- 离子的检验
- 共4052题
已知某待测液由Ag+、Mg2+、K+、Ba2+、NH4+、NO3-中的若干种离子组成,进行如下实验:
第一步:加入过量的稀盐酸,有白色沉淀生成.
第二步:过滤,在滤液中加入过量的稀硫酸,又有白色沉淀生成.
第三步:再过滤,取少量滤液,滴入NaOH溶液至溶液呈碱性,在此过程中溶液无明显现象,加热该溶液,可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体.
根据实验现象回答:
(1)分别写出第二步和第三步中所涉及的反应的离子方程式:
第二步:______,
第三步:______;
(2)待测液中一定含有______、NO3-离子,一定不含有______离子,还有一种离子不能确定其是否存在,要检验这种离子的实验方法是(填写实验名称和观察到的现象及结论,不要求写实验操作过程)______,______.
正确答案
第一步:加入过量的稀盐酸,有白色沉淀生成,沉淀为AgCl,则一定含有Ag+;
第二步:过滤,在滤液中加入过量的稀硫酸,又有白色沉淀生成,沉淀为硫酸钡,则一定含有Ba2+;
第三步:再过滤,取少量滤液,滴入NaOH溶液至溶液呈碱性,在此过程中溶液无明显现象,加热该溶液,可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,气体为氨气,说明一定含NH4+,一定没有Mg2+,
(1)第二步离子反应为Ba2++SO42-=BaSO4↓,第三步离子反应为H++OH-=H2O、NH4++OH-=NH3↑+H2O,
故答案为:Ba2++SO42-=BaSO4↓;H++OH-=H2O、NH4++OH-=NH3↑+H2O;
(2)由上述分析可知,一定含有的阳离子为Ag+、Ba2+、NH4+,一定不含Mg2+,钾离子不能确定,可利用焰色反应来检验,方法为透过蓝色钴玻璃看是否呈紫色,呈紫色说明有K+,不呈紫色说明无K+,
故答案为:Ag+、Ba2+、NH4+;Mg2+;焰色反应;透过蓝色钴玻璃看是否呈紫色,呈紫色说明有K+,不呈紫色说明无K+.
某强酸性溶液X可能含有Ba2+、Al3+、N、Fe2+、Fe3+、C
、S
、S
、Cl-、N
、N
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,溶液X中除H+外还肯定含有的离子是______,不能确定是否含有的离子(M)是______,若要确定该M(若不止一种,可任选一种)在溶液X中不存在,最可靠的化学方法是______.
(2)沉淀I的化学式为______,气体F的电子式为______.
(3)写出反应②的离子方程式:______.
(4)通常可以利用KClO在一定条件下氧化G来制备一种新型、高效、多功能水处理剂K2FeO4.请写出制备过程中的离子方程式______.
(5)假设测定A、F、I均为0.1mol,10mL X溶液中n(H+)=0.4mol,当沉淀C物质的量大于0.7mol时,溶液X中还一定含有______.
正确答案
题干中强酸性溶液中一定不含CO32-、SO32-;NO2-、NO3-与Fe2+不能同时存在;根据转化关系中X溶液中加入过量硝酸钡生成气体沉淀和溶液的反应,依据离子性质推断溶液中一定含Fe2+;酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性,得到气体A为NO,D为NO2,E为HNO3;沉淀C为硫酸钡,判断溶液中一定含SO42-;根据离子共存判断原溶液中一定不含Ba2+;溶液B中一定含有Fe3+;B溶液和过量氢氧化钠反应生成气体、沉淀、溶液,推断原溶液中一定含NH4+;生成的沉淀G是Fe(OH)3;与碱反应生成的气体F为NH3;溶液H通入过量二氧化碳生成沉淀,判断溶液H中含有AlO2-;证明原溶液中一定含有Al3+;沉淀I为Al(OH)3;原溶液中一定含有Al3+、NH4+、Fe2+、SO42-;一定不含Ba2+、Fe3+、CO32-、SO32-;NO2-、NO3-;可能含有的Fe3+、Cl-;
(1)上述离子中,溶液X中除H+外还肯定含有的离子是Al3+、NH4+、Fe2+、SO42-;不能确定是否含有的离子Fe3+、Cl-;确定溶液中不含有Fe3+、Cl-的方法是:取少量X溶液于试管中,加入几滴KSCN溶液不变红色则说明无Fe3+;或取少量B溶液少许于试管中,加几滴AgNO3溶液,若无白色沉淀说明无Cl-;
故答案为:Al3+、NH4+、Fe2+、SO42-;取少量X溶液于试管中,加入几滴KSCN溶液不变红色则说明无Fe3+;或取少量B溶液少许于试管中,加几滴AgNO3溶液,若无白色沉淀说明无Cl-;
(2)沉淀I的化学式为:Al(OH)3;气体F为氨气,电子式为
,故答案为:Al(OH)3;
;
(3)反应②是过量二氧化碳和偏铝酸钠容易的反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,反应的离子方程式为:AlO2-+CO2+H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,
故答案为:AlO2-+CO2+H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
(4)利用KClO在一定条件下氧化G(Fe(OH)3)来制备一种新型、高效、多功能水处理剂K2FeO4;次氯酸根离子做氧化剂被还原生成氯离子,氢氧化铁被氧化为高铁酸根离子,反应的离子方程式为:3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=3Cl-+FeO42-+5H2O,
故答案为:3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=3Cl-+FeO42-+5H2O;
(5)假设测定A(NO)、F(NH3)、I(Al(OH)3)均为0.1mol,可知原溶液中n(Al3+)=0.1mol;n(NH4+)=0.1mol,依据电子守恒可知Fe2+~Fe3+~e-;NO3-~NO~3e-;得到3Fe2+~NO;n(Fe2+)=0.3mol;10mL X溶液中n(H+)=0.4mol,当沉淀C(BaSO4)物质的量大于0.7mol时,n(SO42-)=0.7mol依据溶液中电荷守恒得到:正电荷=2[Fe2+]+3[Al3+]+[NH4+]+[H+]=2×0.3+3×0.1+0.1+0.4=1.4;阴离子=2[SO42-]=2×0.7=1.4;当沉淀C(BaSO4)物质的量大于0.7mol时,溶液X中还一定含有Fe3+,
故答案为:Fe3+.
某强酸性溶液X,含有Ba2+、Al3+、SiO32-、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO42-、NO3-中的一种或几种离子,取溶液进行连续实验,能实现如下转化:
依据以上信息,回答下列问题:
(1)上述离子中,溶液X中肯定含有的是:______,不能肯定的是:______.对不能确定是否存在的离子,可以另取X溶液于一支试管中,选择下列试剂中的一种加入X溶液中根据现象就可判断,则该试剂是:______
①NaOH溶液 ②酚酞试剂 ③石蕊试剂 ④pH试纸 ⑤KSCN溶液 ⑥KMnO4溶液
(2)气体F的化学式为:______,沉淀G的化学式为:______,沉淀K的化学式为:______,实验中,可以观察到反应②的现象是:______.
(3)写出步骤①所有发生反应的离子方程式______、______.
(4)要使步骤③中,D、H2O、O2三种物质恰好发生化合反应,则D、H2O、O2物质的量之比是:______.
正确答案
(1)在强酸性溶液中氢离子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水,硅酸根离子和氢离子反应生成硅酸沉淀,所以一定不会存在CO32-和SiO32-离子;
加入过量硝酸钡生成沉淀,钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀,说明一定含有SO42-,含有SO42-离子就一定不含Ba2+离子;
气体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+,一定不含NO3-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+;
溶液H中溶于CO2气体,生成沉淀K,则K为Al(OH)3,L为NaOH和NaAlO2,说明溶液中含有Al3+;
不能确定是否含有的离子Fe3+,检验用硫氰化钾溶液,取少量X溶液放在试管中,加入几滴KSCN,溶液变红色说明有Fe3+,反之无 Fe3+;
故答案为:SO42-、Al3+、Fe2+、NH4+;Fe3+;⑤;
(2)溶液B中加入过量NaOH溶液,生成气体F,NH4++OH-=NH3↑+H2O,Fe2+离子被氧化为Fe3+,加入NaOH溶液后生成Fe(OH)3,溶液H中溶于CO2气体,生成沉淀K,则K为Al(OH)3,L为NaOH和NaAlO2,说明溶液中含有Al3+;实验中,可以观察到反应②的现象是无色一氧化氮变为红棕色二氧化氮气体,
故答案为:NH3;Fe(OH)3;Al(OH)3;气体由无色变红棕色;
(3)步骤①在强酸性溶液中加入过量硝酸钡,钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀,Ba2++SO42-=BaSO4↓,二价铁离子具有还原性,硝酸具有氧化性,二价铁离子被硝酸氧化生成三价铁离子,硝酸被还原成一氧化氮,一氧化氮在空气中被氧化成红棕色的二氧化氮,
故答案为:Ba2++SO42-=BaSO4↓;3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O;
(4)步骤③中,D为NO2、H2O、O2三种物质恰好发生化合反应,二氧化氮中的氮为+4价,在水中,易被氧气氧化成+5价的氮,反应方程式为4NO2+2H2O+O2=4HNO3,则D、H2O、O2物质的量之比是4:2:1,故答案为:4:2:1.
离子中的若干种:K+、NH+4、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-,现取三份溶液进行如下实验:
(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀生成.
(2)第二份加入足量NaOH溶液并加热后,收集到气体0.04mol.
(3)第三份加入足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27g,经足量盐酸洗涤,干燥后,沉淀质量为2.33g.根据上述实验,作出判断:溶液中一定存在的离子是______,该溶液中一定不存在的离子是______,该溶液中可能存在的离子是______.
正确答案
(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀生成,可能为AgCl、Ag2CO3或Ag2SO4等沉淀,则原溶液中可能含有Cl-、CO32-、SO42-中的一种或几种;
(2)第二份加入足量NaOH溶液并加热后,收集到气体0.04mol,应为NH3,说明原溶液中含有NH4+离子;
(3)第三份加入足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27g,经足量盐酸洗涤,干燥后,沉淀质量为2.33g,说明原溶液中含有CO32-、SO42-离子,则一定不含有Mg2+、Ba2+离子,
因二者与CO32-不能共存,
又n(CO32-)==0.02mol,n(SO42-)=
=0.01mol,n(NH4+)=n(NH3)=0.04mol,根据溶液的电中性原则可知一定含有K+,可能含有Cl-.
故答案为:CO32-、SO42-、NH4+、K+;Mg2+、Ba2+;Cl-.
有一瓶澄清的稀溶液,可能含有Ca2+,Mg2+,Ba2+,Cl-,CO32-,SO42-中的部分离子,取该溶液进行以下实验:
(1)用pH试纸检验,表明该溶液呈强酸性,排除______离子的存在.
(2)取部分该溶液,加入氯化钡溶液,有白色沉淀产生,证明有______离子存在,排除______离子存在.
(3)取部分该溶液,逐滴加入氢氧化钠溶液,使溶液从酸性逐渐变为碱性,在此过程中,溶液中均无沉淀产生,则可排除______离子的存在.
(4)取部分上述碱性溶液加碳酸钠溶液,有白色沉淀生成,证明______离子存在.
(5)取部分该溶液,加入硝酸银溶液,有白色沉淀产生,证明有______离子存在.
正确答案
(1)溶液呈强酸性,说明溶液中含有大量的H+离子,与H+离子反应的CO32-离子不能存在,故答案为:CO32-;
(2)取部分该溶液,加入氯化钡溶液,有白色沉淀产生,该沉淀为BaSO4,则溶液中存在SO42-,SO42-与Ba2+不能共存,则一定不存在Ba2+,因是稀溶液,则可能存在离子Ca2+,
故答案为:SO42-;Ba2+;
(3)加入过量的氢氧化钠溶液,溶液中均无沉淀产生,说明溶液中无Mg2+离子,故答案为:Mg2+;
(4)加碳酸钠溶液,有白色沉淀生成,该沉淀为CaCO3沉淀,证明Ca2+离子存在,故答案为:Ca2+;
(5)取部分该溶液,加入硝酸银溶液,有白色沉淀产生,该沉淀为AgCl,证明有Cl-离子,故答案为:Cl-.
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