-；
②向溶液A中加入过量稀HNO3，再加AgNO3溶液，溶液中析出白色沉淀，过滤，得滤液B，因溶液A中含有Cl-，所以原溶液中不一定含有Cl-；
④若向原溶液中加入稀HNO3，再加足量BaCl2，有46.6g白色沉淀生成，所以原溶液中一定有SO42-，一定不含Ba2+，硫酸钡的物质的量为0.2mol，则SO42-的物质的量为0.2mol，因溶液中阴离子物质的量为0.2mol，所以溶液中阴离子只有SO42-，一定没有Cl-，
③往B中加入过量NaOH溶液并加热，有4.48L（0.2mol）刺激性气味气体产生（不考虑气体溶解于水或与水反应，体积已折算为标准状况下的体积），同时有红褐色沉淀生成．过滤，得滤液C，此过程中沉淀的量不减少，说明溶液B中含有NH4+、
Fe3+或Fe2+、则原溶液中一定含有NH4+、Fe3+或Fe2+，一定没有OH-、Al3+，因阳离子只有两种，所以则原溶液中一定只有NH4+、Fe3+或Fe2+，因NH3的物质的量为0.2mol，根据NH4+、～NH3，得NH4+的物质的量也为0.2mol，又因阳离子物质的量为0.3mol，阳离子只有两种，所以Fe3+或Fe2+的物质的量为0.1mol，根据电荷守恒，离子为Fe2+，一定不含Fe3+，
综上所述，溶液中的阳离子：NH4+、Fe3+，阴离子有：SO42-，一定没有的离子是：Ba2+、Al3+、Fe3+、OH-、CO32-、Cl-、
SO32-，原溶液中一定不存在的阴离子是OH-、CO32-、Cl-、SO32-，故答案为：OH-、CO32-、Cl-、SO32-；
（2）B与过量NaOH溶液并加热，有4.48L刺激性气味气体产生，同时有红褐色沉淀生成，方程式为：2NH4++Fe3++5OH-
（3）溶液含有0.2molNH4+，0.1molFe2+，0.2molFe2+，三者的个数之比为：2：1：2，
所以化学式为：（NH4）2Fe（SO4）2，故答案为：（NH4）2Fe（SO4）2；
（4）因两种盐溶解于水制得：（NH4）2Fe（SO4）2，所以这两种盐的化学式为：（NH4）2SO4和FeSO4，物质的量之比为：1：1，因FeSO4的相对分子质量大于和（NH4）2SO4，所以M溶液为（NH4）2SO4，因铵根离子水解，
所以离子浓度：c（NH4+）＞c（SO42-）＞c（H+）＞c（OH-），
故答案为：（NH4）2SO4和FeSO4； 1：1；c（NH4+）＞c（SO42-）＞c（H+）＞c（OH-）；
（5）为减少过滤时该盐的损失，因趁热过滤，故答案为：减少过滤时该盐的损失；
Ⅰ、某种溶液仅含下表离子中的5种（不考虑水的电离与离子水解），且各种离子的物质的量均为1mol．
若向原溶液中加入足量的盐酸，有无色气体生成．经分析反应后溶液中阴离子种类没有变化．
（1）溶液中______（填“一定”、“一定不”或“可能”）含有HCO3-或CO32-，理由是______
（2）原溶液中所含的阴离子为______，阳离子为______
（3）向原溶液中加入足量的盐酸，有无色气体生成的离子反应方程式为______
（4）若向原溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，充分反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥灼烧到恒重，得到固体质量为______g．
Ⅱ、钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba（FeO2）2等]．某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba（NO3）2，其部分工艺流程如下：
（1）酸溶后溶液中pH=1，Ba（FeO2）2与HNO3的反应化学方程式为______．
（2）酸溶时通常控制反应温度不超过70℃，且不使用浓硝酸，原因是______、______、______．
（3）该厂结合本厂实际，选用的X为______（填化学式）；中和Ⅰ使溶液中______（填离子符号）的浓度减少（中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略）．
（4）上述流程中洗涤的目的是______．
正确答案
解：Ⅰ、（1）往溶液中加入的是过量的盐酸，如果有碳酸根离子或碳酸氢跟离子的话会完全反应生成二氧化碳，所以就不可能保证阴离子种类没有变化，
故答案为：一定不；HCO3-与CO32-均可与盐酸反应生成二氧化碳，造成阴离子种类有所变化；
（2）若向原溶液中加入足量的盐酸，有无色气体生成，反应后溶液中阴离子种类没有变化，根据表中的离子，可以推知是 Fe2+、NO3-在酸性环境下生成的一氧化氮，所以一定含有氯离子，加入盐酸，溶液中阴离子种类不变，所以原来溶液中含有Cl-，若只含有氯离子和硝酸根离子，二者的量均为1mol，根据电何守恒是不可能的，所以还含有硫酸根离子，再根据电荷守恒确定还含有一种带有两个正电荷的镁离子，故答案为：Cl-、NO3-、SO42-；Fe2+、Mg2+；
（3）向原溶液中加入足量的盐酸，有无色气体NO生成的离子反应方程式为：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，故答案为：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；
（4）若向原溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，充分反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥灼烧到恒重，得到固体是三氧化二铁以及氧化镁，根据原子守恒，则生成0.5molFe2O3和1mol的MgO，质量为：0.5mol×160g/mol+1mol×40g/mol=120g，故答案为：120；
Ⅱ、（1）Ba（FeO2）2中Fe元素是+3价，故Ba（FeO2）2与硝酸不发生氧化还原反应，其反应方程式为：Ba（FeO2）2+8HNO3═Ba（NO3）2+2Fe（NO3）3+4H2O，
故答案为：Ba（FeO2）2+8HNO3═Ba（NO3）2+2Fe（NO3）3+4H2O；
（2）酸溶时控制反应温度不超过70℃，是为了防止温度过高，反应速率太快；不使用浓硝酸，是因为浓HNO3不稳定，易分解，易挥发，故答案为：防止反应速率过快 浓HNO3易挥发、分解（凡合理答案均可）；
（3）加入X调节溶液的pH=4～5，则X应能消耗H+，结合工厂主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的实际情况，可选用BaCO3；中和后溶液中H+浓度减小，pH在4～5时，Fe3+也完全沉淀，故Fe3+浓度也减小，故答案为：BaCO3；Fe3+、H+；
（4）因为钡盐是重金属盐，有毒，故洗涤的目的是减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染，故答案为：减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染（凡合理答案均可）．
解析
解：Ⅰ、（1）往溶液中加入的是过量的盐酸，如果有碳酸根离子或碳酸氢跟离子的话会完全反应生成二氧化碳，所以就不可能保证阴离子种类没有变化，
故答案为：一定不；HCO3-与CO32-均可与盐酸反应生成二氧化碳，造成阴离子种类有所变化；
（2）若向原溶液中加入足量的盐酸，有无色气体生成，反应后溶液中阴离子种类没有变化，根据表中的离子，可以推知是 Fe2+、NO3-在酸性环境下生成的一氧化氮，所以一定含有氯离子，加入盐酸，溶液中阴离子种类不变，所以原来溶液中含有Cl-，若只含有氯离子和硝酸根离子，二者的量均为1mol，根据电何守恒是不可能的，所以还含有硫酸根离子，再根据电荷守恒确定还含有一种带有两个正电荷的镁离子，故答案为：Cl-、NO3-、SO42-；Fe2+、Mg2+；
（3）向原溶液中加入足量的盐酸，有无色气体NO生成的离子反应方程式为：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，故答案为：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；
（4）若向原溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，充分反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥灼烧到恒重，得到固体是三氧化二铁以及氧化镁，根据原子守恒，则生成0.5molFe2O3和1mol的MgO，质量为：0.5mol×160g/mol+1mol×40g/mol=120g，故答案为：120；
Ⅱ、（1）Ba（FeO2）2中Fe元素是+3价，故Ba（FeO2）2与硝酸不发生氧化还原反应，其反应方程式为：Ba（FeO2）2+8HNO3═Ba（NO3）2+2Fe（NO3）3+4H2O，
故答案为：Ba（FeO2）2+8HNO3═Ba（NO3）2+2Fe（NO3）3+4H2O；
（2）酸溶时控制反应温度不超过70℃，是为了防止温度过高，反应速率太快；不使用浓硝酸，是因为浓HNO3不稳定，易分解，易挥发，故答案为：防止反应速率过快 浓HNO3易挥发、分解（凡合理答案均可）；
（3）加入X调节溶液的pH=4～5，则X应能消耗H+，结合工厂主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的实际情况，可选用BaCO3；中和后溶液中H+浓度减小，pH在4～5时，Fe3+也完全沉淀，故Fe3+浓度也减小，故答案为：BaCO3；Fe3+、H+；
（4）因为钡盐是重金属盐，有毒，故洗涤的目的是减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染，故答案为：减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染（凡合理答案均可）．
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