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第5講 離子共存 離子的檢驗和推斷
課時作業(yè)
1.在強酸性溶液中能大量共存的無色透明離子組是( )
A.K+、Na+、NO、MnO
B.Mg2+、Na+、Cl-、SO
C.K+、Na+、Br-、Cu2+
D.Na+、Ba2+、OH-、SO
解析:A選項中的MnO在水溶液中顯紫色;C選項中的Cu2+在水溶液中顯藍(lán)色;D選項中會發(fā)生離子反應(yīng)Ba2++SO===BaSO4↓和H++OH-===H2O。
答案:B
2.含有下列各組離子的溶液中通入(或加入)過量的某種物質(zhì)后仍能大量共存的是( )
A.H+、Ba2+、Fe3+、NO,通入SO2氣體
B.Ca2+、Cl-、K+、H+,通入CO2氣體
C.AlO、Na+、Br-、SO,通入CO2氣體
D.HCO、Na+、I-、HS-,加入AlCl3溶液
解析:A組離子之間不反應(yīng),能大量共存,但通入SO2氣體與Fe3+(或H+、NO)發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能大量共存;B組離子之間不反應(yīng),能大量共存,且通入CO2氣體仍不反應(yīng),能大量共存;C組離子之間不反應(yīng),能大量共存,但通入CO2氣體與AlO反應(yīng)生成沉淀,不能大量共存;D組離子之間不反應(yīng),能大量共存,但加入AlCl3溶液與HCO(或HS-)發(fā)生相互促進的水解反應(yīng),不能大量共存。
答案:B
3.某無色溶液含有下列離子中的若干種:H+、NH、Fe3+、Ba2+、Al3+、CO、Cl-、OH-、NO。向該溶液中加入鋁粉,只放出H2,則溶液中能大量存在的離子最多有( )
A.3種 B.4種
C.5種 D.6種
解析:含有Fe3+的溶液顯黃色,在無色溶液中不能大量存在;H+與CO、OH-會發(fā)生反應(yīng),不能大量共存;OH-與NH、Al3+會發(fā)生反應(yīng),不能大量共存;Ba2+、Al3+和CO會發(fā)生反應(yīng),不能大量共存。向該溶液中加入鋁粉,只放出H2,若溶液為堿性,則含有大量的OH-,還可能含有大量的Ba2+、Cl-、NO,最多4種;若溶液為酸性,由于H+、NO起硝酸的作用,加入Al不能產(chǎn)生氫氣,所以含有的離子可能是H+、NH、Ba2+、Al3+、Cl-,最多是5種離子。故選項是C。
答案:C
4.(2017湖北孝感六校聯(lián)考)在下列各溶液中,離子一定能大量共存的是( )
A.強堿性溶液中:K+、Al3+、Cl-、SO
B.在無色透明的溶液中:K+、Cu2+、SO、NO
C.含有0.1 molL-1 Ca2+的溶液中:Na+、K+、CO、Cl-
D.室溫下,pH=1的溶液中:Na+、Fe3+、NO、SO
解析:強堿性溶液含有大量OH-,與Al3+反應(yīng),生成Al(OH)3沉淀,后沉淀溶解生成AlO,故A不能大量共存;溶液無色透明,故要排除Cu2+,B錯誤;
Ca2+與CO形成沉淀,故C錯誤;酸性溶液中可大量共存,D正確。
答案:D
5.下列分子或離子在指定的分散系中能大量共存的一組是( )
A.硝酸鈉溶液:H+、Fe3+、SO、CH3COOH
B.燒堿溶液:K+、HSO、NO、NH3H2O
C.空氣:HCl、CO2、SO2、NO
D.氫氧化鐵膠體:H+、K+、S2-、Br-
解析:各粒子可大量共存,A正確;HSO與OH-反應(yīng),不能大量共存,B錯誤;NO與空氣中的氧氣反應(yīng),不能大量共存,C錯誤;H+、S2-生成硫化氫,膠體遇電解質(zhì)聚沉,不能大量共存,D錯誤。
答案:A
6.(2017浙江金麗衢十二校聯(lián)考)常溫下,下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.=110-12的溶液:K+、Na+、[Al(OH)4]-、CO
B.能溶解Al2O3的溶液:Na+、K+、HCO、NO
C.飽和氯水中:Cl-、NO、Na+、SO
D.能使甲基橙顯紅色的溶液:K+、Fe2+、Cl-、NO
解析:常溫下=110-12的溶液中氫離子濃度小于氫氧根離子濃度,溶液顯堿性,四種離子間不反應(yīng),可以大量共存,A正確;能溶解Al2O3的溶液可能顯強酸性,也可能顯強堿性,HCO與氫離子或氫氧根離子均反應(yīng),不能大量共存,B錯誤;飽和氯水具有強氧化性,能把SO氧化為SO,不能大量共存,C錯誤;能使甲基橙顯紅色的溶液顯酸性,在酸性溶液中Fe2+與NO發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能大量共存,D錯誤。
答案:A
7.下列離子能大量共存,且滿足相應(yīng)要求的是( )
選項
離子
要求
A
Na+、NO、Cl-、CH3COO-
c(Na+)
c(NO),A錯;Fe3+與SCN-發(fā)生反應(yīng)生成血紅色溶液而不是血紅色沉淀,B錯;Al3+與HCO能發(fā)生相互促進的水解反應(yīng)而不能大量共存,C錯;D項中加入的NaOH先與H+、Al3+反應(yīng),后與NH反應(yīng)產(chǎn)生氨氣,最后與Al(OH)3沉淀反應(yīng),D正確。
答案:D
8.下列各組離子在溶液中按括號內(nèi)的物質(zhì)的量之比混合,得到無色、堿性、澄清溶液的是( )
A.Na+、Al3+、Cl-、OH-(5∶2∶4∶4)
B.NH、Ba2+、OH-、Cl-(1∶1∶1∶2)
C.Fe3+、Na+、Cl-、S2-(1∶2∶3∶1)
D.K+、H+、I-、NO(1∶1∶1∶1)
解析:Al3+、OH-以2∶4反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀,故A錯誤;NH、OH-以1∶1反應(yīng)生成一水合氨,得到無色、堿性、澄清溶液,故B正確;Fe3+、S2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子和S,得到淺綠色溶液,故C錯誤;H+、I-、NO發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成I2,呈褐色,故D錯誤。
答案:B
9.下列有關(guān)離子檢驗的敘述正確的是( )
選項
操作及現(xiàn)象
結(jié)論
A
取少量溶液于試管中,滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,加稀硝酸沉淀不溶解
溶液中含有
Ag+或SO
B
取少量溶液于試管中,滴加新制氯水,溶液由無色變?yōu)辄S色
溶液中含
有Br-
C
取少量溶液于試管中,滴加濃氫氧化鈉溶液,微熱,試管口濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)
溶液中含
有NH
D
取少量溶液于試管中,滴加新制氯水后再滴加KSCN溶液,溶液變紅色
原溶液中
含有Fe2+
解析:A項錯誤,除Ag+或SO有此現(xiàn)象外,SO或HSO被HNO3氧化為SO,也會得到不溶解于稀硝酸的白色沉淀。B項錯誤,Br-、I-的稀溶液與新制氯水反應(yīng)分別生成Br2、I2,當(dāng)兩者溶液濃度較稀時均為黃色,濃度較大時才有區(qū)別,所以需要再加入適量的苯(或四氯化碳)觀察有機層的顏色,才能準(zhǔn)確鑒別。C項正確,能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體為氨氣,溶液中一定含有NH。D項錯誤,因先加入新制氯水,再加入KSCN溶液,溶液變紅色,則原溶液可能有三種情況:只含F(xiàn)e2+,只含F(xiàn)e3+,含F(xiàn)e2+和Fe3+。
答案:C
10.已知:SO+I2+H2O===SO+2H++2I-,某溶液中可能含有I-、NH、Cu2+、SO,向該無色溶液中加入少量溴水,溶液仍呈無色,則下列判斷正確的是( )
A.肯定不含I- B.肯定不含NH
C.可能含有SO D.可能含有I-
解析:溴首先氧化亞硫酸根離子而后氧化碘離子,溶液仍呈無色說明一定含有亞硫酸根離子,可能含有碘離子,一定不含銅離子,根據(jù)電荷守恒可知一定含銨根離子。
答案:D
11.某同學(xué)為檢驗溶液中是否含有常見的幾種無機離子,進行了如圖所示的實驗操作,其中檢驗過程中產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)。
由該實驗?zāi)艿玫降恼_結(jié)論是( )
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+
解析:原溶液中加入硝酸鋇和鹽酸生成白色沉淀,原溶液中可能存在SO、SO或Ag+,A項錯誤;加硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀,可能是加入的鹽酸引起的,C項錯誤;因檢驗過程中產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán),說明原溶液中一定含有NH,B項正確;加入KSCN溶液得到紅色溶液,F(xiàn)e3+可能是由原溶液中的Fe2+被NO(H+)氧化而來的,故原溶液中不一定含有Fe3+,D項錯誤。
答案:B
12.某無色溶液中可能含有Na+、Ba2+、Cl-、Br-、SO、SO等離子中的若干種,依次進行下列實驗,且每步所加試劑均過量:
①用pH試紙檢驗,溶液的pH大于7;
②向溶液中加氯水,再加入CCl4振蕩,靜置,分液,CCl4層呈橙紅色;
③向所得溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成;
④過濾,向濾液中加入AgNO3溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成。
下列說法正確的是( )
A.實驗①說明發(fā)生了反應(yīng):SO+2H2OH2SO3+2OH-
B.實驗②中發(fā)生的離子反應(yīng)只有:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2
C.實驗③、④發(fā)生的反應(yīng)是Ba2++SO===BaSO4↓、Ag++Cl-===AgCl↓
D.為確定該溶液是否含有Na+,還要做焰色反應(yīng)實驗
解析:實驗①說明原溶液中有水解呈堿性的SO,但其水解是分步進行的,A項錯誤;實驗②說明原溶液中含有Br-,肯定會發(fā)生反應(yīng):Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,但足量的氯水一定會與SO發(fā)生氧化還原反應(yīng),也是離子反應(yīng),B項錯誤;實驗③說明所得溶液中含有SO(注意:該離子可能是原溶液本來含有的,也可能是SO在上步操作中被氯水氧化所得),實驗④說明所得濾液中含有Cl-,C項正確;由實驗①證明原溶液中含有SO,根據(jù)離子共存原則可知其中一定沒有Ba2+,又根據(jù)溶液呈電中性,可知溶液中肯定有Na+,沒有必要進行焰色反應(yīng)來檢驗Na+的存在,D項錯誤。
答案:C
13.Ⅰ.現(xiàn)有Al3+、NH、CO、HCO等離子,回答下列問題:
(1)在強酸性條件下能夠存在的離子是________;
(2)在強堿性條件下能夠存在的離子是________;
(3)在強酸性和強堿性條件下都不能存在的離子是________。
Ⅱ.由Na+、NH、Ba2+、Cu2+、OH-、Fe3+、SO、Cl-等八種離子中的六種兩兩組成的A、B、C三種化合物(它們不含有共同離子,已知NH與OH-反應(yīng)有堿性氣體生成)。
①A、B、C均易溶于水,形成無色溶液;
②將A、B、C三種物質(zhì)的溶液相互作用時,發(fā)現(xiàn)A與B混合后產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,此氣體使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán),B與C混合產(chǎn)生白色沉淀,則:
(1)A、B、C的化學(xué)式分別為________、________、________。
(2)B+C反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。
解析:Ⅰ.Al3+、NH、CO、HCO等離子中,不能在酸性條件下存在的是CO、HCO;不能在堿性條件下存在的是Al3+、NH、HCO。Ⅱ.將A、B、C三種物質(zhì)的溶液相互作用時,發(fā)現(xiàn)A與B混合后產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,此氣體使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán),則說明A、B中必存在NH和OH-;B與C混合產(chǎn)生白色沉淀,則說明B、C中必存在Ba2+和SO,據(jù)此可得出答案。
答案:Ⅰ.(1)Al3+、NH (2)CO (3)HCO Ⅱ.(1)NaOH或NH4Cl (NH4)2SO4或Ba(OH)2 BaCl2或Na2SO4 (2)Ba2++SO===BaSO4↓
14.(2017鄭州模擬)現(xiàn)有四瓶貼有甲、乙、丙、丁標(biāo)簽的溶液,它們可能是K2CO3、Ba(NO3)2、NaHSO4和K2SO4溶液。現(xiàn)進行如下實驗,并記錄部分現(xiàn)象(如圖):
據(jù)此完成下列問題:
(1)寫出各物質(zhì)的化學(xué)式:
甲:________,乙:________,?。篲_______。
(2)寫出下列反應(yīng)的離子方程式:
甲+乙:_________________________________________________________。
沉淀a+溶液b:___________________________________________________。
(3)檢驗物質(zhì)丙中陽離子的方法為_______________________________(說明實驗操作、現(xiàn)象等)。
答案:(1)NaHSO4 Ba(NO3)2 K2CO3
(2)Ba2++SO===BaSO4↓ BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O
(3)用潔凈的鉑絲蘸取丙(或K2SO4)溶液少許,在煤氣燈外焰處灼燒,透過藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰顏色,若火焰顏色為紫色,則溶液中含有鉀離子(合理即可)
15.在Na+濃度為0.5 molL-1的某澄清溶液中,還可能含有下表中的若干種離子:
陽離子
K+、Ag+、Mg2+、Ba2+
陰離子
NO、CO、SiO、SO
取該溶液100 mL進行如下實驗(氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定):
序號
實驗內(nèi)容
實驗結(jié)果
Ⅰ
向該溶液中加入足量稀HCl
產(chǎn)生白色沉淀并放出0.56 L氣體
Ⅱ
將Ⅰ的反應(yīng)混合液過濾,對沉淀洗滌、灼燒至恒重,稱量所得固體質(zhì)量
固體質(zhì)量為2.4 g
Ⅲ
在Ⅱ的濾液中滴加BaCl2溶液
無明顯現(xiàn)象
試回答下列問題:
(1)實驗Ⅰ能確定一定不存在的陽離子是________。
(2)實驗Ⅰ中生成沉淀的離子方程式為____________________________。
(3)通過實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要計算,填寫下表中陰離子的濃度(能計算出的,填寫計算結(jié)果,一定不存在的離子填“0”,不能確定是否存在的離子填“?”)
陰離子
NO
CO
SiO
SO
c/(molL-1)
(4)判斷K+是否存在________(填“是”或“否”),若存在求其最小濃度,若不存在說明理由__________________________________________________。
解析:根據(jù)溶液為澄清溶液可知,溶液中含有的離子一定能夠大量共存;由實驗Ⅰ可知,該溶液中一定含有CO,n(CO2)==0.025 mol,根據(jù)碳元素守恒可得c(CO)==0.25 molL-1,由于Ag+、Mg2+、Ba2+與CO會發(fā)生反應(yīng)而不能大量共存,因此溶液中一定不含有Ag+、Mg2+、Ba2+;由生成白色沉淀判斷溶液中一定含有SiO,加入鹽酸發(fā)生反應(yīng)形成沉淀的離子方程式是SiO+2H+===H2SiO3↓,將所得的硅酸沉淀加熱,發(fā)生分解生成二氧化硅,固體質(zhì)量2.4 g為二氧化硅的質(zhì)量,根據(jù)硅原子守恒,n(SiO)==
0.04 mol,c(SiO)==0.4 molL-1;在Ⅱ的濾液中滴加BaCl2溶液,無明顯現(xiàn)象,說明溶液中無SO。2c(CO)+2c(SiO)=20.25 molL-1+2
0.4 molL-1=1.3 molL-1>0.5 molL-1,根據(jù)電荷守恒說明溶液中一定含有K+,且其濃度至少為0.8 molL-1,不能確定NO是否存在。
答案:(1)Ag+、Mg2+、Ba2+ (2)SiO+2H+===H2SiO3↓
(3)
陰離子
NO
CO
SiO
SO
c/(molL-1)
?
0.25
0.4
0
(4)是 其最小濃度為0.8 mol/L
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