2023年江苏高考 化学大一轮复习 专题1 第三单元 第2讲 离子共存 离子推断(学案+课时精练 word版含解析)

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2023年江苏高考 化学大一轮复习 专题1 第三单元 第2讲 离子共存 离子推断(学案+课时精练 word版含解析)

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第2讲 离子共存 离子推断
复习目标 1.掌握离子共存的条件,会判断溶液中离子能否大量共存。2.掌握常见离子的特殊反应,并能根据实验现象推断溶液中的某些离子。
考点一 离子共存的判断
1.离子共存的本质
几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。
2.判断离子能否大量共存的“四个要点”
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是:一色、二性、三特殊、四反应。
(1)一色——溶液颜色
几种常见离子的颜色:
离子 Cu2+ Fe3+ Fe2+ MnO
溶液颜色 蓝色 棕黄色 浅绿色 紫红色
(2)二性——溶液的酸碱性
①在酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子(如CO、SO、S2-、CH3COO-等)不能大量存在。
②在碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如NH、Al3+、Fe3+等)不能大量存在。
(3)三特殊——三种特殊情况:
①AlO与HCO不能大量共存:AlO+HCO+H2O===Al(OH)3↓+CO。
②“NO+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
③NH与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中仍能大量共存。
(4)四反应——四种反应类型
四反应是指离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然不能大量共存。
①复分解反应:如Ba2+与SO,NH与OH-,H+与CH3COO-等。
②氧化还原反应:如Fe3+与I-、S2-,NO(H+)与Fe2+等。
③相互促进的水解反应:如Al3+与CO、HCO或AlO等。
④络合反应:如Fe3+与SCN-等。
一、判断离子共存,注意附加条件
1.下列溶液中,离子一定能大量共存的有哪些?
(1)使酚酞溶液变红的溶液:Na+、Cl-、SO、Fe3+
(2)使紫色石蕊溶液变红的溶液:Fe2+、Mg2+、NO、Cl-
(3)常温下,c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:NH、Al3+、SO、NO
(4)碳酸氢钠溶液:K+、SO、Cl-、H+
(5)含大量Fe3+的溶液中:NH、Na+、Cl-、SCN-
(6)强碱溶液中:Na+、K+、AlO、CO
(7)常温下,pH=1的溶液中:K+、Fe2+、Cl-、NO
(8)加入铝粉有氢气产生的溶液中:K+、Na+、CO、SO
(9)由水电离出的c水(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液:Na+、K+、Cl-、NO
(10)c(H+)∶c(OH-)=1∶10-2的溶液:K+、Ba2+、ClO-、CO
(11)澄清透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、Br-、Cl-
答案 (6)、(9)、(11)
溶液中离子共存的判断技巧
(1)审清题干要求的关键词语,如“一定大量共存”“可能大量共存”或“不能大量共存”等。
(2)规避颜色陷阱,如“无色溶液”“透明溶液”等。
(3)注意离子共存的条件,如酸性、碱性及特殊离子存在。
二、因氧化还原反应不能大量共存的离子判断
2.(1)判断下表中所列离子能否发生氧化还原反应,能反应的打“√”,不能反应的打“×”。
S2- SO I- Fe2+ Br- Cl-
MnO(H+) √ √ √ √ √ √
ClO- √ √ √ √ √ √(酸性)
NO(H+) √ √ √ √ — —
Fe3+ √ √ √ × × ×
(2)S2-与SO,Cl-与ClO-在碱性条件下能否大量共存:________(填“能”或“不能”)。写出上述两组离子在酸性条件下反应的离子方程式:_______________________________、
________________________________________________________________________。
答案 能 2S2-+SO+6H+===3S↓+3H2O Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O
考点二 离子推断
1.离子推断的“四原则”
2.常考阳离子推断举例
3.常考阴离子推断举例
1.向某溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再加入稀盐酸,沉淀不消失,则溶液中一定存在SO(  )
2.向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液,产生不溶于稀HNO3的白色沉淀,则溶液中一定存在SO(  )
3.向某溶液中加入Ca(OH)2溶液,有白色沉淀生成,则溶液中一定存在CO(  )
4.某溶液的焰色反应呈黄色,则溶液中一定有钠元素,不能确定是否有钾元素(  )
5.无色溶液加入CCl4无现象,滴加氯水后CCl4层呈紫红色,则溶液中一定存在I-(  )
6.向某溶液中加入稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,溶液中一定存在CO(  )
答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.√ 6.×
一、定性推断离子
1.某同学为检验溶液中是否含有常见的某些离子,进行了如图所示的实验操作。最终产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是(  )
A.原溶液中一定含有SO
B.原溶液中一定含有NH
C.原溶液中一定含有Cl-
D.原溶液中一定含有Fe3+
答案 B
解析 加入硝酸钡溶液和稀盐酸产生白色沉淀,无法确定原溶液中一定含有SO,也可能是SO被氧化成了SO,A错误;加入氢氧化钠溶液并加热产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,该气体是氨气,原溶液中一定含有NH,B正确;前面步骤中加入稀盐酸引入了Cl-,无法确定原溶液中是否含有Cl-,C错误;溶液中加入了稀盐酸和硝酸钡溶液,若原溶液中含有Fe2+,Fe2+会被氧化为Fe3+,故无法检验原溶液中是否含有Fe3+,D错误。
2.一瓶无色澄清的溶液,其中可能含有H+、NH、Na+、Al3+、Fe3+、I-、NO、CO、SO、AlO。取该溶液进行以下实验:
①用pH试纸检验,溶液呈强酸性 ②取溶液适量,加入少量CCl4和数滴新制氯水,振荡,CCl4层呈紫红色 ③该溶液的焰色反应没有黄色;根据以上实验结果,下列推断正确的是(  )
A.向该溶液中加入BaCl2不一定能观察到白色沉淀
B.可以确定没有Na+、Fe3+、CO、AlO,不能确定是否有NO
C.该溶液可能是NH4NO3与HI的混合
D.一定没有Al3+、CO和NO
答案 A
解析 不能确定是否含SO,则向该溶液中加入BaCl2不一定能观察到白色沉淀,故A正确;一定不含Na+、Fe3+、NO、CO、AlO,故B错误;该溶液中一定不含NO,故C错误;不能确定是否含Al3+,故D错误。
二、定量型离子的推断
3.常温下,在pH=1的某溶液中可能有Na+、Fe3+、Fe2+、I-、Cl-、CO中的几种,现取100 mL该溶液进行如下实验。根据实验结果,下列判断正确的是(  )
A.Fe2+、I-、Cl-一定存在
B.CO一定不存在,不能确定Na+和Cl-是否存在
C.Fe3+与Fe2+至少有一种
D.该溶液中c(Cl-)至少为0.2 mol·L-1
答案 A
解析 pH=1的溶液中氢离子浓度为0.1 mol·L-1,100 mL该溶液中含有氢离子的物质的量为0.01 mol,则一定不存在CO;向溶液中通入氯气,加CCl4分液后得到紫色溶液,则原溶液中含有I-,铁离子能够氧化碘离子,则一定不存在Fe3+;碘单质为2.54 g,物质的量为=0.01 mol,原溶液中含有碘离子的物质的量为0.02 mol;水层中加入氢氧化钠溶液得到固体,该固体为氢氧化亚铁,灼烧后得到的1.60 g固体为氧化铁,则溶液中一定存在Fe2+,根据铁元素守恒可知亚铁离子的物质的量为×2=0.02 mol,0.02 mol亚铁离子带有0.04 mol正电荷,0.02 mol碘离子带有0.02 mol负电荷,所以原溶液中一定含有Cl-,不能确定是否存在Na+,则氯离子的物质的量至少为0.04 mol+0.01 mol-0.02 mol=0.03 mol,氯离子的浓度最小为=0.3 mol·L-1,据此分析解答。
4.有一混合物的水溶液,可能含有以下离子中的若干种:K+、NH、Cl-、Mg2+、Fe3+、CO、SO,现取三份各100 mL溶液进行如下实验:
①向第一份中加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生;
②向第二份中加入足量NaOH溶液后加热,收集到气体 0.896 L(标准状况);
③向第三份中加入足量BaCl2溶液,得到沉淀6.27 g,沉淀经足量盐酸洗涤后,剩余2.33 g。
试回答下列问题:
(1)肯定存在的离子有________,肯定不存在的离子有____________。
(2)可能存在的离子是________,为确定该离子是否存在,可取少许原溶液,然后_____________________________________________________________________________
_________________________________________________________________(填实验操作)。
(3)试分别确定肯定存在的离子在原溶液中各自的物质的量浓度:____________。
答案 (1)NH、CO、SO、K+ Mg2+、Fe3+ (2)Cl- 加入足量的稀硝酸和硝酸钡溶液,过滤,向滤液中滴入AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明有Cl-存在,否则不存在 (3)c(SO)=0.1 mol·L-1,c(CO)=0.2 mol·L-1,c(NH)=0.4 mol·L-1,c(K+)≥0.2 mol·L-1
解析 由①知溶液中可能含Cl-、CO、SO,由②知溶液中一定含NH,且n(NH)=0.04 mol,由③知溶液中一定含CO、SO,则一定不含Mg2+、Fe3+(二者与CO不能大量共存),且n(SO)==0.01 mol,n(CO)==0.02 mol,所以得出结论:溶液中一定含NH、CO、SO,一定不含Mg2+、Fe3+,由于n(SO)×2+n(CO)×2=0.01 mol×2+0.02 mol×2=0.06 mol>n(NH)×1=0.04 mol×1=0.04 mol,故必存在K+。又因溶液中可能存在Cl-,则n(K+)≥0.02 mol。所以c(SO)=0.1 mol·L-1,c(CO)=0.2 mol·
L-1,c(NH)=0.4 mol·L-1,若原溶液中不存在Cl-,则c(K+)=0.2 mol·L-1,若存在Cl-,则c(K+)>0.2 mol·L-1,故c(K+)≥0.2 mol·L-1,检验可能存在的Cl-时要注意SO、CO的干扰。
(1)多种离子共存的溶液中,若多种离子的物质的量都能确定,就要考虑用电荷守恒来确定实验步骤中没有涉及的某离子是否存在。
(2)原溶液中不存在的离子,在实验中可能会引入或转化生成,会产生特征现象,易造成误判。
答题规范(1) 离子反应的规范解答及实际应用
实验操作(取少量或适量待检溶液于试管中,加入……试剂,再加入……试剂)

现象描述(①溶液由……变为……,②若有……生成,③若没有……等)

得出结论(如“若……说明……,若……说明……”)
 (NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。
【查阅资料】(NH4)2SO4在260 ℃和400 ℃时分解产物不同。
【实验探究】该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。
连接装置A-D-B,检查气密性,按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后,于400 ℃加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置D内溶液中有SO,无SO。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。
检验装置D内溶液中有SO,无SO的实验操作和现象是___________________________
________________________________________________________________________。
解题思路 (1)明确原理:依据题目要求,明确检验的原理,根据原理确定方法。如SO、SO都与Ba2+产生沉淀,但BaSO3可溶于盐酸而BaSO4不溶于盐酸。
(2)叙述操作:取液体(水层少量液体)、加试剂(如加BaCl2溶液、加盐酸酸化等)。
(3)描述现象:观察产生沉淀及沉淀如何变化要明确具体。
(4)得出结论:由什么现象得出对应结论,如“若……说明……,若……说明……”。
答案 取少量装置D内溶液于试管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀,加入足量稀盐酸后,沉淀完全溶解,放出无色有刺激性气味的气体
1.按要求回答下列问题:
(1)结晶析出Na2S2O3·5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作、现象和结论:_____________________
________________________________________________________________________。
已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解:S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
(2)榴石矿石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。试设计实验证明榴石矿石中含有FeO(试剂任选,说明实验操作与现象):_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层溶液(或过滤,取滤液)于一试管中,滴加BaCl2溶液,若产生白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质(合理即可)
(2)取矿石少许,加稀硫酸充分溶解后,向其中滴加酸性高锰酸钾溶液,若紫色褪去,证明矿石中含有FeO(不能加盐酸溶解)
2.为了探究AgNO3的氧化性,某化学兴趣小组设计了如下实验。
将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物,将溶液中的Ag+除尽后,进行了如下实验,可选用试剂:KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。
请完成下表:
操作 现象 结论
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入KSCN溶液,振荡 存在Fe3+
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入________,振荡 存在Fe2+
【实验结论】 Fe的氧化产物为Fe2+和Fe3+。
答案 溶液呈血红色 K3[Fe(CN)6]溶液 产生蓝色沉淀
解析 Fe3+遇KSCN溶液,溶液变血红色。由于氯水与Fe2+反应现象不明显,应直接用K3[Fe(CN)6]溶液检验,如有蓝色沉淀出现,则证明Fe2+存在,否则不存在。
1.(2021·湖南,12)对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是(  )
粒子组 判断和分析
A Na+、Al3+、Cl-、NH3·H2O 不能大量共存,因发生反应: Al3++4NH3·H2O===AlO+4NH+2H2O
B H+、K+、S2O、SO 不能大量共存,因发生反应: 2H++S2O===S↓+SO2↑+H2O
C Na+、Fe3+、SO、H2O2 能大量共存,粒子间不反应
D H+、Na+、Cl-、MnO 能大量共存,粒子间不反应
答案 B
解析 Al3+和NH3·H2O生成Al(OH)3沉淀而不是AlO,故A错误;Fe3+可催化H2O2分解,所以Fe3+与H2O2不能大量共存,故C错误;在酸性条件下MnO能将Cl-氧化为Cl2,不能大量共存,故D错误。
2.(2020·江苏,4)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(  )
A.0.1 mol·L-1氨水溶液:Na+、K+、OH-、NO
B.0.1 mol·L-1盐酸溶液:Na+、K+、SO、SiO
C.0.1 mol·L-1KMnO4溶液:NH、Na+、NO、I-
D.0.1 mol·L-1AgNO3溶液:NH、Mg2+、Cl-、SO
答案 A
解析 A项,氨水与各离子以及各离子之间均不发生反应,能大量共存;B项,H+和SiO可以结合生成H2SiO3沉淀,不能大量共存;C项,MnO具有氧化性,与I-之间发生氧化还原反应,不能大量共存;D项,Ag+与Cl-、SO因生成沉淀而不能大量共存。
3.(2020·浙江7月选考,25)黄色固体X,可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的几种或全部。将X与足量的水作用,得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是(  )
A.X中含KI,可能含有CuCl2
B.X中含有漂白粉和FeSO4
C.X中含有CuCl2,Y中含有Fe(OH)3
D.用H2SO4酸化溶液Z,若有黄绿色气体放出,说明X中含有CuCl2
答案 C
解析 X与足量的水作用,得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z,则Y中含有Fe(OH)3,X中含有FeSO4、Fe2(SO4)3中的至少一种;溶液Z为无色碱性溶液,则X中必定含有漂白粉,漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,Ca(ClO)2发生水解而使溶液呈碱性;Fe(OH)3呈红褐色,而Y是深棕色固体混合物,它除含Fe(OH)3外,还应含有Cu(OH)2,则X中含CuCl2;在水溶液中Cu2+与I-会发生反应:2Cu2++4I-===2CuI↓+I2,则X中不含KI。综上所述,X中含有漂白粉、CuCl2,不含KI,含FeSO4、Fe2(SO4)3中的至少一种,A、B错误,C正确;由于溶液Z中含CaCl2、Ca(ClO)2,用H2SO4酸化,发生反应:Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O,产生黄绿色气体Cl2,不能证明X中含CuCl2,D错误。
4.(2021·辽宁,8)含S元素的某钠盐a能发生如图转化。下列说法错误的是(  )
A.a可能为正盐,也可能为酸式盐
B.c为不溶于盐酸的白色沉淀
C.d为含极性键的非极性分子
D.反应②中还可能生成淡黄色沉淀
答案 C
解析 由题干信息可知,盐a与稀盐酸反应产生刺激性气味气体d,d能使KMnO4溶液褪色,故d为SO2,则盐a为Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,盐a与足量Cl2反应后生成SO,与BaCl2溶液反应得到沉淀c,故c为BaSO4,当盐a为Na2S2O3时,Na2S2O3+2HCl===2NaCl+S↓+SO2↑+H2O,反应②中还可能生成淡黄色沉淀S。
课时精练
1.已知某溶液中存在H+、Ba2+、Fe3+三种阳离子,则其中可能大量存在的阴离子是(  )
A.SO B.CO C.NO D.OH-
答案 C
2.(2022·漳州质检)常温下,下列各组离子能大量共存的是(  )
A.Mg2+、Na+、MnO、SO
B.Fe2+、NH、NO、H+
C.OH-、Na+、SO、Cu2+
D.Al3+、K+、CO、Cl-
答案 A
解析 Fe2+和NO、H+三者发生氧化还原反应不共存,B项错误;OH-和Cu2+生成沉淀不共存,C项错误;Al3+和CO发生相互促进的水解反应不共存,D项错误。
3.(2019·江苏,4)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(  )
A.0.1 mol·L-1 NaOH溶液:Na+、K+、CO、AlO
B.0.1 mol·L-1 FeCl2溶液:K+、Mg2+、SO、MnO
C.0.1 mol·L-1 K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl-、OH-
D.0.1 mol·L-1 H2SO4溶液:K+、NH、NO、HSO
答案 A
解析 B项,MnO可以氧化Fe2+,错误;C项,CO与Ba2+会发生反应生成BaCO3沉淀,错误;D项,H+可以与HSO反应生成SO2,且酸性条件下NO会氧化HSO生成SO,错误。
4.下列各组微粒一定能大量共存的是(  )
A.遇KSCN变血红色的溶液中:Na+、Mg2+、CH3COOH、Cl-
B.某无色溶液中:OH-、K+、HClO、Ba2+
C.0.1 mol·L-1 Na2S溶液中:K+、NH、NO、Al3+
D.常温下水电离出的c(H+)·c(OH-)=10-20的溶液中:Na+、Cl-、CO、SO
答案 A
解析 遇KSCN变血红色的溶液中有Fe3+,Fe3+、Na+、Mg2+、CH3COOH、Cl-之间相互不反应,能大量共存,A项正确;OH-和HClO发生反应而不能大量共存,B项错误;Na2S溶液中S2-和Al3+会发生相互促进的水解反应而不能大量共存,C项错误;常温下水电离出的c(H+)·c(OH-)=10-20的溶液呈酸性或碱性,当溶液呈酸性时,CO会和H+反应,不能大量共存,D项错误。
5.25 ℃时,下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是(  )
A.pH=1的溶液中:Na+、K+、MnO、CO
B.由水电离出的c(H+)=1×10-13mol·L-1的溶液中:Cu2+、Mg2+、NO、SO
C.0.1 mol·L-1FeCl3溶液中:Fe2+、NH、SCN-、SO
D.无色溶液中:Cu2+、Al3+、NH、Cl-
答案 B
解析 pH=1的水溶液显酸性,溶液中含有大量的H+,CO在溶液中与H+结合生成水和二氧化碳,不能大量共存,故A不符合题意;由水电离的c(H+)=1×10-13mol·L-1的溶液,水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,在酸性溶液中Cu2+、Mg2+、NO、SO之间不发生任何反应,也不与H+反应,能够大量共存,碱性条件下Cu2+、Mg2+不能大量存在,故B符合题意;Fe3+与SCN-反应生成络合物而不能大量共存,故C不符合题意;含Cu2+的溶液呈蓝色,与无色不符,故D不符合题意。
6.下列各组澄清溶液中离子能大量共存,且滴入X试剂后发生反应的离子方程式书写正确的是(  )
选项 离子组 X试剂 离子方程式
A NH、Fe3+、 SO、Br- 过量H2S 2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+
B Fe2+、K+、 NO、Cl- 少量HI 4H++3Fe2++NO===3Fe3++NO↑+2H2O
C NH、Fe3+、 AlO、Na+ 过量铜粉 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
D AlO、Na+、 K+、HCO 少量HCl H++AlO+H2O===Al(OH)3↓
答案 A
解析 碘离子的还原性强于二价铁离子,反应的离子方程式为8H++6I-+2NO===3I2↓+2NO↑+4H2O,B项错误;三价铁离子能够与偏铝酸根离子发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝和氢氧化铁沉淀,二者不共存,C项错误;碳酸氢根离子与偏铝酸根离子反应生成碳酸根离子和氢氧化铝沉淀,二者不共存,D项错误。
7.(2021·湖北,4)对于下列实验,不能正确描述其反应的离子方程式的是(  )
A.向氢氧化钡溶液中加入盐酸:H++OH-===H2O
B.向硝酸银溶液中滴加少量碘化钾溶液:Ag++I-===AgI↓
C.向烧碱溶液中加入一小段铝片:2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
D.向次氯酸钙溶液中通入少量二氧化碳气体:ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO
答案 D
解析 氢氧化钡和氯化氢都是强电解质且氯化钡可溶,A项正确;碘化银难溶于水,B项正确;铝与氢氧化钠溶液反应生成盐的另一种表示方法是四羟基合铝酸钠,化学式为Na[Al(OH)4],C项正确;向次氯酸钙溶液中通入少量的CO2,产物是CaCO3和HClO,离子方程式为Ca2++2ClO-+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO,D项错误。
8.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0.1 mol·L-1(此数值忽略水的电离及离子的水解)。
阳离子 K+、Ag+、Mg2+、Cu2+、Al3+、NH
阴离子 Cl-、CO、NO、SO、I-
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5 mL,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
下列推断不正确的是(  )
A.由Ⅰ、Ⅱ判断,溶液中一定不含有的阳离子是K+、NH、Cu2+
B.Ⅲ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是6I-+2NO+8H+===3I2+2NO↑+4H2O
C.原溶液一定只含有I-、NO、SO、Mg2+、Al3+
D.另取100 mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,充分反应后过滤,洗涤,灼烧沉淀至恒重,得到的固体质量为0.4 g
答案 C
解析 Ⅰ.无色溶液中一定不存在Cu2+;取5 mL该溶液中滴加一滴氨水,有沉淀生成,Ag+、Mg2+、Al3+至少含有一种,则CO一定不存在,该反应有NH生成,由于离子种类增加,说明增加的是NH,所以原溶液中一定不含NH;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,说明原溶液中不含K+;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,说明还原性I-与NO、H+反应生成NO,即原溶液中有I-、NO;此时溶液依然澄清,则判断一定不含有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SO;由上述分析可知,一定含有的阴离子有I-、NO、SO,且各为0.1 mol·L-1,则阳离子含有Mg2+、Al3+,由电荷守恒可知溶液中存在Cl-,以此来解答。
9.(2022·江西模拟)某溶液中可能存在Br-、CO、SO、Al3+、I-、Mg2+、Na+七种离子中的某几种。现取该溶液进行实验,得到如下现象:
①向溶液中滴加足量氯水后,溶液变橙色,且有无色气泡冒出;②向所得橙色溶液中加入足量BaCl2溶液,无沉淀生成;③向所得溶液中继续滴加淀粉溶液,溶液不变蓝色。
已知:5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3
据此可以判断,该溶液中肯定不存在的离子组是(  )
A.Al3+、Mg2+、SO B.Mg2+、CO、I-
C.Al3+、SO、I- D.Al3+、Br-、SO
答案 A
解析 根据①可判断溶液中有Br-和CO,根据离子共存原则,不存在Al3+、Mg2+;根据②可判断溶液中无SO;根据③不能确定是否含有I-,因为在①中氯水可能把I-氧化成了IO,致使淀粉溶液不变蓝色。
10.某无色溶液中可能含有①Na+、②Ba2+、③Cl-、④Br-、⑤SO、⑥SO、⑦Fe2+中的几种离子,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如下:
步骤 操作 现象
Ⅰ 用pH试纸检验 溶液的pH大于7
Ⅱ 向溶液中滴加氯水,再加入CCl4,振荡,静置 CCl4层呈橙红色
Ⅲ 取Ⅱ的上层溶液,加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸 有白色沉淀产生
Ⅳ 将 Ⅲ 过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸 有白色沉淀产生
下列结论正确的是(  )
A.肯定含有的离子是①④⑤
B.肯定没有的离子是②⑤⑦
C.可能含有的离子是①②⑥
D.不能确定的离子是①③⑥
答案 A
解析 根据步骤Ⅰ,该溶液呈碱性,则该溶液是强碱弱酸盐溶液,所以一定存在SO,则一定不存在Ba2+;在碱性的无色溶液中,一定不存在Fe2+;溶液呈电中性,所以溶液中的阳离子只能是Na+;步骤Ⅱ说明该溶液中一定存在Br-;步骤Ⅲ不能说明有SO存在,因为该溶液中一定存在SO,加入氯水后SO被氧化为SO,与Ba(NO3)2反应生成BaSO4沉淀;步骤Ⅳ不能确定Cl-的存在,因为加入的氯水中含有Cl-。因此一定存在的离子是①④⑤,一定不存在的离子是②⑦,不能确定的离子是③⑥,故A正确。
11.有一混合溶液中含有以下离子的若干种:K+、Mg2+、NH、Ba2+、Cl-、CO、SO,现有两份体积相同各为100 mL的该溶液进行如下实验:①向第一份溶液中加入足量的NaOH溶液并加热后,收集到0.224 L的气体(标准状况下测定),并产生0.58 g白色沉淀;②向第二份溶液中加入足量的BaCl2溶液,产生6.99 g白色沉淀。根据上述实验,以下推测正确的是(  )
A.K+可能存在
B.Ba2+一定不存在
C.可能存在CO
D.100 mL该溶液中若含有0.01 mol Cl-,则K+的物质的量浓度为0.04 mol·L-1
答案 B
解析 ①第一份加过量NaOH溶液后加热,收集到气体的物质的量为=0.01 mol,0.01 mol气体为氨气,溶液中一定含有NH,并且物质的量为0.01 mol,产生0.58 g白色沉淀,则溶液中含有Mg2+,并且物质的量为=0.01 mol,由Mg2+与CO不能共存,得出一定不存在CO;②第二份加足量BaCl2溶液后,生成白色沉淀,得到6.99 g固体,沉淀为硫酸钡,其物质的量为=0.03 mol,说明原溶液存在0.03 mol的SO,一定不存在Ba2+,再根据电荷守恒,得出一定存在K+,无法确定是否存在Cl-,据此进行解答。100 mL该溶液中若含有0.01 mol Cl-,则根据电荷守恒可知,n(K+)+2n(Mg2+)+n(NH)=2n(SO)+n(Cl-),n(K+)+2×0.01 mol+0.01 mol=2×0.03 mol+0.01 mol,得n(K+)=0.04 mol,K+的物质的量浓度为=0.4 mol·L-1,D项错误。
12.已知:5SO+2IO+2H+===I2+5SO+H2O。某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、IO中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO的实验方案:取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在;________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。
答案 从水层取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加稀盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I-。另从水层取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加稀盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有IO;若溶液不变蓝,说明废水中不含有IO
13.现有 NaCl、Na2SO4 和 NaNO3 的混合物,选择适当的试剂除去杂质,从而得到纯净的NaNO3 晶体,相应的实验流程如图所示。
(1)写出实验流程中下列物质的化学式:试剂 X______,沉淀 A________。
(2)上述实验流程中①②③步均要进行的实验操作是__________(填操作名称),该过程中玻璃棒的作用是____________。
(3)上述实验流程中加入过量 Na2CO3 溶液的目的是______________________________。
(4)按此实验方案得到的溶液3中肯定含有______(填化学式)杂质。为了解决这个问题,可以向溶液3中加入适量的________(填化学式)。
答案 (1)AgNO3 BaSO4 (2)过滤 引流 (3)使溶液中的 Ag+、Ba2+完全沉淀 (4)Na2CO3
HNO3
解析 (1)试剂X是为了除去氯离子的硝酸银溶液,沉淀A为钡离子结合硫酸根离子产生的硫酸钡。(2)实验流程中①②③步均要进行沉淀和溶液的分离,固液分离应采用过滤操作,过滤时要用玻璃棒引流。(3)溶液2中含有银离子和钡离子,加过量碳酸钠的目的是将银离子和钡离子转变成沉淀除去。(4)溶液3中含有硝酸钠和过量的碳酸钠,应除去碳酸钠后进行结晶操作,为不引入杂质离子应用适量的硝酸除去碳酸钠。

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