2025届高考化学一轮复习:《第3讲 离子共存 离子检验与推断》巩固训练
2024-09-09
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内容正文:
高考化学一轮复习: 《第3讲 离子共存 离子检验与推断》
【真题再现·辨明考向】
1. (2024年1月浙江卷)在溶液中能大量共存的离子组是
A.H+、I-、Ba2+、NO B.Fe3+、K+、CN-、Cl-
C. Na+、SiO、Br-、Ca2+ D. NH、SO、CH3COO-、HCO
2. (2024年河北卷)下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声
H2O具有还原性
B
待测液中滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀
待测液含有SO
C
Mg(OH)2和Al(OH)3中均分别加入NaOH溶液和盐酸,Mg(OH)2只溶于盐酸,Al(OH)3都能溶
Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强
D
K2Cr2O7溶液中滴加NaOH溶液,溶液由橙色变为黄色
增大生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动
3. (2023年辽宁卷)一定条件下,酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应,Mn(Ⅱ)起催化作用,过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是
A. Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B. 随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C. 该条件下,CrO (Ⅱ)和CrO (Ⅶ)不能大量共存
D. 总反应为:2MnO+5C2O+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
4. (2022年湖北卷)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A. 在0.1mol·L-1氨水中:Ag+、Cu2+、NO3-、SO32-
B. 在0.1mol·L-1氯化钠溶液中:Fe3+、I-、Ba2+、HCO3-
C. 在0.1mol·L-1醋酸溶液中:SO42-、NH4+、Br-、H+
D. 在0.1mol·L-1硝酸银溶液中:K+、Cl-、Na+、CO32-
5. (2022年重庆卷)下列操作中,不会影响溶液中K+、Al3+、Fe3+、Ba2+、Cl-、NO等离子大量共存的是
A. 加入ZnSO4 B. 加入Fe粉 C. 通入NH3 D. 通入CO2
6.(2021年高考湖南卷)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=AlO2- +4NH4+ +2H2O
B
H+、K+、S2O32-、SO42-
不能大量共存,因发生反应:
2H+ +S2O32- =S↓+SO2↑+H2O
C
Na+、Fe3+、SO42-、H2O2
能大量共存,粒子间不反应
D
H+、Na+、Cl-、MnO4-
能大量共存,粒子间不反应
7. (2021年浙江选考)下列方案设计、现象和结论都正确的是
目的
方案设计
现象和结论
A
检验某无色溶液中是否含有NO
取少量该溶液于试管中,加稀盐酸酸化,再加入FeCl2溶液
若溶液变黄色且试管上部产生红棕色气体,则该溶液中含有NO
B
探究KI与FeCl3反应的限度
取5 mL 0.1 mol·L-1KI溶液于试管中,加入1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液
若溶液变血红色,则KI与FeCl3的反应有一定限度
C
判断某卤代烃中的卤素
取2 mL卤代烃样品于试管中,加入5 mL 20% KOH水溶液混合后加热,再滴加AgNO3溶液
若产生的沉淀为白色,则该卤代烃中含有氯元素
D
探究蔗糖在酸性水溶液中的稳定性
取2mL20%的蔗糖溶液于试管中,加入适量稀 H2SO4后水浴加热5 min;再加入适量新制Cu(OH)2悬浊液并加热
若没有生成砖红色沉淀 ,则蔗糖在酸性水溶液中稳定
8.(2021年八省联考湖南)(双选)由下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
实验操作和现象
结论
A
向某溶液中滴加几滴新制氯水,再滴加少量KSCN溶液,溶液变红
溶液中含有Fe2+
B
室温下,测得相同浓度的NaX和NaY溶液的pH分别为8和9
酸性:HX>HY
C
蔗糖溶液中加入少量稀硫酸,水浴加热5min,加氢氧化钠溶液至溶液呈碱性,再加入少量新制Cu(OH)2,继续加热5min,生成砖红色沉淀
蔗糖完全水解
D
向等体积等浓度的稀硫酸中分别加入少量等物质的量的ZnS和CuS固体,ZnS溶解而CuS不溶解
Ksp(ZnS)>Ksp(CuS
9. (2021年八省联考江苏)由制铝工业废渣(主要含Fe、Ca、Si、Al等的氧化物)制取聚合硫酸铁铝净水剂的流程如下。
下列有关说法不正确的是
A. 控制适当反应温度并不断搅拌,有利于提高铁、铝浸取率
B. Al2O3与稀硫酸反应的离子方程式:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
C. 滤液中主要存在的阳离子有:H+、Fe2+、Ca2+、Al3+
D. 聚合硫酸铁铝水解形成的胶体具有吸附作用
10.(2020年江苏卷)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.0.1mol/L氨水溶液:Na+、K+、OH-、NO3-
B.0.1mol/L盐酸溶液:Na+、K+、SO42-、SiO32-
C.0.1mol/L KMnO4溶液:NH4+、Na+、NO3-、I-
D.0.1mol/L AgNO3溶液:NH4+、Mg2+、Cl-、SO42-
11.(2019年全国卷Ⅲ)离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是
A.经过阳离子交换树脂后,水中阳离子的总数不变
B.水中的NO、SO、Cl-通过阴离子树脂后被除去
C.通过净化处理后,水的导电性降低
D.阴离子树脂填充段存在反应H++OH-===H2O
12.(2019年江苏)]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−1NaOH溶液:Na+、K+、CO32-、AlO2-
B.0.1 mol·L−1FeCl2溶液:K+、Mg2+、SO42-、MnO4-
C.0.1 mol·L−1K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl−、OH−
D.0.1 mol·L−1H2SO4溶液:K+、NH4+、NO3-、HSO3-
13.(2018年江苏)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 KI 溶液:Na+、K+、ClO− 、OH−
B.0.1 mol·L−1 Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH4+ 、NO3−、SO42−
C.0.1 mol·L−1 HCl 溶液:Ba2+、K+、CH3COO−、NO3−
D.0.1 mol·L−1 NaOH溶液:Mg2+、Na+、SO42−、HCO3−
14.(2017年江苏)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.无色透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN–、Cl–
B.=1×10 −12的溶液中:K+、Na +、CO32-、NO3-
C.c(Fe2+) =1 mol·L−1的溶液中:K+、NH4+、MnO4-、SO42-
D.能使甲基橙变红的溶液中:Na+、NH4+、SO42-、HCO3-
15.(2017年4月浙江选考)某固体混合物中可能含有:K+、Na+、Cl-、CO、SO等离子,将该固体溶解所得到的溶液进行如下实验:
下列说法正确的是
A.该混合物一定是K2CO3和NaCl B.该混合物可能是Na2CO3和KCl
C.该混合物可能是Na2SO4和Na2CO3 D.该混合物一定是Na2CO3和NaCl
16.(2016江苏卷)制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中,需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。室温下,分别取母液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是
A.通入过量Cl2:Fe2+、H+、NH4+、Cl–、SO42–
B.加入少量NaClO溶液:NH4+、Fe2+、H+、SO42–、ClO–
C.加入过量NaOH溶液:Na+、Fe2+、NH4+、SO42–、OH–
D.加入过量NaClO和NaOH的混合溶液:Na+、SO42–、Cl–、ClO–、OH–
17. (2024年1月浙江卷)固态化合物Y的组成为MgCaFeMn(CO3)4,以Y为原料实现如下转化。
已知:NH3与溶液A中金属离子均不能形成配合物。
请回答:
(1)依据步骤Ⅲ,MnCO3、CaCO3和MgCO3中溶解度最大的是_________。写出溶液C中的所有阴离子_______。步骤Ⅱ中,加入NH4Cl的作用是_________________________________________。
18. (2024年甲卷)钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
注:加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于10-5mol·L-1,其他金属离子不沉淀,即认为完全分离。
已知:①Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(ZnS)=2.5×10-22,Ksp(CoS)=4.0×10-21
②以氢氧化物形式沉淀时,lg[c(M)/(mol·L-1)]和溶液pH的关系如图所示。
回答下列问题:
(3)假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10mol·L-1,向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全,此时溶液中c(Co2+)=______mol·L-1,据此判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离_____(填“能”或“不能”)。
(4)“沉锰”步骤中,生成1.0molMnO2,产生H+的物质的量为_____________。
19. (2024年新课标卷)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×10-5mol·L-1)时的pH:
Fe3+
Fe2+
Co3+
Co2+
Zn2+
开始沉淀的pH
1.5
6.9
—
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
回答下列问题:
(2)“过滤1”后的溶液中加入MnO2的作用是__________________________。取少量反应后的溶液,加入化学试剂_______检验_______,若出现蓝色沉淀,需补加MnO2。
20.(2023年北京卷)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知:酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+。
(1) “浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除FeS2,有利于后续银的浸出:矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中。
②在H2SO4溶液中,银锰精矿中的FeS2和氧化锰矿中的MnO2发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子有__________。
21. (2022年全国乙卷)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb。还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质
PbSO4
PbCO3
BaSO4
BaCO3
Ksp
2.5×10-8
7.4×10-14
1.1×10-10
2.6×10-9
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
金属氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
Pb(OH)2
开始沉淀的pH
2.3
6.8
3.5
7.2
完全沉淀的pH
3.2
8.3
4.6
9.1
回答下列问题:
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入H2O2。
(i)能被H2O2氧化的离子是________;
(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有 。
22.(2022年江苏卷)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3,其部分实验过程如下:
(3)通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程,可制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3。已知Ce3+能被有机萃取剂(简称HA)萃取,其萃取原理可表示为:Ce3+ (水层)+3HA(有机层)Ce(A)3 (有机层)+3H+(水层)
①加氨水“中和”去除过量盐酸,使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是
。
②反萃取的目的是将有机层Ce3+转移到水层。使Ce3+尽可能多地发生上述转移,应选择的实验条件或采取的实验操作有 (填两项)。
③与“反萃取”得到的水溶液比较,过滤Ce2(CO3)3溶液的滤液中,物质的量减小的离子有_______(填化学式)。
23. (2022年新高考山东卷)工业上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3,含SiO2等杂质]为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下:
回答下列问题:
(2)部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中,按物质的量之比n(Na2CO3):n(SiF62-)=1:1加入Na2CO3脱氟,充分反应后,c(Na2+)_______mol·L-1;再分批加入一定量的BaCO3,首先转化为沉淀的离子是_______。
BaSiF6
Na2SiF6
CaSO4
BaSO4
Ksp
1.0×10-6
4.0×10-6
9.0×10-4
1.0×10-10
24.(2020年全国卷Ⅲ27,节选)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O):
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子
Ni2+
Al3+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀时(c=0.01 mol·L-1)的pH
7.2
3.7
2.2
7.5
沉淀完全时(c=1.0×10-5 mol·L-1)的pH
8.7
4.7
3.2
9.0
回答下列问题:
(2)“滤液②”中含有的金属离子是________________。
(3)“转化”中可替代H2O2的物质是________________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”,即,“滤液③”中可能含有的杂质离子为______________。
25.(2019年高考全国卷Ⅰ)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
(2)“滤渣1”的主要成分有________________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是________。
【拓展训练·巩固考点】
1.(2025届新高三开学摸底湖北卷)某试样溶液中可能含有NH、Na+、Fe2+、Mg2+、SO、CO、
Cl-、NO,且阴离子的物质的量浓度相等。某同学利用该试样溶液进行实验,现象如下。下列说法正确的是
A.试样中肯定存在NH、Mg2+、SO和NO
B.该实验滤液M在酸性条件下与铜片的反应中,还原产物是NO2
C.该试样溶液中至少有5种离子存在,其中Na+一定存在,且c(Na+)=0.4mol·L-1
D.将上述实验产生的气体Y全部通入10mL1mol·L-1的NaOH溶液中,所得溶液中的阴离子主要为HCO
2.(2025届新高三开学摸底浙江卷)在溶液中能大量共存的离子组是
A.Fe3+、SCN-、Cl-、Ca2+ B.Na+、SO42-、Fe2+、I-
C.Ag+、Na+、K+、S2- D.H+、MnO4-、Cl-、Mg2+
3. (2024届北京海淀区期中)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 遇酚酞变红的溶液中:Na+、K+、SO、F-
B. 无色透明溶液中:Cu2+、Al3+、HCO、SO
C. 能使品红褪色的溶液中:MnO、Mg2+、I-、Ca2+
D. 与Al反应能生成氢气的溶液中:NH、Fe3+、NO、SO
4. (2024届黑龙江齐齐哈尔普高联谊校)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 无色透明的溶液中:K+、NH、Cu2+、NO
B. 碱性溶液中:Cl-、CO、K+、AlO
C.c(I-)=0.10mol·L-1的溶液中:Al3+、Fe3+、Cl-、CO
D. 酸性溶液中:Na+、ClO-、SO、I-
5.(2024届黑龙江省哈尔滨)常温下,下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A.pH=1的溶液:Fe2+、Mg2+、SO、NO B.pH=12的溶液:K+、Na+、NO、CO
C.pH=7的溶液:Na+、Cu2+、S2﹣、Cl﹣ D.pH=7的溶液:Al3+、K+、Cl﹣、HCO
6.(2024届重庆名校联盟)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.pH=1 的溶液中:Na+、K+、NO、S2O
B.透明溶液中:Fe3+、Na+、NO、Cl﹣
C.0.1mol•L﹣1KI溶液中:NH、Fe3+、Cl﹣、SO
D.能使甲基橙变红的溶液中:Mg2+、Ba2+、NO、HCO
7.(2024届重庆名校联盟)40mLX溶液中可能含有下列离子中的若干种:Na+、NH、Mg2+、Fe3+、Al3+、Cl﹣、SO现对X溶液进行如图所示实验,其现象和结果如图。下列说法正确的是
A.X溶液中一定含有Mg2+、Al3+、Cl﹣,不含有Na+和NH
B.X溶液中一定含有Na+、Mg2+、Cl﹣,可能含有Al3+
C.X溶液中一定含有Na+,且c(Na+)为1.50mol/L
D.X溶液中c(Mg2+)为0.50mol/L、c(Al3+)为0.250mol/L
8. (2024届安徽百校大联考)某反应过程中存在Fe2+、NO、Fe3+、NH、H+和H2O六种粒子,测得Fe3+、a的质量分数(ω)随时间变化的曲线如图所示,下列判断正确的是
A.a代表NH B. 反应后溶液pH值基本不变
C. 还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶8 D. 根据信息可知Fe(NO3)2溶液不宜加酸酸化
9. (2024届安徽百校大联考)下列给定条件下的粒子一定能大量共存的是
A. 无色溶液中:K+、Mg2+、Br2、NO
B. 与A1反应生成H2的溶液中:Cu2+、K+、Cl-、NO
C.c(A13+)=0.1mol·L-1的溶液中:Na+、NH、Cl-、SO
D.c(Ca2+)=0.1mol·L-1的溶液中:NH、SiO、CH3COO-、Br-
10. (2024届安徽亳州五校联考)常温下,下列各组离子在给定溶液中可能大量共存的是
A. 麦芽糖溶液中:MnO、K+、H+、NO
B. 能使苯酚溶液显紫色的溶液中:SO、HCO、Na+、Cl-
C. 水电离出来的c(H+)=10-13mol/L的溶液中:K+、CO、Br-、AlO
D. 滴加甲基橙显红色的水溶液中:NH、K+、S2O、Cl-
11. (2024届安徽徽师联盟联考)微粒观和变化观是化学基本观念的重要组成部分。常温下,下列溶液中的微粒能大量共存的是
A. 加入铁产生H2的溶液:K+、SO、Na+、ClO- B. 通入氨气的溶液:Ba2+、Na+、I-、HCO
C. 加入硫酸镁的溶液:A13+、Na+、NO、Cl- D. 加入过氧化钠的溶液:Na+、NH、Cl-、S2-
12. (2024届安徽徽师联盟联考)在复杂的体系中,确认化学反应先后顺序有利于解决问题,下列化学反应先后顺序判断正确的是
A. 含有等物质的量的A13+、NH的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液:NH、A13+、Al(OH)3
B. 含有等物质的量的CO、OH-的混合溶液中,逐滴加入MgC12溶液:OH-、CO
C. 含有等物质的量的Fe3+、Cu2+的混合溶液中,逐渐加入锌粉:Cu2+、Fe3+、Fe2+
D. 含有等物质的量的CO、HCO的混合溶液中,逐滴加入盐酸溶液:HCO、CO
13. (2024届安徽徽师联盟联考)某无色溶液中可能含有①Na+、②A13+、③Mg2+、④Br-、⑤SO、⑥CO、⑦Cl-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
用玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸中央
pH试纸变蓝
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BaCl2溶液
无沉淀产生
Ⅳ
取Ⅱ的上层溶液,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①④⑥ 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①⑤⑦
14. (2024届北京海淀区期中)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 遇酚酞变红的溶液中:Na+、K+、SO、F-
B. 无色透明溶液中:Cu2+、Al3+、HCO、SO
C. 能使品红褪色的溶液中:MnO、Mg2+、I-、Ca2+
D. 与Al反应能生成氢气的溶液中:NH、Fe3+、NO、SO
15.(2024届广东二模)下列各组离子在溶液中可以大量共存的是
A.Na+、Fe3+、SO、SCN- B.K+、Na+、AlO、OH-
C.H+、Na+、Fe2+、MnO D.Na+、H+、Fe2+、NO
16.(2024届广东一模)下列离子在溶液中能大量共存的一组是
A.H+、Na+、Cl- B.Ag+、Cl-、NO C.Fe3+、Na+、OH- D.Ba2+、NO、SO
17.(2024届广东一模)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SO、I-
B.室温下,碱性溶液中:NO、K+、Na+、SO
C.含有大量Fe3+的溶液中:Al3+、SCN-、Br-、Na+
D.室温下,酸性溶液中:Na+、NH、SO、HSO
18. (2024届华南师大附中)下列各组离子中能大量共存的是
A.Cl-、OH-、SO、NH B.H+、Fe2+、SO、Cl-
C.K+、Ba2+、NO、SO D.H+、Cl-、MnO、Fe2+
19. (2024届黑龙江大庆实验中学)常温下,下列各离子组在指定溶液中能大量共存的是
A. 在Fe(NO3)2溶液中:K+、H+、SO、Cl-
B.c(Fe3+)=0.1mol/L的溶液中:H+、SCN-、Br-、K+
C. 使石蕊变红的溶液中:Na+、NH、NO、SO
D.lg=-3的溶液中:Na+、ClO-、CO、Cl-
20.(2024届江西抚州二中)某溶液只含有下列离子:NH、Na+、Fe2+、NO、I-、SO、AlO中的四种(忽略水的电离及盐的水解),且各离子的物质的量浓度相等,现进行如下实验:
①取少量该溶液加NaOH溶液共热,产生刺激性气味的气体,未观察到其他明显现象;
②取少量该溶液加足量的硝酸,可观察到红棕色气体,未观察到沉淀生成。
根据上述实验,下列说法正确的是
A.根据实验①只能确定原溶液中一定有NH,没有Fe2+
B.取实验②后的溶液滴加淀粉,溶液变蓝色
C.原溶液中可能含有NH、Na+、SO、I-四种离子
D.取少量原溶液加酸性高锰酸钾溶液,有两种离子被氧化
21. (2024届宁夏石嘴山平罗中学)下列微粒在所给条件下,一定可以大量共存的是
A. 与单质铝反应能产生大量氢气的溶液中:HCO、K+、I-、CH3COO-
B. 常温下pH<2的酸性溶液中:Fe2+、Al3+、SO、NH
C. 澄清透明酸性溶液中:NO、Na+、Fe2+、SO
D. 遇酚酞显红色的溶液中:Cl2、K+、NO、SO
22. (2024届宁夏中宁第一中学)某溶液中仅含有Na+、Mg2+、SO、Cl-四种离子其物质的量浓度之比为c(Na+)∶c(Mg2+)∶c(Cl-)=3∶5∶5,若Na+浓度为3mol·L-1。则SO的浓度为
A. 2mol·L-1 B. 3mol·L-1 C. 4mol·L-1 D. 8mol·L-1
23. (2024届四川攀枝花第十五中学)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−1NaOH溶液:Na+、K+、CO、AlO
B.0.1 mol·L−1FeCl2溶液:K+、Mg2+、SO、MnO
C.0.1 mol·L−1K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl−、OH−
D.0.1 mol·L−1H2SO4溶液:K+、NH、NO、HSO
24. (2024届四川攀枝花第十五中学)下列各组微粒一定能大量共存的是
A. 遇KSCN变红色的溶液中:Na+、Mg2+、CH3COOH、Cl-
B. 某无色溶液中:OH-、K+、HClO、Ba2+
C. 0.1mol/LNa2S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
25. (2024届四川攀枝花第十五中学) Ag2SO4微溶于水,可溶于硝酸。溶液X中可能含有Na+、Ca2+、Fe2+、Cl-、Br-、CO、SiO、SO中的几种离子,为了确定其组成,某同学进行了如下实验,下列说法正确的是:
A. 溶液X中一定含有Na+、Cl-和SiO
B. 为确定溶液X中是否含有SO,可取溶液2,加入BaCl2溶液
C. 溶液X中一定不含Ca2+、Fe2+、Br-
D. 在溶液X中依次滴入盐酸、双氧水和硫氰化钾溶液后,溶液将变为红色
26. (2024届天津北辰区联考)25℃时,下列各组离子中可以在水溶液中大量共存的是
A.H+、NH、ClO-、Cl- B.H+、Mg2+、I-、NO
C.Na+、Al3+、HCO、SO D.K+、Na+、SO、OH-
27. (2024届河南许昌三模) 某强酸性无色溶液中可能含表中的若干种离子。
阳离子
Mg2+、NH、Ba2+、Al3+、Fe2+
阴离子
SiO、MnO、Cl-、NO、SO
实验Ⅰ:取少量该溶液进行如图实验。
实验Ⅱ:为了进一步确定该溶液的组成,取100 mL原溶液,向该溶液中滴加1 mol·L-1的NaOH溶液,产生沉淀的质量与氢氧化钠溶液体积的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)不进行实验就可以推断出表中的离子一定不存在的离子有________种。
(2)通过实验Ⅰ可以确定该溶液中一定存在的阴离子是________(填离子符号)。
(3)写出实验Ⅱ的图像中BC段对应的离子方程式:__________________________________。
(4)A点对应的固体质量为________ g。
(5)该溶液中阴离子的浓度为________ mol·L-1。
28. (2024届新疆和田地区第二中学)今有一混合物的水溶液,初步确定只可能含有下列离子中的若干种:K+、NH、Cl-、Ca2+、Ba2+、CO、SO,且含有的各离子的个数相等。现取三份该溶液各100mL进行如下实验:
第一份溶液中,滴加AgNO3溶液,有沉淀产生;
第二份溶液中,加入足量NaOH浓溶液共热,有无色气体生成;
第三份溶液中,加入足量BaCl2溶液后,得到白色沉淀,加入足量的稀盐酸沉淀全部溶解。
根据上述实验,回答以下问题:
(1)请写出第二份溶液中生成无色气体的离子方程式:_____________________________。
(2)综合上述实验结果,关于该混合物的组成,依认为以下说法正确的是_____(填标号)。
A. NH、CO一定有,Cl-一定没有 B. K+一定有,SO一定没有,Cl-可能有
C. Ca2+、Ba2+一定没有,K+、Cl-可能有 D. NH、SO、Cl-一定有,Ca2+、K+可能有
29. (2024届天津北辰区联考)化合物X由4种元素组成。某兴趣小组按如图流程进行实验:
请回答:
(3)根据溶液G后续的操作可知,溶液G中没有___________离子;经检测固体纯净物H为单质铁,则组成X的元素有____、____、____、____,X的化学式为________。
(4)设计实验确定溶液G中阴离子:用玻璃棒蘸取溶液G,点在红色石蕊试纸上,若变蓝,说明___________;取少量溶液G,加入足量H2O2,用盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀,说明___________。
30.(2024河南省洛阳市创新发展联盟)150mL某无色溶液中可能含有Na+、NH、Mg2+、Al3+、Fe3+、Ba2+、CO、SO中的若干种,现将此溶液分成三等份,进行如下实验:
①向第一份中加入足量的0.5mol·L-1-1稀盐酸,生成0.448L气体(已换算成标准状况下);
②向第二份中加入足量NaOH溶液并加热,收集到0.04mol气体;
③向第三份中加入足量BaCl2溶液,得到沉淀6.27g,加入足量(0.5mol·L-1稀盐酸充分反应后,剩余沉淀2.33g。
根据上述实验,回答下列问题:
(1)用12mol·L-1的浓盐酸配制240mL0.5mol·L-1稀盐酸,需要用量筒量取_______mL浓盐酸,若在量取浓盐酸时俯视刻度线,则会导致配制的稀盐酸的浓度_______(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(2)实验②中生成气体的离子方程式为______________________________________。
(3)实验③中沉淀部分溶解的化学方程式为__________________________________________,剩余沉淀的化学式为___________。
(4)原溶液中c(SO)=__________mol·L-1,c(CO)_______mol·L-1
(5)经分析,溶液中一定存在Na+,理由是__________________________________________。
31.(2023届福建莆田锦江中学)某无色透明溶液中可能大量存在Ag+、Ca2+、Cu2+、Fe3+、Na+中的几种。请填写下列空白:
(1)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是___________。
(2)取少量原溶液,加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成;再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失。说明原溶液中肯定存在的离子是___________。
(3)取(2)中的滤液,加入过量的碳酸钠溶液,出现白色沉淀,说明原溶液中肯定有___________,有关的离子方程式为_________________________________________。
(4)原溶液可能大量共存的阴离子是___________(填字母)。
A.OH- B.SO C.NO D.Cl-
32.(2023届福建平潭翰英中学)有一瓶澄清的溶液,其中可能含有NH、Mg2+、Ba2+、Al3+、Cl-、
I-、NO、CO、SO、AlO、SO,取该溶液进行以下实验:
(1)取pH试纸检验,溶液呈强酸性,可以排除_____、_____、____离子的存在。
(2)取出部分溶液,加入少量CCl4及数滴新制氯水,经振荡后CCl4层呈紫红色,可以判断_____离子不存在。
(3)另取出部分溶液逐渐加入NaOH溶液,使溶液从酸性逐渐变为碱性,在滴加过程中和滴加完毕后,溶液均无沉淀产生,则又可以排除_____、_____离子的存在。
(4)取出部分上述碱性溶液加Na2CO3溶液后,有白色沉淀生成,可以判断_______离子不存在。
(5)将(3)得到的碱性溶液加热,有气体放出,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。根据上述实验事实确定:该溶液中肯定存在的离子是_________,还不能确定是否存在的离子是__________。
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高考化学一轮复习: 《第3讲 离子共存 离子检验与推断》
【真题再现·辨明考向】
1. (2024年1月浙江卷)在溶液中能大量共存的离子组是
A.H+、I-、Ba2+、NO B.Fe3+、K+、CN-、Cl-
C. Na+、SiO、Br-、Ca2+ D. NH、SO、CH3COO-、HCO
答案:D
解析:A.H+、I-、NO三种离子会反生氧化还原反应而不能大量共存,故A不符合题意;
B. Fe3+、CN-会生成Fe(CN)离子而不能大量共存,故B不符合题意;
C.SiO、Ca2+会生成CaSiO3沉淀而不能大量共存,故C不符合题意;
D.NH、CH3COO-、HCO虽然不同程度水解,但水解是微弱的,能大量共存,故D符合题意;
2. (2024年河北卷)下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声
H2O具有还原性
B
待测液中滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀
待测液含有SO
C
Mg(OH)2和Al(OH)3中均分别加入NaOH溶液和盐酸,Mg(OH)2只溶于盐酸,Al(OH)3都能溶
Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强
D
K2Cr2O7溶液中滴加NaOH溶液,溶液由橙色变为黄色
增大生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动
答案:C
解析:A.铁与水蒸气反应生成的气体是H2,该反应中H由+1价变成0价,被还原,体现了H2O的氧化性,A错误;
B.如果待测液中含有Ag+,Ag+与Cl-反应也能产生白色沉淀,或者CO、SO也会与Ba2+产生白色沉淀,所以通过该实验不能得出待测液中含有SO的结论,B错误;
C.Mg(OH)2溶液能与盐酸反应,不能与NaOH溶液反应,Al(OH)3与NaOH溶液和盐酸都能反应,说明Mg(OH)2的碱性比Al(OH)3的强,C正确;
D.K2Cr2O7溶液中存在平衡Cr2O(橙色)+H2O2CrO(黄色)+2H+,加入NaOH溶液后,OH-与H+反应,生成物浓度减小,使平衡正向移动,导致溶液由橙色变为黄色,题给结论错误,D错误;
3. (2023年辽宁卷)一定条件下,酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应,Mn(Ⅱ)起催化作用,过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是
A. Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B. 随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C. 该条件下,CrO (Ⅱ)和CrO (Ⅶ)不能大量共存
D. 总反应为:2MnO+5C2O+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
答案:C
解析:开始一段时间(大约13min前)随着时间的推移Mn(VII)浓度减小直至为0,Mn(III)浓度增大直至达到最大值,结合图像,此时间段主要生成Mn(III),同时先生成少量Mn(IV)后Mn(IV)被消耗;后来(大约13min后)随着时间的推移Mn(III)浓度减少,Mn(II)的浓度增大;据此作答。
A.由图像可知,随着时间的推移Mn(III)的浓度先增大后减小,说明开始反应生成Mn(III),后Mn(III)被消耗生成Mn(II),Mn(III)能氧化H2C2O4,A项错误;
B.随着反应物浓度的减小,到大约13min时开始生成Mn(II),Mn(II)对反应起催化作用,13min后反应速率会增大,B项错误;
C.由图像可知,Mn(VII)的浓度为0后才开始生成Mn(II),该条件下Mn(II)和Mn(VII)不能大量共存,C项正确;
D.H2C2O4为弱酸,在离子方程式中应以化学式保留,总反应为2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,D项错误;
4. (2022年湖北卷)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A. 在0.1mol·L-1氨水中:Ag+、Cu2+、NO3-、SO32-
B. 在0.1mol·L-1氯化钠溶液中:Fe3+、I-、Ba2+、HCO3-
C. 在0.1mol·L-1醋酸溶液中:SO42-、NH4+、Br-、H+
D. 在0.1mol·L-1硝酸银溶液中:K+、Cl-、Na+、CO32-
答案:C
解析:A.氨水显碱性,会与Ag+、Cu2+反应,不能大量共存,A项错误;
B.Fe3+、I-会发生氧化还原反应,不能大量共存,B项错误;
C.醋酸显酸性,在醋酸溶液中SO、NH、Br-、H+均不会发生反应,能大量共存,C项正确;
D.硝酸银中的银离子会与氯离子反应生成沉淀,不能大量共存,D项错误;
5. (2022年重庆卷)下列操作中,不会影响溶液中K+、Al3+、Fe3+、Ba2+、Cl-、NO等离子大量共存的是
A. 加入ZnSO4 B. 加入Fe粉 C. 通入NH3 D. 通入CO2
答案:D
解析:A.向溶液中加入硫酸锌溶液,硫酸根离子会与溶液中的钡离子反应,会影响溶液中离子的大量共存,故A不符合题意;
B.向溶液中加入铁粉,铁离子会与铁反应生成亚铁离子,会影响溶液中离子的大量共存,故B不符合题意;
C.向溶液中通入氨气,铝离子、铁离子会与氨水反应生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀,会影响溶液中离子的大量共存,故C不符合题意;
D.向溶液中通入二氧化碳,二氧化碳与溶液中离子不发生任何反应,不会影响溶液中离子的大量共存,故D符合题意;
6.(2021年高考湖南卷)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=AlO2- +4NH4+ +2H2O
B
H+、K+、S2O32-、SO42-
不能大量共存,因发生反应:
2H+ +S2O32- =S↓+SO2↑+H2O
C
Na+、Fe3+、SO42-、H2O2
能大量共存,粒子间不反应
D
H+、Na+、Cl-、MnO4-
能大量共存,粒子间不反应
答案:B
解析:A.Al3+和NH3H2O生成Al(OH)3沉淀而不是生成AlO2-,故A错误;
B.S2O32-和H+反应生成单质硫、二氧化硫和水,离子方程式为:2H++ S2O32-=S↓+SO2↑+H2O,故B正确;
C.Fe3+可以将H2O2氧化得Fe2+和O2,不能大量共存,故C错误;
D.在酸性条件下MnO4-能将Cl-氧化为Cl2,不能大量共存,故D错误;答案选B。
7. (2021年浙江选考)下列方案设计、现象和结论都正确的是
目的
方案设计
现象和结论
A
检验某无色溶液中是否含有NO
取少量该溶液于试管中,加稀盐酸酸化,再加入FeCl2溶液
若溶液变黄色且试管上部产生红棕色气体,则该溶液中含有NO
B
探究KI与FeCl3反应的限度
取5 mL 0.1 mol·L-1KI溶液于试管中,加入1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液
若溶液变血红色,则KI与FeCl3的反应有一定限度
C
判断某卤代烃中的卤素
取2 mL卤代烃样品于试管中,加入5 mL 20% KOH水溶液混合后加热,再滴加AgNO3溶液
若产生的沉淀为白色,则该卤代烃中含有氯元素
D
探究蔗糖在酸性水溶液中的稳定性
取2mL20%的蔗糖溶液于试管中,加入适量稀 H2SO4后水浴加热5 min;再加入适量新制Cu(OH)2悬浊液并加热
若没有生成砖红色沉淀 ,则蔗糖在酸性水溶液中稳定
答案:B
解析:A.原溶液中存在硝酸根可以和Fe2+反应生成Fe3+,故不能验证原溶液中含有亚硝酸根,A错误;
B.向KI溶液中滴加FeCl3,若FeCl3没有剩余说明反应是完全的,因此向反应后的溶液中加入KSCN溶液,若溶液变红,则说明该反应是有限度的,B正确;
C.溶液中加入KOH后体系中剩余大量的OH-,再加入硝酸银溶液后OH-也可以使Ag+生产白色沉淀,C错误;
D.蔗糖为二糖,在酸性条件下可以水解生产单糖,验证单糖中是否存在醛基,应向水解液中加入NaOH溶液使体系呈碱性,再加入新制Cu(OH)2悬浊液,D错误;故答案选B。
8.(2021年八省联考湖南)(双选)由下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
实验操作和现象
结论
A
向某溶液中滴加几滴新制氯水,再滴加少量KSCN溶液,溶液变红
溶液中含有Fe2+
B
室温下,测得相同浓度的NaX和NaY溶液的pH分别为8和9
酸性:HX>HY
C
蔗糖溶液中加入少量稀硫酸,水浴加热5min,加氢氧化钠溶液至溶液呈碱性,再加入少量新制Cu(OH)2,继续加热5min,生成砖红色沉淀
蔗糖完全水解
D
向等体积等浓度的稀硫酸中分别加入少量等物质的量的ZnS和CuS固体,ZnS溶解而CuS不溶解
Ksp(ZnS)>Ksp(CuS
答案:BD
解析:A.二价铁离子和KSCN不反应,三价铁离子和KSCN溶液反应生成血红色络合物,二价铁离子易被氯水氧化生成三价铁离子,Fe2+检验时要先加KSCN溶液后加氯水,防止Fe3+干扰,故A错误;
B.相同物质的量浓度的钠盐溶液,溶液的pH越大,酸根离子的水解程度越大,相应的酸的酸性越弱;室温下,测得相同浓度的NaX和NaY溶液的pH分别为8和9可知HX溶液的酸性强于HY,故B正确;
C.蔗糖完全水解和部分水解,溶液中都含有葡萄糖,碱性条件下都能与新制氢氧化铜悬着液共热反应生成氧化亚铜砖红色沉淀,故C错误;
D.相同条件下,组成和结构相似的难溶金属硫化物,溶解度大的物质先溶解于稀硫酸,向等体积等浓度的稀硫酸中分别加入少量等物质的量的ZnS和CuS固体,ZnS溶解而CuS不溶解,说明溶度积Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),故D正确;故选BD。
9. (2021年八省联考江苏)由制铝工业废渣(主要含Fe、Ca、Si、Al等的氧化物)制取聚合硫酸铁铝净水剂的流程如下。
下列有关说法不正确的是
A. 控制适当反应温度并不断搅拌,有利于提高铁、铝浸取率
B. Al2O3与稀硫酸反应的离子方程式:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
C. 滤液中主要存在的阳离子有:H+、Fe2+、Ca2+、Al3+
D. 聚合硫酸铁铝水解形成的胶体具有吸附作用
答案:C
解析:A.控制适当反应温度并不断搅拌,可以加快反应速率,充分反应,有利于提高铁、铝浸取率,故A正确;
B.Al2O3与稀硫酸反应生成硫酸铝和水,离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,故B正确;
C.双氧水会将亚铁离子氧化,所以滤液中主要存在的阳离子没有Fe2+,而是Fe3+,故C错误;
D.聚合硫酸铁铝水解可以生成氢氧化铝和氢氧化铁胶体,胶体表面积较大,具有吸附作用,故D正确;综上所述答案为C。
10.(2020年江苏卷)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.0.1mol/L氨水溶液:Na+、K+、OH-、NO3-
B.0.1mol/L盐酸溶液:Na+、K+、SO42-、SiO32-
C.0.1mol/L KMnO4溶液:NH4+、Na+、NO3-、I-
D.0.1mol/L AgNO3溶液:NH4+、Mg2+、Cl-、SO42-
答案 A
解析:A.在0.1mol/L氨水中,四种离子可以大量共存,A选;
B.在0.1mol/L盐酸中含有大量氢离子,四种离子中硅酸根可以与氢离子反应生成硅酸沉淀,故不能共存,B不选;
C.MnO4-具有强氧化性,可以将碘离子氧化成碘单质,故不能共存,C不选;
D.在0.1mol/L硝酸银溶液中,银离子可以与氯离子、硫酸根离子反应生成氯化银、硫酸银沉淀,不能共存,D不选;故选A。
11.(2019年全国卷Ⅲ)离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是
A.经过阳离子交换树脂后,水中阳离子的总数不变
B.水中的NO、SO、Cl-通过阴离子树脂后被除去
C.通过净化处理后,水的导电性降低
D.阴离子树脂填充段存在反应H++OH-===H2O
答案:A
解析:A项,由题图可知,经过阳离子交换树脂后,Ca2+、Na+、Mg2+交换为H+,由电荷守恒知,阳离子总数会增加,错误;B项,由题图可知,通过阴离子交换树脂后,NO、Cl-、SO被除去,正确;C项,通过净化处理后,水中的导电离子种类与浓度降低,水的导电性降低,正确;D项,阴离子树脂填充段存在反应H++OH-===H2O,正确。
12.(2019年江苏)]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−1NaOH溶液:Na+、K+、CO32-、AlO2-
B.0.1 mol·L−1FeCl2溶液:K+、Mg2+、SO42-、MnO4-
C.0.1 mol·L−1K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl−、OH−
D.0.1 mol·L−1H2SO4溶液:K+、NH4+、NO3-、HSO3-
答案:A
解析:此题考的是离子共存问题,应从选项的条件获取信息,再从中判断在此条件的环境中是否有离子会互相反应,能大量共存就是没有可以互相发生反应的离子存在。
A.是一个碱性环境,离子相互间不反应,且与OH-不反应,能大量共存;
B.MnO4-具有强氧化性,Fe2+具有还原性,两者会发生氧化还原反应而不能大量共存;
C.Ba2+可以与CO32-发生反应生成沉淀而不能大量存在;
D.酸性条件下H+与HSO3-不能大量共存,同时酸性条件下NO3-表现强氧化性会将HSO3-氧化而不能大量共存;
13.(2018年江苏)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 KI 溶液:Na+、K+、ClO− 、OH−
B.0.1 mol·L−1 Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH4+ 、NO3−、SO42−
C.0.1 mol·L−1 HCl 溶液:Ba2+、K+、CH3COO−、NO3−
D.0.1 mol·L−1 NaOH溶液:Mg2+、Na+、SO42−、HCO3−
答案:B
解析:A项,I-具有强还原性,ClO-具有强氧化性,I-与ClO-发生氧化还原反应,I-与ClO-不能大量共存;B项,在Fe2(SO4)3溶液中离子相互间不反应,能大量共存;C项,CH3COO-能与H+反应生成CH3COOH,在HCl溶液中CH3COO-不能大量存在;D项,Mg2+、HCO3-都能与OH-反应,Mg2+、HCO3-与OH-不能大量共存;答案选B。
14.(2017年江苏)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.无色透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN–、Cl–
B.=1×10 −12的溶液中:K+、Na +、CO32-、NO3-
C.c(Fe2+) =1 mol·L−1的溶液中:K+、NH4+、MnO4-、SO42-
D.能使甲基橙变红的溶液中:Na+、NH4+、SO42-、HCO3-
答案 B
解析:A.Fe3+和SCN−会发生反应生成血红色的配合物,A错误;B.根据KW可以求出c(OH−)=0.1 mol/L,溶液显碱性,这4种离子可以大量共存,B正确;C.Fe2+还原性较强,MnO4-氧化性较强,两者因发生氧化还原反应而不能大量共存,C错误;D.使甲基橙变红的溶液显酸性,HCO3-不能在酸性溶液中大量共存,D错误。
15.(2017年4月浙江选考)某固体混合物中可能含有:K+、Na+、Cl-、CO、SO等离子,将该固体溶解所得到的溶液进行如下实验:
下列说法正确的是
A.该混合物一定是K2CO3和NaCl B.该混合物可能是Na2CO3和KCl
C.该混合物可能是Na2SO4和Na2CO3 D.该混合物一定是Na2CO3和NaCl
答案:B
解析:过量硝酸钡之后产生的白色沉淀溶于过量盐酸,说明有CO、无SO,溶液加入AgNO3/HNO3产生白色沉淀说明有Cl-,颜色反应显黄色说明有Na+,但不能确定是否含有K+。
16.(2016江苏卷)制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中,需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。室温下,分别取母液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是
A.通入过量Cl2:Fe2+、H+、NH4+、Cl–、SO42–
B.加入少量NaClO溶液:NH4+、Fe2+、H+、SO42–、ClO–
C.加入过量NaOH溶液:Na+、Fe2+、NH4+、SO42–、OH–
D.加入过量NaClO和NaOH的混合溶液:Na+、SO42–、Cl–、ClO–、OH–
答案:D
解析:A、Cl2具有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,Fe2+不存在,A错误;B、ClO-具有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,Fe2+不存在,另外氢离子与次氯酸根离子也不能大量共存,B错误;C、Fe2+与OH-反应生成氢氧化亚铁沉淀,NH4+ 与OH-反应生成一水合氨,Fe2+、NH4+ 不存在,C错误;D、组内离子可以在溶液中存在,D正确。答案选D。
17. (2024年1月浙江卷)固态化合物Y的组成为MgCaFeMn(CO3)4,以Y为原料实现如下转化。
已知:NH3与溶液A中金属离子均不能形成配合物。
请回答:
(1)依据步骤Ⅲ,MnCO3、CaCO3和MgCO3中溶解度最大的是_________。写出溶液C中的所有阴离子_______。步骤Ⅱ中,加入NH4Cl的作用是_________________________________________。
答案:(1)MgCO3 CO、Cl- 调节溶液pH值,防止钙离子、镁离子、锰离子转化为氢氧化物的沉淀
解析:Y中加入盐酸将碳酸根转化为二氧化碳,溶液A中主要有镁离子、锰离子、钙离子、亚铁离子,氯离子,若酸过量,还有H+,加入氨气和氯化铵将亚铁离子转化为氢氧化亚铁,溶液B中主要含有镁离子、锰离子、钙离子、铵根离子,氯离子,Ⅲ中又通入CO2将钙离子与锰离子转化为沉淀,据此回答。
(1)MnCO3、CaCO3 和 MgCO3是同种类型的沉淀,溶解度大的最后沉淀出来,由于通入二氧化碳,生成的沉淀是CaCO3 和 MgCO3,所以 MgCO3溶解度最大;溶液中加入盐酸引入阴离子氯离子,Ⅲ中又通入CO2引入碳酸根离子;
加入NH4Cl的作用是调节溶液pH值,防止钙离子、镁离子、锰离子转化为氢氧化物的沉淀;
18. (2024年甲卷)钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
注:加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于10-5mol·L-1,其他金属离子不沉淀,即认为完全分离。
已知:①Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(ZnS)=2.5×10-22,Ksp(CoS)=4.0×10-21
②以氢氧化物形式沉淀时,lg[c(M)/(mol·L-1)]和溶液pH的关系如图所示。
回答下列问题:
(3)假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10mol·L-1,向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全,此时溶液中c(Co2+)=______mol·L-1,据此判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离_____(填“能”或“不能”)。
(4)“沉锰”步骤中,生成1.0molMnO2,产生H+的物质的量为_____________。
答案:(3)1.6×10-4;不能 (4)4.0mol
解析:(3)假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10mol·L-1,向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全,此时溶液中c(S2-)=mol·L-1=2.5×10-17mol·L-1,则c(Co2+)==1.6×10-4mol·L-1,说明大部分Co2+也转化为硫化物沉淀,不能实现Zn2+和Co2+的完全分离。
(4)“沉锰”步骤中,Na2S2O8将Mn2+氧化为二氧化锰除去,发生的反应为S2O+Mn2++2H2O=MnO2↓+4H++2SO,若生成1.0molMnO2则产生4.0molH+。
19. (2024年新课标卷)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×10-5mol·L-1)时的pH:
Fe3+
Fe2+
Co3+
Co2+
Zn2+
开始沉淀的pH
1.5
6.9
—
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
回答下列问题:
(2)“过滤1”后的溶液中加入MnO2的作用是__________________________。取少量反应后的溶液,加入化学试剂_______检验_______,若出现蓝色沉淀,需补加MnO2。
答案:(2)将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,以便在后续调pH时除去Fe元素 K3[Fe(CN)6]溶液 Fe2+
解析:(2)酸浸液中含有Co2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、SO等离子。由题表中数据可知,当Fe3+完全沉淀时,Co2+未开始沉淀,而当Fe2+完全沉淀时,Co2+已有一部分沉淀,因此为了除去溶液中的Fe元素且Co2+不沉淀,应先将Fe2+氧化为Fe3+,然后调节溶液的pH使Fe3+完全水解转化为Fe(OH)3沉淀,因此,MnO2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,以便在后续调pH时除去Fe元素。常用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2+,若生成蓝色沉淀,则说明溶液中仍存在Fe2+,需补加MnO2;
20.(2023年北京卷)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知:酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+。
(1) “浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除FeS2,有利于后续银的浸出:矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中。
②在H2SO4溶液中,银锰精矿中的FeS2和氧化锰矿中的MnO2发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子有__________。
答案:(1)②Fe3+、Mn2+
解析:银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)混合加H2SO4溶液,使矿石中的锰元素浸出,同时去除FeS2,矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中,浸锰液中主要的金属阳离子有Fe3+、Mn2+;浸锰渣中Ag2S与过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液反应,将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出,用铁粉把[AgCl2]-还原为金属银。
(1)②根据信息,在H2SO4溶液中二氧化锰可将Fe2+氧化为Fe3+,自身被还原为Mn2+,则浸锰液中主要的金属阳离子有Fe3+、Mn2+。
21. (2022年全国乙卷)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb。还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质
PbSO4
PbCO3
BaSO4
BaCO3
Ksp
2.5×10-8
7.4×10-14
1.1×10-10
2.6×10-9
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
金属氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
Pb(OH)2
开始沉淀的pH
2.3
6.8
3.5
7.2
完全沉淀的pH
3.2
8.3
4.6
9.1
回答下列问题:
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入H2O2。
(i)能被H2O2氧化的离子是________;
(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有 。
答案:(3) (i)Fe2+ (5)Ba2+、Na+
解析:铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb,还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等,向铅膏中加入碳酸钠溶液进行脱硫,硫酸铅转化为碳酸铅,过滤,向所得固体中加入醋酸、过氧化氢进行酸浸,过氧化氢可将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,酸浸后溶液的pH约为4.9,依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知,滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁,过滤后,向滤液中加入氢氧化钠溶液进行沉铅,得到氢氧化铅沉淀,滤液中的金属阳离子主要为钠离子和钡离子,氢氧化铅再进行处理得到PbO。
(3) (i)过氧化氢有氧化性,亚铁离子有还原性,会被过氧化氢氧化为铁离子。
(5)依据分析可知,加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化,铁离子、铝离子转化为了氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,铅转化为了氢氧化铅、最终变为了氧化铅,因此沉铅的滤液中,金属离子有Ba2+和加入碳酸钠、氢氧化钠时引入的Na+。
22.(2022年江苏卷)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3,其部分实验过程如下:
(3)通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程,可制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3。已知Ce3+能被有机萃取剂(简称HA)萃取,其萃取原理可表示为:Ce3+ (水层)+3HA(有机层)Ce(A)3 (有机层)+3H+(水层)
①加氨水“中和”去除过量盐酸,使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是
。
②反萃取的目的是将有机层Ce3+转移到水层。使Ce3+尽可能多地发生上述转移,应选择的实验条件或采取的实验操作有 (填两项)。
③与“反萃取”得到的水溶液比较,过滤Ce2(CO3)3溶液的滤液中,物质的量减小的离子有_______(填化学式)。
答案:(3)①降低溶液中氢离子的浓度,促进碳酸氢根离子的电离,增大溶液中碳酸根离子的浓度
②酸性条件,多次萃取 ③Ce3+
解析:首先用稀盐酸和过氧化氢溶液酸浸二氧化铈废渣,得到三价铈,加入氨水调节pH后用萃取剂萃取其中的三价铈,增大三价铈浓度,之后加入稀硝酸反萃取其中的三价铈,再加入氨水和碳酸氢铵制备产物,以此解题。
(3)①增大碳酸根离子的浓度有助于生成产物,故答案为:降低溶液中氢离子的浓度,促进碳酸氢根离子的电离,增大溶液中碳酸根离子的浓度;
②根据萃取原理可知,应选择的实验条件是酸性条件,为了使Ce3+尽可能多地发生上述转移,可以采用多次萃取;
③“反萃取”得到的水溶液中含有浓度较大的Ce3+,过滤后溶液中Ce3+离子浓度较小,故答案为:Ce3+;
23. (2022年新高考山东卷)工业上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3,含SiO2等杂质]为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下:
回答下列问题:
(2)部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中,按物质的量之比n(Na2CO3):n(SiF62-)=1:1加入Na2CO3脱氟,充分反应后,c(Na2+)_______mol·L-1;再分批加入一定量的BaCO3,首先转化为沉淀的离子是_______。
BaSiF6
Na2SiF6
CaSO4
BaSO4
Ksp
1.0×10-6
4.0×10-6
9.0×10-4
1.0×10-10
答案:(2)2.0×10-2 SO42-
解析:氟磷灰石用硫酸溶解后过滤,得到粗磷酸和滤渣,滤渣经洗涤后结晶转化为石膏;粗磷酸以精制I脱氟、除硫酸根离子和SiF62-,过滤,滤液经精制II等一系列操作得到磷酸。
(2)精制1中,按物质的量之比n(Na2CO3):n(SiF62-)= 1:1加入Na2CO3脱氟,该反应的化学方程式为H2SiF6+ Na2CO3=Na2SiF6↓+CO2↑+ H2O,充分反应后得到沉淀Na2SiF6,溶液中有饱和的Na2SiF6,且c(Na+)=2c(SiF62-),根据Na2SiF6的溶度积可知Ksp= c2(Na+)• c(SiF62-)=4c3(SiF62-),c(SiF62-) =mol•L-1,因此c(Na+)=2c(SiF62-)=2.0×10-2mol•L-1;同时,粗磷酸中还有硫酸钙的饱和溶液,c(Ca2+)=c(SO42-)=mol•L-1;分批加入一定量的BaCO3,当BaSiF6沉淀开始生成时,c(Ba2+)=mol•L-1,当BaSO4沉淀开始生成时,c(Ba2+)= mol•L-1,因此,首先转化为沉淀的离子是SO42-,然后才是SiF62-。
24.(2020年全国卷Ⅲ27,节选)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O):
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子
Ni2+
Al3+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀时(c=0.01 mol·L-1)的pH
7.2
3.7
2.2
7.5
沉淀完全时(c=1.0×10-5 mol·L-1)的pH
8.7
4.7
3.2
9.0
回答下列问题:
(2)“滤液②”中含有的金属离子是________________。
(3)“转化”中可替代H2O2的物质是________________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”,即,“滤液③”中可能含有的杂质离子为______________。
答案:(2)Ni2+、Fe2+、Fe3+ (3)O2或空气 Fe3+
解析:(2)滤饼①加稀硫酸酸浸,产生的滤液中的金属离子有Ni2+、Fe2+、Fe3+。
(3)过程中加入H2O2的目的是氧化Fe2+,由于Fe2+的还原性强,能与氧气反应,因此也可以用氧气或空气代替H2O2。如果过程中先“调pH”后“转化”,结合金属离子沉淀的有关pH数据可知,当调节pH小于7.2时,Fe2+不能形成沉淀,加入H2O2后Fe2+被氧化为Fe3+,因此滤液③中可能混有Fe3+。
25.(2019年高考全国卷Ⅰ)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
(2)“滤渣1”的主要成分有________________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是________。
答案:(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3 KSCN溶液
解析:(2)硼镁矿中的SiO2、Fe2O3、Al2O3与(NH4)2SO4溶液不反应,也不溶解,过滤后形成“滤渣1”。因为KSCN溶液遇Fe3+变为红色,所以KSCN溶液常用于Fe3+的检验。
【拓展训练·巩固考点】
1.(2025届新高三开学摸底湖北卷)某试样溶液中可能含有NH、Na+、Fe2+、Mg2+、SO、CO、
Cl-、NO,且阴离子的物质的量浓度相等。某同学利用该试样溶液进行实验,现象如下。下列说法正确的是
A.试样中肯定存在NH、Mg2+、SO和NO
B.该实验滤液M在酸性条件下与铜片的反应中,还原产物是NO2
C.该试样溶液中至少有5种离子存在,其中Na+一定存在,且c(Na+)=0.4mol·L-1
D.将上述实验产生的气体Y全部通入10mL1mol·L-1的NaOH溶液中,所得溶液中的阴离子主要为HCO
答案:D
解析:试样溶液中可能含有NH、Na+、Fe2+、Mg2+、SO、CO、Cl-、NO,且阴离子的物质的量浓度相等。加入过量的氢氧化钡生成气体X,为氨气(0.01mol),则含有铵根离子0.01mol;生成白色沉淀A加入足量稀盐酸,沉淀部分溶解生成气体Y,则生成Y为二氧化碳(0.01mol),说明含有碳酸根离子0.0mol,则不含亚铁离子、镁离子;沉淀B为硫酸钡(0.01mol),说明含有硫酸根离子0.01mol;滤液M在酸性环境中加入铜,瓶口出现红棕色气体,说明含有硝酸根离子0.01mol;不确定是否含有氯离子,若含有氯离子,根据溶液电中性可知,含有钠离子0.01mol×2+0.01mol×2+0.01mol+0.01mol-0.01mol=0.05mol;若不含氯离子,则含有钠离子0.01mol×2+0.01mol×2+0.01mol-0.01mol=0.04mol;
A.由分析可知,试样中肯定存在NH、SO、Na+和NO、CO,A错误;
B.瓶口出现红棕色气体,则该实验滤液M在酸性条件下与铜片的反应中,还原产物是NO,NO在瓶口与空气中氧气生成二氧化氮,B错误;
C.该试样溶液中至少有5种离子存在,其中Na+一定存在,且c(Na+)≥0.4mol·L-1C错误;
D.将上述实验产生的气体二氧化碳0.01mol,全部通入10mL1mol·L-1的NaOH溶液中,反应所得溶液中的阴离子主要为HCO,D正确。
2.(2025届新高三开学摸底浙江卷)在溶液中能大量共存的离子组是
A.Fe3+、SCN-、Cl-、Ca2+ B.Na+、SO42-、Fe2+、I-
C.Ag+、Na+、K+、S2- D.H+、MnO4-、Cl-、Mg2+
答案:B
解析:A.Fe3+和SCN-可形成红色络合物,A不符合题意;
B.Na+、SO42-、Fe2+、I-相互不反应,可大量共存,B符合题意;
C.Ag+和S2-可形成Ag2S沉淀,C不符合题意;
D.MnO在酸性条件下可氧化Cl-,D不符合题意;故选B。
3. (2024届北京海淀区期中)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 遇酚酞变红的溶液中:Na+、K+、SO、F-
B. 无色透明溶液中:Cu2+、Al3+、HCO、SO
C. 能使品红褪色的溶液中:MnO、Mg2+、I-、Ca2+
D. 与Al反应能生成氢气的溶液中:NH、Fe3+、NO、SO
答案:A
解析:A.遇酚酞变红的溶液中含有大量氢氧根离子,OH-、Na+、K+、SO、F-相互之间不反应,能共存,A符合题意;
B.铜离子为蓝色,且铝离子、碳酸氢根离子会双水解反应而不共存,B不符合题意;
C.碘离子和高锰酸根离子会发生氧化还原反应而不共存,C不符合题意;
D.与Al反应能生成氢气的溶液可能为酸性或碱性;碱性溶液中,氢氧根离子和铵根离子、铁离子均反应而不共存,D不符合题意;
4. (2024届黑龙江齐齐哈尔普高联谊校)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 无色透明的溶液中:K+、NH、Cu2+、NO
B. 碱性溶液中:Cl-、CO、K+、AlO
C.c(I-)=0.10mol·L-1的溶液中:Al3+、Fe3+、Cl-、CO
D. 酸性溶液中:Na+、ClO-、SO、I-
答案:B
解析:A.含有Cu2+是蓝色溶液,选项A不符合题意;
B.碱性溶液中四种离子不反应,可以大量共存,选项B符合题意;
C.c(I-)=0.10mol·L-1的溶液中I-会与Fe3+反应生成亚铁离子和碘单质,且铝离子、铁离子均会和碳酸根离子发生完全双水解,不能大量共存,选项C不符合题意;
D.酸性溶液中次氯酸根能将碘离子氧化,且酸性条件下H+会与ClO-形成弱电解质HClO,不能共存,选项D不符合题意;
5.(2024届黑龙江省哈尔滨)常温下,下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A.pH=1的溶液:Fe2+、Mg2+、SO、NO B.pH=12的溶液:K+、Na+、NO、CO
C.pH=7的溶液:Na+、Cu2+、S2﹣、Cl﹣ D.pH=7的溶液:Al3+、K+、Cl﹣、HCO
答案:B
解析:A.pH=1的溶液呈酸性Fe2+、NO发生氧化还原反应,故A错误;
B.pH=12的溶液中存在大量OH﹣,K+、Na+、NO、CO之间不反应﹣反应,能够大量共存,故B正确;
C.pH=7的溶液中Cu2+、S2﹣之间反应生成CuS沉淀,不能大量共存,故C错误;
D.pH=7的溶液中Al3+、HCO之间发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,故D错误;
6.(2024届重庆名校联盟)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.pH=1 的溶液中:Na+、K+、NO、S2O
B.透明溶液中:Fe3+、Na+、NO、Cl﹣
C.0.1mol•L﹣1KI溶液中:NH、Fe3+、Cl﹣、SO
D.能使甲基橙变红的溶液中:Mg2+、Ba2+、NO、HCO
答案:B
解析:A.pH=1的溶液呈酸性,NO、S2O在酸性溶液中发生氧化还原反应,不能大量共存,故A错误;
B.Fe3+、Na+、NO、Cl﹣之间不反应,能大量共存,故B正确;
C.Fe3+、I﹣之间发生氧化还原反应,不能大量共存,故C错误;
D.能使甲基橙变红的溶液呈酸性,H+、HCO之间反应生成二氧化碳气体和水,故D错误;
7.(2024届重庆名校联盟)40mLX溶液中可能含有下列离子中的若干种:Na+、NH、Mg2+、Fe3+、Al3+、Cl﹣、SO现对X溶液进行如图所示实验,其现象和结果如图。下列说法正确的是
A.X溶液中一定含有Mg2+、Al3+、Cl﹣,不含有Na+和NH
B.X溶液中一定含有Na+、Mg2+、Cl﹣,可能含有Al3+
C.X溶液中一定含有Na+,且c(Na+)为1.50mol/L
D.X溶液中c(Mg2+)为0.50mol/L、c(Al3+)为0.250mol/L
答案:C
解析:20mLX溶液中加入硝酸钡溶液,没有明显现象,说明X溶液不含SO,再加入足量加入硝酸银溶液,产生白色沉淀,该沉淀只能是AgCl,说明X溶液含有Cl﹣,且n(Cl﹣)=n(AgCl)==0.1mol;20mLX溶液中加入氢氧化钠溶液,加热,由滤液稀释后氢氧根离子浓度,可知氢氧化钠有剩余,反应消耗NaOH为:0.025L×4.00mol/L-0.2L×0.1mol/L=0.08mol,不产生刺激性气味的气体,证明不含有NH离子,有白色沉淀生成,白色沉淀只能为Mg(OH)2,说明X溶液含有Mg2+,则一定不含Fe3+,n(Mg2+)=[Mg(OH)2]==0.02mol,0.02molMg2+消耗NaOH为0.02mol×2=0.04mol<0.08mol,故X溶液还含有Al3+,由Al3++4OH﹣=AlO+2H2O,可知n(Al3+)==0.01mol,由于2n(Mg2+)+3n(Al3+)=0.02mol×2+0.01mol×3=0.07mol<n(Cl﹣)=0.1mol,根据溶液呈电中性,可知X一定含有Na+,且20mL溶液中n(Na+)=0.1mol-0.07mol=0.03mol。
A.由分析可知+、Mg2+、Al3+、Cl﹣,一定不含NH、Fe3+、SO,故A错误;
B.X溶液中一定含有Na+、Mg2+、Al3+、Cl﹣,故B错误;
C.X溶液中c(Na+)==1.50mol·L-1,故C正确;
D.X溶液中一定含有Mg2+,且c(Mg2+)==1.00mol·L-1,c(Al3+)==0.50mol•L﹣1,故D错误;
8. (2024届安徽百校大联考)某反应过程中存在Fe2+、NO、Fe3+、NH、H+和H2O六种粒子,测得Fe3+、a的质量分数(ω)随时间变化的曲线如图所示,下列判断正确的是
A.a代表NH B. 反应后溶液pH值基本不变
C. 还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶8 D. 根据信息可知Fe(NO3)2溶液不宜加酸酸化
答案:D
解析:A.根据图像得出NO、H+、Fe2+反应,反应中 Fe2+发生氧化反应,NO发生还原反应,浓度降低,a代表 NO,A项错误;
B.该反应的离子方程式为8Fe2++NO+10H+=8Fe3++NH+3H2O,反应消耗H+,pH值增大,B项错误;
C.根据分析,还原剂 Fe2+与氧化剂NO的物质的量之比为 8∶1,C项错误;
D.根据分析,NO与 H+同时存在时有强氧化性,因此Fe(NO3)2不宜加酸酸化,D项正确;
9. (2024届安徽百校大联考)下列给定条件下的粒子一定能大量共存的是
A. 无色溶液中:K+、Mg2+、Br2、NO
B. 与A1反应生成H2的溶液中:Cu2+、K+、Cl-、NO
C.c(A13+)=0.1mol·L-1的溶液中:Na+、NH、Cl-、SO
D.c(Ca2+)=0.1mol·L-1的溶液中:NH、SiO、CH3COO-、Br-
答案:C
解析:A.Br2溶于水显橙黄色,A 错误;
B.与Al反应生成 H2的溶液可能显酸性,也可能显碱性。在酸性溶液中含有大量 H+,H+与 NO 起HNO3的作用,表现强氧化性,与Al反应不能产生H2;在碱性溶液中含有大量OH-,OH-与Cu2+会形成Cu(OH)2沉淀,也不能大量共存,B 错误;
C.Al3+与选项离子之间不能发生任何反应,可以大量共存,C符合题意;
D.Ca2+与SiO会产生沉淀而不能大量共存,NH与SiO因发生双水解反应而不能大量共存,D错误;
10. (2024届安徽亳州五校联考)常温下,下列各组离子在给定溶液中可能大量共存的是
A. 麦芽糖溶液中:MnO、K+、H+、NO
B. 能使苯酚溶液显紫色的溶液中:SO、HCO、Na+、Cl-
C. 水电离出来的c(H+)=10-13mol/L的溶液中:K+、CO、Br-、AlO
D. 滴加甲基橙显红色的水溶液中:NH、K+、S2O、Cl-
答案:C
解析:A.麦芽糖具有还原性,酸性条件下MnO具有强氧化性,两者不能共存,A错误;
B.能使苯酚溶液显紫色的溶液中含有Fe3+,与HCO因发生双水解而不能大量共存,B错误;
C.水电离出来的c(H+)=10-13mol/L的溶液可能呈酸性也可能呈碱性,酸性条件下,CO和AlO都能与H+反应不能共存,C正确;
D.滴加甲基橙显红色的水溶液呈酸性,在酸性条件下S2O能发生反应,不能大量共存,D错误;
11. (2024届安徽徽师联盟联考)微粒观和变化观是化学基本观念的重要组成部分。常温下,下列溶液中的微粒能大量共存的是
A. 加入铁产生H2的溶液:K+、SO、Na+、ClO- B. 通入氨气的溶液:Ba2+、Na+、I-、HCO
C. 加入硫酸镁的溶液:A13+、Na+、NO、Cl- D. 加入过氧化钠的溶液:Na+、NH、Cl-、S2-
答案:C
解析:A.加入铁产生氢气的溶液呈酸性,ClO-与 H+反应,A 错误;
B.通入氨气的溶液呈碱性,HCO与 OH-反应,B 错误;
C.Al3+、Na+、NO、Cl-四种离子互不反应,且与硫酸镁也不反应,C 正确;
D.加入过氧化钠的溶液,溶液显碱性与强氧化性,NH与 OH-反应,S2-将被氧化,D 错误;
12. (2024届安徽徽师联盟联考)在复杂的体系中,确认化学反应先后顺序有利于解决问题,下列化学反应先后顺序判断正确的是
A. 含有等物质的量的A13+、NH的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液:NH、A13+、Al(OH)3
B. 含有等物质的量的CO、OH-的混合溶液中,逐滴加入MgC12溶液:OH-、CO
C. 含有等物质的量的Fe3+、Cu2+的混合溶液中,逐渐加入锌粉:Cu2+、Fe3+、Fe2+
D. 含有等物质的量的CO、HCO的混合溶液中,逐滴加入盐酸溶液:HCO、CO
答案:B
解析:A.由于碱性 NH3·H2O>Al(OH)3,且Al(OH)3是两性氢氧化物,含有等物质的量的Al3+、NH的混合溶液中,逐滴加入NaOH 溶液,先是 Al3+与OH-反应生成 Al(OH)3沉淀,再是NH与OH-反应生成 NH3·H2O,最后是Al(OH)3溶解,A错误;
B.由于Mg(OH)2是难溶物,MgCO3是微溶物,含有等物质的量的CO、OH-的混合溶液中,逐滴加入 MgCl2溶液,先 Mg2+与OH-反应生成 Mg(OH)2沉淀,再是Mg2+与CO反应生成MgCO3沉淀,B正确;
C.由于氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,含有等物质的量的Fe3+、Cu2+的混合溶液中,逐渐加入锌粉:先将 Fe3+还原为Fe2+,再将Cu2+还原为Cu,最后将Fe2+还原为Fe,C错误;
D.含有等物质的量的CO、HCO的混合溶液中,逐滴加入盐酸溶液,CO与 H+反应生成 HCO,再是HCO与H+反应生成CO2,D错误;
13. (2024届安徽徽师联盟联考)某无色溶液中可能含有①Na+、②A13+、③Mg2+、④Br-、⑤SO、⑥CO、⑦Cl-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
用玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸中央
pH试纸变蓝
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BaCl2溶液
无沉淀产生
Ⅳ
取Ⅱ的上层溶液,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①④⑥ 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①⑤⑦
答案:A
解析:步骤Ⅱ说明该溶液中一定存在Br-;根据步骤Ⅱ和步骤Ⅲ,该溶液一定无 SO,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 CO,根据离子共存原则,不存在Al3+、
Mg2+;溶液呈电中性,所以溶液中的阳离子只能是Na+;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①④⑥,一定不存在的离子是②③⑤,不能确定的离子是⑦,故选A。
14. (2024届北京海淀区期中)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 遇酚酞变红的溶液中:Na+、K+、SO、F-
B. 无色透明溶液中:Cu2+、Al3+、HCO、SO
C. 能使品红褪色的溶液中:MnO、Mg2+、I-、Ca2+
D. 与Al反应能生成氢气的溶液中:NH、Fe3+、NO、SO
答案:A
解析:A.遇酚酞变红的溶液中含有大量氢氧根离子,氢氧根离子、Na+、K+、SO、F-相互之间不反应,能共存,A符合题意;
B.铜离子为蓝色,且铝离子、碳酸氢根离子会双水解反应而不共存,B不符合题意;
C.碘离子和高锰酸根离子会发生氧化还原反应而不共存,C不符合题意;
D.与Al反应能生成氢气的溶液可能为酸性或碱性;碱性溶液中,氢氧根离子和铵根离子、铁离子均反应而不共存,D不符合题意;
15.(2024届广东二模)下列各组离子在溶液中可以大量共存的是
A.Na+、Fe3+、SO、SCN- B.K+、Na+、AlO、OH-
C.H+、Na+、Fe2+、MnO D.Na+、H+、Fe2+、NO
答案:B
解析:A.铁离子与硫氰根离子反应生成硫氰化铁络合物,不能大量共存,故A错误;
B.四种离子相互间不发生反应,能够大量共存,故B正确;
C.酸性环境下,高锰酸根离子能够氧化亚铁离子,因发生氧化还原反应不能大量共存,故C错误;
D.酸性环境下,硝酸能够氧化亚铁离子,因发生氧化还原反应不能大量共存,故D错误。
16.(2024届广东一模)下列离子在溶液中能大量共存的一组是
A.H+、Na+、Cl- B.Ag+、Cl-、NO C.Fe3+、Na+、OH- D.Ba2+、NO、SO
答案:A
解析:A.H+、Na+、Cl-互不反应,可以大量共存,故A符合题意;
B.Ag+与Cl-生成AgCl沉淀不能大量共存,故B不符合题意;
C.Fe3+与OH-生成Fe(OH)3沉淀不能大量共存,故C不符合题意;
D.Ba2+与SO生成BaSO4沉淀不能大量共存,故D不符合题意;
17.(2024届广东一模)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SO、I-
B.室温下,碱性溶液中:NO、K+、Na+、SO
C.含有大量Fe3+的溶液中:Al3+、SCN-、Br-、Na+
D.室温下,酸性溶液中:Na+、NH、SO、HSO
答案:B
解析:A.Fe3+具有氧化性,I-具有还原性,二者因发生氧化还原反应而不共存,A不符合题意;
B.碱性溶液中有OH-,与NO、K+、Na+、SO之间相互不发生反应,可以大量共存,B符合题意;
C.Fe3+与SCN-可以发生络合反应生成血红色的Fe(SCN)3而不共存,C不符合题意;
D.酸性溶液中含有H+,与HSO反应生成SO2和H2O而不能大量共存,D不符合题意;
18. (2024届华南师大附中)下列各组离子中能大量共存的是
A.Cl-、OH-、SO、NH B.H+、Fe2+、SO、Cl-
C.K+、Ba2+、NO、SO D.H+、Cl-、MnO、Fe2+
答案:B
解析:A.OH-、NH能结合成一水合氨,不能大量共存,A错误;
B.该组离子彼此不发生反应,可以大量共存,B正确;
C.Ba2+、SO结成硫酸钡沉淀,不能大量共存,C错误;
D.酸性条件下MnO能氧化Cl-、Fe2+,不能大量共存,D错误;
19. (2024届黑龙江大庆实验中学)常温下,下列各离子组在指定溶液中能大量共存的是
A. 在Fe(NO3)2溶液中:K+、H+、SO、Cl-
B.c(Fe3+)=0.1mol/L的溶液中:H+、SCN-、Br-、K+
C. 使石蕊变红的溶液中:Na+、NH、NO、SO
D.lg=-3的溶液中:Na+、ClO-、CO、Cl-
答案:D
解析:A.在Fe(NO3)2溶液中:Fe2+、NO、H+三者发生氧化还原反应而不共存,故A不符合题意;
B.c(Fe3+)=0.1mol/L的溶液中:Fe3+与SCN-反应而不能大量共存,故B不符合题意;
C.使石蕊变红的溶液中,溶液呈酸性,则H+、NO、SO发生氧化还原反应而不共存,故C不符合题意;
D.lg=-3的溶液中,溶液呈碱性,Na+、ClO-、CO、Cl-都大量共存,故D符合题意。
20.(2024届江西抚州二中)某溶液只含有下列离子:NH、Na+、Fe2+、NO、I-、SO、AlO中的四种(忽略水的电离及盐的水解),且各离子的物质的量浓度相等,现进行如下实验:
①取少量该溶液加NaOH溶液共热,产生刺激性气味的气体,未观察到其他明显现象;
②取少量该溶液加足量的硝酸,可观察到红棕色气体,未观察到沉淀生成。
根据上述实验,下列说法正确的是
A.根据实验①只能确定原溶液中一定有NH,没有Fe2+
B.取实验②后的溶液滴加淀粉,溶液变蓝色
C.原溶液中可能含有NH、Na+、SO、I-四种离子
D.取少量原溶液加酸性高锰酸钾溶液,有两种离子被氧化
答案:B
解析:①取少量该溶液加NaOH溶液共热,产生刺激性气味的气体NH3,即溶液中含NH;根据NH是弱碱阳离子,能和AlO发生双水解,故溶液中无AlO;未观察到其它明显现象,故溶液中无Fe2+;②另取少量该溶液加足量的硝酸,可观察到红棕色气体,说明溶液中有还原性离子,即I-、SO均有或至少有一种,故溶液中一定无Fe2+、AlO;一定有NH,I-、SO均有或至少有一种,可能有Na+、NO,由于离子要求有4种,且各离子的物质的量浓度相等,根据溶液要满足电荷守恒可知,溶液中不能存在SO,当溶液中有SO时,则一定还含Na+、NH,不能含NO和I-,此时溶液中离子种类不是4种,不符合题意要求;则溶液中一定含I-,根据要含溶液中四种离子且浓度相等,故溶液中一定含Na+、NH、I-、NO。
A.由实验①除了能确定原溶液中一定有NH,没有Fe2+,AlO,故A错误;
B.由于溶液中含I-,故加入足量的硝酸后能将其氧化为I2,故加入淀粉后变蓝,故B正确;
C.根据上面分析可知溶液中一定含Na+、NH、I-、NO,一定没有:Fe2+、NO、SO、AlO,故C错误;
D.由于溶液中含Na+、NH、I-、NO,加入高锰酸钾溶液后,只有I-被氧化,故D错误;
21. (2024届宁夏石嘴山平罗中学)下列微粒在所给条件下,一定可以大量共存的是
A. 与单质铝反应能产生大量氢气的溶液中:HCO、K+、I-、CH3COO-
B. 常温下pH<2的酸性溶液中:Fe2+、Al3+、SO、NH
C. 澄清透明酸性溶液中:NO、Na+、Fe2+、SO
D. 遇酚酞显红色的溶液中:Cl2、K+、NO、SO
答案:B
解析:A.与单质铝反应能产生大量氢气的溶液可能是强酸也可能是强碱,即其中含有大量的H+或大量的OH-,HCO既不能在强酸溶液中大量共存也不能在强碱溶液中大量共存,CH3COO-不能与H+大量共存,A错误;
B.常温下pH<2的酸性溶液中有大量的H+,Fe2+、Al3+、SO、NH、H+均能大量共存,B正确;
C.澄清透明酸性溶液中有大量的H+,H+、NO、Fe2+之间因发生氧化还原反应而不能大量共存,C错误;
D.遇酚酞显红色的溶液中含有大量的OH-,Cl2与OH-能发生反应:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,D错误;
22. (2024届宁夏中宁第一中学)某溶液中仅含有Na+、Mg2+、SO、Cl-四种离子其物质的量浓度之比为c(Na+)∶c(Mg2+)∶c(Cl-)=3∶5∶5,若Na+浓度为3mol·L-1。则SO的浓度为
A. 2mol·L-1 B. 3mol·L-1 C. 4mol·L-1 D. 8mol·L-1
答案:C
解析:溶液中c(Na+)∶c(Mg2+)∶c(Cl-)=3∶5∶5,若Na+浓度为3mol·L-1,则c(Mg2+)=5mol·L-1,c(Cl-)=5mol·L-1,根据电荷守恒可知,c(Na+)+2c(Mg2+)=c(Cl-)+2c(SO),带入数据可得,c(SO)=4mol·L-1,故答案为C。
23. (2024届四川攀枝花第十五中学)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−1NaOH溶液:Na+、K+、CO、AlO
B.0.1 mol·L−1FeCl2溶液:K+、Mg2+、SO、MnO
C.0.1 mol·L−1K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl−、OH−
D.0.1 mol·L−1H2SO4溶液:K+、NH、NO、HSO
答案:A
解析:此题考的是离子共存问题,应从选项的条件获取信息,再从中判断在此条件的环境中是否有离子会互相反应,能大量共存就是没有可以互相发生反应的离子存在。
A.是一个碱性环境,离子相互间不反应,且与OH-不反应,能大量共存;
B.MnO具有强氧化性,Fe2+具有还原性,两者会发生氧化还原反应而不能大量共存;
C.Ba2+可以与CO发生反应生成沉淀而不能大量存在;
D.酸性条件下H+与HSO不能大量共存,同时酸性条件下NO表现强氧化性会将HSO氧化而不能大量共存;
24. (2024届四川攀枝花第十五中学)下列各组微粒一定能大量共存的是
A. 遇KSCN变红色的溶液中:Na+、Mg2+、CH3COOH、Cl-
B. 某无色溶液中:OH-、K+、HClO、Ba2+
C. 0.1mol/LNa2S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:A. 遇KSCN变红色的溶液中有Fe3+,Fe3+、Na+、Mg2+、CH3COOH、Cl-之间相互不反应,能大量共存,A项正确;
B.OH-和HClO发生反应而不能大量共存,B项错误;
C.Na2S溶液中S2-和Al3+会发生相互促进的双水解反应而不能大量共存,C项错误;
D. 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。
25. (2024届四川攀枝花第十五中学) Ag2SO4微溶于水,可溶于硝酸。溶液X中可能含有Na+、Ca2+、Fe2+、Cl-、Br-、CO、SiO、SO中的几种离子,为了确定其组成,某同学进行了如下实验,下列说法正确的是:
A. 溶液X中一定含有Na+、Cl-和SiO
B. 为确定溶液X中是否含有SO,可取溶液2,加入BaCl2溶液
C. 溶液X中一定不含Ca2+、Fe2+、Br-
D. 在溶液X中依次滴入盐酸、双氧水和硫氰化钾溶液后,溶液将变为红色
答案:C
解析:溶液X与盐酸反应生成气体和沉淀,气体为二氧化碳、沉淀为硅酸,则一定含CO、SiO,Ca2+、Fe2+不能与CO共存,则溶液中一定不含Ca2+、Fe2+,由电荷守恒可知一定存在的阳离子为Na+;溶液1中含过量盐酸,则溶液1与过量硝酸银反应生成白色沉淀为AgCl,但不能确定是否含Cl-,由于AgBr为淡黄色沉淀,因此一定不含Br-,不能确定是否含SO。
A. 溶液X中一定含有Na+、CO、SiO,由流程知,实验中分别滴加了过量的盐酸、过量的硝酸银,已知Ag2SO4微溶于水,可溶于硝酸,故溶液1中与过量硝酸银反应,必定生成白色沉淀AgCl,不能由此确定原溶液是否含Cl−,故A错误;
B. 溶液2加入BaCl2溶液,必定出现白色沉淀,不能据此判断溶液X中是否含有SO,因溶液2中含银离子,故B错误;
C. 一定含CO、SiO,由离子共存可知,一定不含Ca2+、Fe2+,与过量硝酸银反应生成白色沉淀,则一定不含Br-,故C正确;
D.X中不含Fe2+,滴入盐酸、双氧水和硫氰化钾溶液后,不可能出现血红色Fe(SCN)3,故D错误;
26. (2024届天津北辰区联考)25℃时,下列各组离子中可以在水溶液中大量共存的是
A.H+、NH、ClO-、Cl- B.H+、Mg2+、I-、NO
C.Na+、Al3+、HCO、SO D.K+、Na+、SO、OH-
答案:D
解析:A.H+与ClO-反应生成次氯酸而不能大量共存,故A不符合题意;
B.H+、I-、NO发生氧化还原反应而不能大量共存,故B不符合题意;
C.Al3+与HCO反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体而不能大量共存,故C不符合题意;
D.K+、Na+、SO、OH-是大量共存,故D符合题意。
27. (2024届河南许昌三模) 某强酸性无色溶液中可能含表中的若干种离子。
阳离子
Mg2+、NH、Ba2+、Al3+、Fe2+
阴离子
SiO、MnO、Cl-、NO、SO
实验Ⅰ:取少量该溶液进行如图实验。
实验Ⅱ:为了进一步确定该溶液的组成,取100 mL原溶液,向该溶液中滴加1 mol·L-1的NaOH溶液,产生沉淀的质量与氢氧化钠溶液体积的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)不进行实验就可以推断出表中的离子一定不存在的离子有________种。
(2)通过实验Ⅰ可以确定该溶液中一定存在的阴离子是________(填离子符号)。
(3)写出实验Ⅱ的图像中BC段对应的离子方程式:__________________________________。
(4)A点对应的固体质量为________ g。
(5)该溶液中阴离子的浓度为________ mol·L-1。
答案:(1)4 (2)NO (3)Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O (4)0.136 (5)0.08
解析:(1)强酸性无色溶液中Fe2+、SiO、MnO、SO一定不存在,即一定不存在的离子有4种。
(2)实验Ⅰ中向溶液中加入硝酸银没有沉淀,说明不存在Cl-;加入稀硫酸后得到溶液说明没有Ba2+;加入过量的氢氧化钠溶液后有气体,说明存在NH,有沉淀说明存在Mg2+、Al3+或二者都有,根据题目信息中强酸性判断不存在硅酸根,因为会生成硅酸沉淀,也不存在亚硫酸根离子,因为会反应生成二氧化硫,而阴离子只剩硝酸根离子,根据电荷守恒判断,肯定存在硝酸根离子。
(3)实验Ⅱ的图像中BC段是Al(OH)3溶于过量NaOH溶液的过程,对应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O。
(4)BC段沉淀溶解发生的反应是:Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O,根据氢氧根的物质的量n=1×(9-8)×10-3 mol,计算得n(Al3+)=10-3 mol,根据在生成沉淀过程中发生的反应Al3++3OH-=Al(OH)3↓,Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,总共消耗氢氧化钠为(6-1)×10-3 mol,其中铝离子消耗氢氧根离子是3×10-3 mol,镁离子消耗氢氧根则是2×10-3 mol,故镁离子的物质的量为10-3 mol,A点得到的固体是1×10-3 mol Al(OH)3和1×10-3 mol Mg(OH)2,固体质量是1×10-3×58 g+1×10-3×78 g=0.136 g。
(5)根据上述,溶液中存在的离子是Mg2+、NH、Al3+、NO、H+,根据图像开始阶段NaOH中和
H+,则溶液中n(H+)=1×10-3 mol;AB段发生的反应及消耗的氢氧根离子的物质的量为(8-6)×10-3 mol,计算得铵根离子是2×10-3 mol;根据电荷守恒:n(NH)+n(H+)+2n(Mg2+)+3n(Al3+)=n(NO),解得:n(NO)=8×10-3 mol,则c(NO)===0.08 mol/L。
28. (2024届新疆和田地区第二中学)今有一混合物的水溶液,初步确定只可能含有下列离子中的若干种:K+、NH、Cl-、Ca2+、Ba2+、CO、SO,且含有的各离子的个数相等。现取三份该溶液各100mL进行如下实验:
第一份溶液中,滴加AgNO3溶液,有沉淀产生;
第二份溶液中,加入足量NaOH浓溶液共热,有无色气体生成;
第三份溶液中,加入足量BaCl2溶液后,得到白色沉淀,加入足量的稀盐酸沉淀全部溶解。
根据上述实验,回答以下问题:
(1)请写出第二份溶液中生成无色气体的离子方程式:_____________________________。
(2)综合上述实验结果,关于该混合物的组成,依认为以下说法正确的是_____(填标号)。
A. NH、CO一定有,Cl-一定没有 B. K+一定有,SO一定没有,Cl-可能有
C. Ca2+、Ba2+一定没有,K+、Cl-可能有 D. NH、SO、Cl-一定有,Ca2+、K+可能有
答案:(1)NH+OH-NH3↑+H2O (2)A
解析:今有一混合物的水溶液,初步确定只可能含有下列离子中的若干种:K+、NH、Cl-、Ca2+、Ba2+、CO、SO,且含有的各离子的个数相等。现取三份该溶液各100mL进行如下实验:第一份溶液中,滴加AgNO3溶液,有沉淀产生,说明溶液中可能有Cl-、CO、SO;第二份溶液中,加入足量NaOH浓溶液共热,有无色气体生成,说明溶液中有NH;第三份溶液中,加入足量BaCl2溶液后,得到白色沉淀,加入足量的稀盐酸沉淀全部溶解,说明溶液中无SO,有CO、无Ca2+、Ba2+,含有的各离子的个数相等,由电荷守恒,一定含有钾离子,一定不含氯离子。
(1)第二份溶液中生成无色气体的离子方程式:NH+OH-NH3↑+H2O。故答案为:NH+OH-NH3↑+H2O;
(2)由分析可知:A.NH、CO一定有,Cl-一定没有,故A正确;
B.K+一定有,SO一定没有,Cl-一定没有,故B错误;
C.Ca2+、Ba2+一定没有,K+一定有、Cl-一定没有,故C错误;
D.NH、K+一定有,Ca2+、SO、Cl-一定没有,故D错误;
故答案为:A。
29. (2024届天津北辰区联考)化合物X由4种元素组成。某兴趣小组按如图流程进行实验:
请回答:
(3)根据溶液G后续的操作可知,溶液G中没有___________离子;经检测固体纯净物H为单质铁,则组成X的元素有____、____、____、____,X的化学式为________。
(4)设计实验确定溶液G中阴离子:用玻璃棒蘸取溶液G,点在红色石蕊试纸上,若变蓝,说明___________;取少量溶液G,加入足量H2O2,用盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀,说明___________。
答案:(3)SO; Fe、O、S、H;FeH(SO4)2 (4)存在OH-;有S2-或SO
解析:X形成水溶液,与氯化钡反应生成白色沉淀,且沉淀不与盐酸反应说明沉淀为硫酸钡,X中还有硫酸根离子,溶液中加入KSCN变化说明还有铁离子,B为4.66g则为0.02mol硫酸钡,H中为Fe单质,即为0.01mol,X中含有0.01molFe、0.02mol硫酸根离子。
(3)溶液G加盐酸酸化后加氯化钡溶液,说明X与Na反应后得到的固体F中没有硫酸根离子。H为单质铁,则X中含有Fe、S、O。根据质量守恒,剩下一种元素的质量为2.49-0.02×96-0.56=0.01g,铁和硫酸根的物质的之比为1∶2,X中Fe化合价为+3价,可以推测最后一种元素为H,且为0.01mol。 X的化学式为FeH(SO4)2。
(4)G溶液可使红色石蕊试纸变蓝,说明溶液呈碱性,存在OH-;被过氧化氢氧化后能与氯化钡反应产生不溶于HCl的硫酸钡沉淀,说明G溶液中存在亚硫酸根离子或硫离子。
30.(2024河南省洛阳市创新发展联盟)150mL某无色溶液中可能含有Na+、NH、Mg2+、Al3+、Fe3+、Ba2+、CO、SO中的若干种,现将此溶液分成三等份,进行如下实验:
①向第一份中加入足量的0.5mol·L-1-1稀盐酸,生成0.448L气体(已换算成标准状况下);
②向第二份中加入足量NaOH溶液并加热,收集到0.04mol气体;
③向第三份中加入足量BaCl2溶液,得到沉淀6.27g,加入足量(0.5mol·L-1稀盐酸充分反应后,剩余沉淀2.33g。
根据上述实验,回答下列问题:
(1)用12mol·L-1的浓盐酸配制240mL0.5mol·L-1稀盐酸,需要用量筒量取_______mL浓盐酸,若在量取浓盐酸时俯视刻度线,则会导致配制的稀盐酸的浓度_______(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(2)实验②中生成气体的离子方程式为______________________________________。
(3)实验③中沉淀部分溶解的化学方程式为__________________________________________,剩余沉淀的化学式为___________。
(4)原溶液中c(SO)=__________mol·L-1,c(CO)_______mol·L-1
(5)经分析,溶液中一定存在Na+,理由是__________________________________________。
答案:(1)10.4 偏低 (2)NH+OH-NH3↑+H2O
(3) BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O BaSO4 (4) 0.2 0.4
(5)经分析得知溶液中一定存在的离子有NH、CO、SO,根据离子共存原则可知溶液中一定不存在 Mg2+、Al3+、Fe3+、Ba2+,且硫酸根离子和碳酸根离子所带负电荷总量大于铵根离子所带正电荷总量,只有存在钠离子,溶液才能保持电中性
解析:某无色溶液中可能含有Na+、NH、Mg2+、Al3+、Fe3+、Ba2+、CO、SO中的若干种,则肯定不含有色离子Fe3+;
第一份中加入足量的0.5mol·L-1-1稀盐酸,生成0.448L气体,则含有CO0.02mol,不含Al3+、Ba2+;
向第二份中加入足量NaOH溶液并加热,收集到0.04mol气体,含有NH0.04mol;
向第三份中加入足量BaCl2溶液,得到沉淀6.27g,加入足量(0.5mol·L-1-1稀盐酸充分反应后,剩余沉淀2.33g。则可知,同时含有CO、SO,且CO:0.02mol、SO:0.01mol。
(1)配置240mL溶液,需要用250mL容量瓶,所以需要盐酸=0.0104L=10.4mL,量取盐酸时,俯视刻度线会使得取出盐酸偏少,所配置溶液浓度偏低;
(2)铵根与碱发生反应产生氨气:NH+OH-NH3↑+H2O
(3)由分析可知,溶解的物质为BaCO3,方程为:BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O,剩余物质为BaSO4;
(4)由分析可知,溶液中所含n(SO)=3×0.01mol=0.03mol,浓度为c==0.2mol·L-1;n(CO)=3×0.02mol=0.06mol,浓度为c==0.4mol·L-1;
(5)由上述分析可知,原溶液中含有NH:0.12mol、CO:0.06mol、SO:0.03mol,由电荷守恒可知,c(Na+)=0.06mol,Na+必然存在。
31.(2023届福建莆田锦江中学)某无色透明溶液中可能大量存在Ag+、Ca2+、Cu2+、Fe3+、Na+中的几种。请填写下列空白:
(1)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是___________。
(2)取少量原溶液,加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成;再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失。说明原溶液中肯定存在的离子是___________。
(3)取(2)中的滤液,加入过量的碳酸钠溶液,出现白色沉淀,说明原溶液中肯定有___________,有关的离子方程式为_________________________________________。
(4)原溶液可能大量共存的阴离子是___________(填字母)。
A.OH- B.SO C.NO D.Cl-
答案:(1)Cu2+、Fe3+ (2)Ag+ (3) Ca2+ Ca2++CO=CaCO3↓ (4)C
解析:(1)含有Fe3+的溶液呈黄色,含有Cu2+的溶液呈蓝色;无色溶液中一定不含Cu2+、Fe3+;所以不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是Cu2+、Fe3+;
(2)取少量原溶液,加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成;再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失。Cl-+Ag+=AgCl,说明原溶液中肯定存在的离子是Ag+;
(3)取(2)中的滤液,加入过量的碳酸钠溶液,出现白色沉淀,Ca2++CO=CaCO3↓,所以说明原溶液中肯定有Ca2+;
(4)A. OH-与Ag+反应生成沉淀,氢氧化钙微溶, OH-与Ca2+、Ag+不能大量共存,故不选A;
B. 硫酸银、硫酸钙微溶,SO与Ca2+、Ag+不能大量共存,故不选B;
C. NO与Ag+、Ca2+、Na+不反应,能大量共存,故选C;
D. Cl-与Ag+反应生成氯化银沉淀,不可能含有Cl-,故不选D;
32.(2023届福建平潭翰英中学)有一瓶澄清的溶液,其中可能含有NH、Mg2+、Ba2+、Al3+、Cl-、
I-、NO、CO、SO、AlO、SO,取该溶液进行以下实验:
(1)取pH试纸检验,溶液呈强酸性,可以排除_____、_____、____离子的存在。
(2)取出部分溶液,加入少量CCl4及数滴新制氯水,经振荡后CCl4层呈紫红色,可以判断_____离子不存在。
(3)另取出部分溶液逐渐加入NaOH溶液,使溶液从酸性逐渐变为碱性,在滴加过程中和滴加完毕后,溶液均无沉淀产生,则又可以排除_____、_____离子的存在。
(4)取出部分上述碱性溶液加Na2CO3溶液后,有白色沉淀生成,可以判断_______离子不存在。
(5)将(3)得到的碱性溶液加热,有气体放出,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。根据上述实验事实确定:该溶液中肯定存在的离子是_________,还不能确定是否存在的离子是__________。
答案:(1)AlO SO CO (2)NO (3) Mg2+ Al3+ (4)SO
(5) I-、NH、Ba2+ Cl-
解析:澄清的溶液,其中可能含有NH、Mg2+、Ba2+、Al3+、Cl-、I-、NO、CO、SO、AlO、SO;取pH试纸检验,溶液呈强酸性,则不含有和氢离子反应的AlO、SO、CO;取出部分溶液,加入少量CCl4及数滴新制氯水,经振荡后CCl4层呈紫红色,说明氯气将碘离子氧化为碘单质,样品存在碘离子、不存在和碘离子反应的硝酸根离子;另取出部分溶液逐渐加入NaOH溶液,使溶液从酸性逐渐变为碱性,在滴加过程中和滴加完毕后,溶液均无沉淀产生,则不存在和氢氧根离子反应的镁离子、铝离子;取出部分上述碱性溶液加Na2CO3溶液后,有白色沉淀生成,说明存在和碳酸根离子反应的钡离子,则不存在和钡离子不共存的硫酸根离子;将(3)得到的碱性溶液加热,有气体放出,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明生成了碱性气体氨气,样品含有铵根离子;不确定溶液是否存在氯离子;
(1)溶液呈强酸性,可以排除AlO、SO、CO;
(2)由分析可知,振荡后CCl4层呈紫红色,可以判断存在碘离子,不存在NO。
(3)溶液从酸性逐渐变为碱性,在滴加过程中和滴加完毕后,溶液均无沉淀产生,则又可以排除与氢氧根离子不共存的Mg2+、Al3+;
(4)加Na2CO3溶液后,有白色沉淀生成,说明存在和碳酸根离子反应的钡离子,则不存在和钡离子不共存的SO;
(5)(3)得到的碱性溶液加热,有气体放出,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明存在NH;
综上所述,肯定存在的离子是I-、NH、Ba2+,不能确定的离子是Cl-。
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