离子的检验_章节学习

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题型：单选题

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单选题

欲检验某无色溶液中是否含有SO42-，为了防止Ag+、CO32-、SO32-等离子的干扰，下列实验方案比较严密的是（　　）

A先加稀盐酸将溶液酸化，再滴加氯化钡溶液，看是否生成白色沉淀

B先加稀硝酸将溶液酸化，再滴加氯化钡溶液，看是否生成白色沉淀

C直接向溶液中滴加稀硝酸酸化过的氯化钡溶液，看是否生成白色沉淀

D直接向溶液中滴加稀盐酸酸化过的氯化钡溶液，看是否生成白色沉淀

正确答案

A

解析

解：A．先加稀盐酸将溶液酸化，如果有银离子，会生成白色沉淀，加入过量的盐酸可以将银离子除掉，同时可以排除CO32-、SO32-等离子的干扰；再滴加氯化钡溶液，如果有沉淀生成，则原溶液中一定存在硫酸根离子，故A正确；

B．先加稀硝酸将溶液酸化，硝酸能够将亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子，再滴加氯化钡溶液，即使生成白色沉淀，也无法判断原溶液中是否存在硫酸根离子，故B错误；

C．直接向溶液中滴加稀硝酸酸化过的氯化钡溶液，如果原溶液中含有银离子，也会生成白色沉淀，干扰了硫酸根离子的检验，故C错误；

D．向溶液中滴加稀盐酸酸化过的氯化钡溶液，无法排除银离子的干扰，银离子影响了硫酸根离子的检验，故D错误；

故选A．

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题型：简答题

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简答题

今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、Al3+、Fe3+、Mg2+、Ba2+、NH4+、Cl-、CO32-、SO42-，现取三份100mL溶液进行如下实验：

提示：（Al3+和CO32-在溶液中因能发生反应而不能大量共存）

（1）第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生

（2）第二份逐滴加入NaOH溶液至过量后加热，收集到气体0.02mol，同时得到溶液甲

（3）在甲溶液中通入过量CO2，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02g

（4）第三份加足量BaCl2溶液后，得白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65g．根据上述实验回答：

（1）肯定存在的离子是______；

（2）肯定不存在的离子是______；

（3）可能存在的离子是______；

（4）依次写出实验（2）中滴加NaOH溶液的过程中所发生反应的离子方程式______；

（5）确定溶液中的阳离子的物质的量浓度：______．

正确答案

解：第一份加入几滴AgNO3溶液后有沉淀产生，溶液中可能含有Cl-、CO32-、SO42-；

第二份加过量NaOH溶液加热后，只收集到气体0.02mol，无沉淀生成，该气体是氨气，一定有铵根离子，铵根离子的物质的量是0.02mol，无沉淀生成，一定不含Fe3+、Mg2+；在甲溶液中通入过量CO2，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02g，说明原溶液中一定存在Al3+，结合离子共存可知一定不存在CO32-；1.02g为氧化铝的质量，其物质的量为：=0.01mol，说明每份溶液中含有0.02molAl3+；

第三份加足量BaCl2溶液后，得白色沉淀，该白色沉淀为硫酸钡，说明原溶液中一定存在SO42-，则一定不存在钡离子；沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65g，则硫酸钡的物质的量为：=0.05mol，说明每份溶液中含有0.05molSO42-；

0.02molAl3+所带正电荷为0.06mol、0.02mol铵根离子带有0.02mol正电荷，而0.05molSO42-所带负电荷为0.1mol，根据电荷守恒可知，说明溶液中一定还含有阳离子K+，

（1）根据分析可知，一定存在的离子为：K+、NH4+、Al3+、SO42-，

故答案为：K+、NH4+、Al3+、SO42-；

（2）一定不存在的离子为：Fe3+、Mg2+、CO32-、Ba2+，

故答案为：Fe3+、Mg2+、CO32-、Ba2+；

（3）根据分析可知，无法确定是否存在Cl-，所以溶液中可能存在Cl-，

故答案为：Cl-；

（4）实验（2）中滴加NaOH溶液的过程中，铝离子优先与氢氧根离子反应生成氢氧化铝沉淀，然后铵根离子与氢氧根离子结合生成一水合氨，最后氢氧化铝溶解，按照反应先后顺序所发生反应的离子方程式为：Al3++3OH-=Al（OH）3↓、NH4++OH-=NH3•H2O、Al（OH）3+OH-=[Al（OH）4]-，

故答案为：Al3++3OH-=Al（OH）3↓、NH4++OH-=NH3•H2O、Al（OH）3+OH-=[Al（OH）4]-；

（5）溶液中正电荷的总物质的量为：n（NH4+）+3n（Al3+）=0.02mol+3×0.02mol=0.08mol，

负电荷的总物质的量为：2n（SO42-）=0.1mol，根据电荷守恒，溶液中一定存在钾离子，由于可能存在氯离子，则钾离子的物质的量至少为：0.1mol-0.08mol=0.02mol，其浓度c（K+）≥=0.2mol/L；

铝离子的浓度为：c（Al3+）==0.2mol/L、铵根离子的浓度为：c（NH4+）==0.2mol/L，

故答案为：c（Al3+）=0.2mol．l-1、c（NH4+）=0.2mol．l-1、c（K+）≥0.2mol．l-1．

解析

解：第一份加入几滴AgNO3溶液后有沉淀产生，溶液中可能含有Cl-、CO32-、SO42-；

第二份加过量NaOH溶液加热后，只收集到气体0.02mol，无沉淀生成，该气体是氨气，一定有铵根离子，铵根离子的物质的量是0.02mol，无沉淀生成，一定不含Fe3+、Mg2+；在甲溶液中通入过量CO2，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02g，说明原溶液中一定存在Al3+，结合离子共存可知一定不存在CO32-；1.02g为氧化铝的质量，其物质的量为：=0.01mol，说明每份溶液中含有0.02molAl3+；

第三份加足量BaCl2溶液后，得白色沉淀，该白色沉淀为硫酸钡，说明原溶液中一定存在SO42-，则一定不存在钡离子；沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65g，则硫酸钡的物质的量为：=0.05mol，说明每份溶液中含有0.05molSO42-；

0.02molAl3+所带正电荷为0.06mol、0.02mol铵根离子带有0.02mol正电荷，而0.05molSO42-所带负电荷为0.1mol，根据电荷守恒可知，说明溶液中一定还含有阳离子K+，

（1）根据分析可知，一定存在的离子为：K+、NH4+、Al3+、SO42-，

故答案为：K+、NH4+、Al3+、SO42-；

（2）一定不存在的离子为：Fe3+、Mg2+、CO32-、Ba2+，

故答案为：Fe3+、Mg2+、CO32-、Ba2+；

（3）根据分析可知，无法确定是否存在Cl-，所以溶液中可能存在Cl-，

故答案为：Cl-；

（4）实验（2）中滴加NaOH溶液的过程中，铝离子优先与氢氧根离子反应生成氢氧化铝沉淀，然后铵根离子与氢氧根离子结合生成一水合氨，最后氢氧化铝溶解，按照反应先后顺序所发生反应的离子方程式为：Al3++3OH-=Al（OH）3↓、NH4++OH-=NH3•H2O、Al（OH）3+OH-=[Al（OH）4]-，

故答案为：Al3++3OH-=Al（OH）3↓、NH4++OH-=NH3•H2O、Al（OH）3+OH-=[Al（OH）4]-；

（5）溶液中正电荷的总物质的量为：n（NH4+）+3n（Al3+）=0.02mol+3×0.02mol=0.08mol，

负电荷的总物质的量为：2n（SO42-）=0.1mol，根据电荷守恒，溶液中一定存在钾离子，由于可能存在氯离子，则钾离子的物质的量至少为：0.1mol-0.08mol=0.02mol，其浓度c（K+）≥=0.2mol/L；

铝离子的浓度为：c（Al3+）==0.2mol/L、铵根离子的浓度为：c（NH4+）==0.2mol/L，

故答案为：c（Al3+）=0.2mol．l-1、c（NH4+）=0.2mol．l-1、c（K+）≥0.2mol．l-1．

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题型：简答题

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简答题

现有五种可溶性物质A、B、C、D、E，它们所含的阴、阳离子互不相同，分别含有五种阳离子Na+、、、、和五种阴离子Cl-、OH-、、、X中的一种．

（1）某同学通过比较分析，认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是______和______（填化学式）．

（2）为了确定X，观将（1）中的两种物质记为A和B，当C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体；当C与A的溶液混合时产生棕灰色沉淀，向该沉淀中滴入稀HNO3，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解．则：

①X为______．

A. B. C. D.

②A中的化学键类型为______．

③B的水溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为______（用离子符号表示）．

④将0.02mol的A与0.01mol的C同时溶解在足量的蒸馏水中，充分反应后，最终所得沉淀的质量为______（精确到0.1g）．

⑤利用上述已经确定的物质，可以检验出D、E中的阳离子．请简述实验操作步骤、现象及结论：______．

（3）将Cu投入到装有D溶液的试管中，Cu不溶解；再滴加稀H2SO4，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现．则物质D一定含有上述离子中的______（填相应的离子符号）．有关反应的离子方程式为______．

正确答案

解：（1）CO32-与Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+不能大量共存，OH-与Al3+、Mg2+、Fe3+不能大量共存，由于所含阴、阳离子互不相同，所以对应的物质应为Na2CO3和Ba（OH）2，

故答案为：Na2CO3； Ba（OH）2；

（2）C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体，沉淀为氢氧化铁、气体为二氧化碳；C与A的溶液混合时产生混合物沉淀，向该沉淀中滴入稀盐酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，则B为Na2CO3，A为Ba（OH）2，C为硫酸铁，另两种物质为氯化铝、硝酸镁或氯化镁、硝酸铝，

①因C为硫酸铁，则阴离子有SO42-，则X为SO42-，

故答案为：B；

②A为Ba（OH）2，钡离子与氢氧根离子以离子键结合，O、H之间以共价键结合，故答案为：离子键、极性共价键；

③Na2CO3为强碱弱酸盐，水解呈碱性，且第一步水解大于第二步水解，则溶液中各离子浓度大小为c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+），

故答案为：c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+）；

④0.02mol的Ba（OH）2与0.01mol的Fe2（SO4）3反应，即0.02mol Ba2+、0.04mol OH-、0.02mol Fe3+、0.03molSO42-，故生成0.02molBaSO4和mol Fe（OH）3沉淀，计算得沉淀质量约为0.02mol×233g/mol+mol×107g/mol=6.1g，故答案为：6.1g；

⑤D，E中的阳离子为Al3+、Mg2+，检验Al3+，可逐渐加入Ba（OH）2溶液直至过量，若先出现白色沉淀后又逐渐溶解，因Al3+易水解，也可加入Na2CO3溶液，若产生了白色沉淀和无色无味的气体，

故答案为：往D的溶液中逐渐加入Ba（OH）2溶液直至过量，若先出现白色沉淀后又逐渐溶解，则D中含有Al3+，E中含有Mg2+．（或往D的溶液中加入适量Na2CO3溶液若产生了白色沉淀和无色无味的气体，则D中含有Al3+，E中含有Mg2+．）

（3）管口附近有红棕色气体二氧化氮出现，可知D中含有NO3-，将投入装有足量D溶液的试管中，Cu不溶解；再滴加稀H2SO4，Cu逐渐溶解，发生的反应为3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O，

故答案为：NO3-；3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O．

解析

解：（1）CO32-与Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+不能大量共存，OH-与Al3+、Mg2+、Fe3+不能大量共存，由于所含阴、阳离子互不相同，所以对应的物质应为Na2CO3和Ba（OH）2，

故答案为：Na2CO3； Ba（OH）2；

（2）C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体，沉淀为氢氧化铁、气体为二氧化碳；C与A的溶液混合时产生混合物沉淀，向该沉淀中滴入稀盐酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，则B为Na2CO3，A为Ba（OH）2，C为硫酸铁，另两种物质为氯化铝、硝酸镁或氯化镁、硝酸铝，

①因C为硫酸铁，则阴离子有SO42-，则X为SO42-，

故答案为：B；

②A为Ba（OH）2，钡离子与氢氧根离子以离子键结合，O、H之间以共价键结合，故答案为：离子键、极性共价键；

③Na2CO3为强碱弱酸盐，水解呈碱性，且第一步水解大于第二步水解，则溶液中各离子浓度大小为c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+），

故答案为：c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+）；

④0.02mol的Ba（OH）2与0.01mol的Fe2（SO4）3反应，即0.02mol Ba2+、0.04mol OH-、0.02mol Fe3+、0.03molSO42-，故生成0.02molBaSO4和mol Fe（OH）3沉淀，计算得沉淀质量约为0.02mol×233g/mol+mol×107g/mol=6.1g，故答案为：6.1g；

⑤D，E中的阳离子为Al3+、Mg2+，检验Al3+，可逐渐加入Ba（OH）2溶液直至过量，若先出现白色沉淀后又逐渐溶解，因Al3+易水解，也可加入Na2CO3溶液，若产生了白色沉淀和无色无味的气体，

故答案为：往D的溶液中逐渐加入Ba（OH）2溶液直至过量，若先出现白色沉淀后又逐渐溶解，则D中含有Al3+，E中含有Mg2+．（或往D的溶液中加入适量Na2CO3溶液若产生了白色沉淀和无色无味的气体，则D中含有Al3+，E中含有Mg2+．）

（3）管口附近有红棕色气体二氧化氮出现，可知D中含有NO3-，将投入装有足量D溶液的试管中，Cu不溶解；再滴加稀H2SO4，Cu逐渐溶解，发生的反应为3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O，

故答案为：NO3-；3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O．

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题型：单选题

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单选题

（2015•浙江模拟）某强酸性溶液X中可能含有Fe2+、A13+、NH4+、CO32-、SO32-、SO42-、C1-中的若干种，现取X溶液进行连续实验，实验过程及产物如下：下列说法正确的是（　　）

AX中肯定存在Fe2+、NH4+、SO42-

B溶液E和气体F不能发生化学反应

CX中肯定不存在CO32-、SO32-、C1-

D沉淀I是A1（OH）3

正确答案

A

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，生成气体F，则F为NH3，说明溶液中含有NH4+离子；

溶液H中溶于CO2气体，生成沉淀I，则I为Al（OH）3，H为NaAlO2，说明溶液中含有Al3+离子，不能确定是否含有的离子是Cl-，

A、依据分析可知：溶液中一定存在：Fe2+、A13+、NH4+、SO42-，故A正确；

B、溶液E为HNO3，气体F为NH3，二者能反应生成硝酸铵，故B错误；

C、溶液X中一定不存在：CO32-和SO32-，可能存在：C1-，故C错误；

D、依据分析可知：沉淀I是A1（OH）3，由于硝酸钡过量，且在此通入二氧化碳，故沉淀可能是碳酸钡，故D错误，

故选A．

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题型：简答题

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简答题

某无色溶液中含有K+、SO32-、SO42-、Cl-、OH-，检验溶液中除OH-外其他阴离子的步骤如图所示．

回答下列问题：

（1）填写试剂的化学式①______②______⑤______．

（2）试剂④可能是______ （填选项字母）．

A．石蕊试液 B．硫酸铜溶液

C．溴水 D．品红溶液

（3）若试剂④是酸性KMnO4溶液，写出气体E与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式______．

（4）加过量试剂③的目的是______．

（5）试剂②能否用试剂③代替______（填“能”或“否”），理由是？______．

正确答案

解：（1）SO32-、SO42-与试剂①Ba（NO3）2溶液反应分别生成亚硫酸钡和硫酸钡白色沉淀，碳酸钡与盐酸反应生成二氧化硫气体，二氧化硫能使高锰酸钾变无色，硫酸钡不溶解，故试剂①为Ba（NO3）2溶液，试剂②为盐酸或硝酸，试剂④为高锰酸钾，无色溶液A呈碱性，加入过量试剂③硝酸调整溶液呈酸性，再加入试剂⑤硝酸银溶液，生成氯化银白色沉淀，故答案为：Ba（NO3）2；HCl；AgNO3；

（2）气体E为二氧化硫，二氧化硫能使品红和溴水褪色，故答案为：CD；

（3）高锰酸钾能间二氧化硫氧化为硫酸根：5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+，故答案为：5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+；

（4）溶液C中含有OH-，OH-和硝酸银反应生成氧化银黑色沉淀，干扰对Cl-的检验，所以加入过量稀硝酸，中和OH-，防止对Cl-的检验产生干扰，故答案为：中和OH-，防止对Cl-的检验产生干扰；

（5）白色沉淀A若加试剂③稀硝酸而不加试剂②会使SO32-对SO42-的检验产生干扰，不能确认SO42-是否存在，故答案为：否；会将SO32-氧化为SO42-，从而干扰SO42-的检验，不能确认SO42-是否存在．

解析

解：（1）SO32-、SO42-与试剂①Ba（NO3）2溶液反应分别生成亚硫酸钡和硫酸钡白色沉淀，碳酸钡与盐酸反应生成二氧化硫气体，二氧化硫能使高锰酸钾变无色，硫酸钡不溶解，故试剂①为Ba（NO3）2溶液，试剂②为盐酸或硝酸，试剂④为高锰酸钾，无色溶液A呈碱性，加入过量试剂③硝酸调整溶液呈酸性，再加入试剂⑤硝酸银溶液，生成氯化银白色沉淀，故答案为：Ba（NO3）2；HCl；AgNO3；

（2）气体E为二氧化硫，二氧化硫能使品红和溴水褪色，故答案为：CD；

（3）高锰酸钾能间二氧化硫氧化为硫酸根：5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+，故答案为：5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+；

（4）溶液C中含有OH-，OH-和硝酸银反应生成氧化银黑色沉淀，干扰对Cl-的检验，所以加入过量稀硝酸，中和OH-，防止对Cl-的检验产生干扰，故答案为：中和OH-，防止对Cl-的检验产生干扰；

（5）白色沉淀A若加试剂③稀硝酸而不加试剂②会使SO32-对SO42-的检验产生干扰，不能确认SO42-是否存在，故答案为：否；会将SO32-氧化为SO42-，从而干扰SO42-的检验，不能确认SO42-是否存在．

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