内容正文:
课时提升训练(3) 离子共存、检验与推断
1.常温下,下列各组离子在溶液中可能大量共存的是( )
A.K+、SO、S2-、SO
B.Fe2+、Ca2+、SO、MnO
C.Fe3+、Mg2+、NO、CO
D.Na+、K+、HCO、[Al(OH)4]-
答案:A
2.(2024·浙南名校联盟联考)下列关于物质的检验说法正确的是( )
A.某溶液中先滴加稀盐酸,再加入硝酸银溶液后,产生白色沉淀,证明原溶液含Cl-
B.向某溶液中加入氢氧化钠溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+
C.向无色溶液中滴加氯水和CCl4,振荡,静置,下层呈橙红色,证明原溶液中有Br-
D.待检液先加氯水,无明显现象,再加入KSCN溶液,溶液显红色则待检液中一定含有Fe2+
答案:C
3.常温下,在指定的溶液中一定能大量共存的离子组是( )
A.澄清透明的溶液:SO、SCN-、Fe3+、NH
B.使甲基橙变红的溶液:Na+、NO、Br-、S2O
C.加入铝产生氢气的溶液:Ba2+、Cl-、K+、I-
D.c(Al3+)=0.1 mol/L的溶液:HCO、Mg2+、Ca2+、CH3COO-
C 解析:Fe3+、SCN-会反应,不能大量共存,A错误;使甲基橙变红的溶液呈酸性, S2O在酸性条件下生成二氧化硫和硫单质,和氢离子不能大量共存,B错误;与铝反应能产生氢气的溶液为酸性或碱性,酸性或碱性条件下,Ba2+、Cl-、K+、I-均不反应,能大量共存,C正确;c(Al3+ )=0.1 mol/L的溶液中,Al3+与HCO发生相互促进的水解反应,不能大量共存,D错误。
4.(2024·浙江精诚联盟联考) 下列关于电解质溶液的说法不正确的是( )
A.室温下,0.1 mol/L弱酸HA的pH=3,HA的电离度为1%
B.室温下,5×10-4 mol/L Na2SO4稀溶液中,c(Na+)∶c(OH-)=500∶1
C.室温下,c(OH-)=100c(H+)的NH3·H2O溶液的pH=8
D.室温下,加水稀释NH4Cl溶液,保持不变
B 解析:室温下,0.1 mol/L弱酸HA的pH=3,c(H+)=10-3 mol/L,由HA⇌H++A-可知,电离度α===1%,A正确;室温下,5×10-4 mol/L Na2SO4溶液中,c(Na+)=10-3 mol/L,溶液呈中性,c(OH-)=10-7 mol/L,c(Na+)∶c(OH-)=10 000∶1,B错误;室温下,KW=c(H+)·c(OH-)=10-14,又c(OH-)=100c(H+),所以c(H+)=10-8 mol/L,pH=8,C正确;由物料守恒可知,==,室温下,加水稀释NH4Cl溶液,保持不变,D正确。
5.下列关于物质或离子检验的推断正确的是( )
A.向X溶液中滴加KSCN溶液,溶液显红色,证明X溶液中有Fe3+,无Fe2+
B.用盐酸酸化Y溶液,无现象,再加入氯化钡溶液,产生白色沉淀,则Y溶液中含有SO
C.用玻璃棒蘸取Z溶液在酒精灯上灼烧,火焰呈黄色,再透过蓝色钴玻璃观察火焰无紫色,则Z溶液中有Na+、无K+
D.用盐酸酸化W溶液,无现象,再向其中滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,则W溶液中含有Cl-
答案:B
6.(2024·浙江杭州强基联盟联考)下列粒子在所给条件下,能大量共存的是( )
A.滴加KSCN溶液后显红色的溶液中:NH、K+、OH-、I-
B.遇酚酞显红色的溶液中:Mg2+、K+、NO、SO
C.澄清透明的酸性溶液中:NO、Na+、Fe3+、SO
D.常温下,pH<1的溶液中:Ca2+、Al3+、Cl-、NH
D 解析:滴加KSCN溶液后显红色的溶液中含有大量Fe3+,Fe3+、NH均能与OH-发生反应,Fe3+与I-能发生氧化还原反应,不能大量共存,A错误;遇酚酞显红色的溶液中含有大量OH-,OH-与Mg2+能发生反应生成Mg(OH)2沉淀,不能大量共存,B错误;澄清透明的酸性溶液中含大量H+,H+与SO能发生反应生成SO2、H2O,且Fe3+与SO能发生氧化还原反应,不能大量共存,C错误;常温下,pH<1的溶液中含有大量H+,H+、Ca2+、Al3+、Cl-、NH之间不反应,能大量共存,D正确。
7.下列方程式不能合理解释相应事实的是( )
A.铝制餐具不宜用来长时间存放碱性食物:Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-和2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
B.用NaOH溶液除去油脂:CH3COOCH2CH3+OH-―→CH3COO-+CH3CH2OH
C.Na2CO3溶液使锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3:CO+CaSO4CaCO3+SO
D.使用含氟牙膏预防龋齿:Ca5(PO4)3OH+F-Ca5(PO4)3F+OH-
B 解析:铝制餐具表面有一层氧化膜,Al和Al2O3均能与碱性物质发生化学反应,因此不宜用来长时间存放碱性食物,对应的离子方程式无误,A不符合题意;油脂的主要成分是由高级脂肪酸(如硬脂酸C17H35COOH、软脂酸C15H31COOH等)和甘油形成的酯,CH3COOCH2CH3不属于高级脂肪酸甘油酯,对应的离子方程式错误,B符合题意;Na2CO3溶液可使锅炉水垢中的CaSO4转化为溶解度更小的CaCO3,便于后续用酸除去,利用了沉淀转化原理,对应的离子方程式无误,C不符合题意;牙齿表面薄层釉质Ca5(PO4)3OH易被有机酸溶解从而导致龋齿,含氟牙膏能使沉淀发生转化,形成更难溶的Ca5(PO4)3F,预防龋齿的原理为Ca5(PO4)3OH+F-Ca5(PO4)3F+OH-,增大c(F-),沉淀溶解平衡正向移动,生成更难溶的Ca5(PO4)3F,Ca5(PO4)3F比Ca5(PO4)3OH更能抵抗酸的侵蚀,D不符合题意。
8.某溶液只大量含有下列离子:NH、Na+、Mg2+、Fe2+、NO、CO、I-中的几种(忽略水的电离),且各离子的物质的量浓度相等,现进行如下实验:
(1)取少量该溶液加过量稀硫酸共热,观察到红棕色气体;
(2)取少量(1)所得的溶液,向溶液中加入过量氢氧化钠溶液,微热,生成刺激性气体,无沉淀生成。
根据上述实验,下列说法正确的是( )
A.仍需要焰色试验检验Na+的存在
B.取实验(1)后的溶液滴加淀粉溶液可能变蓝
C.原溶液中可能含有CO,一定不含Fe2+
D.取少量原溶液加新制氯水,原溶液中可能有两种离子被氧化
答案:B
9.(2025·浙江名校协作体联考)下列解释实验事实的方程式不正确的是( )
A.二氧化硫通入硝酸钡溶液中,产生白色沉淀:SO2+Ba2++H2O===BaSO3↓+2H+
B.硫酸铜除去电石与水反应产物中的杂质之一,生成黑色沉淀:Cu2++H2S===CuS↓+2H+
C.钢铁在中性条件下发生吸氧腐蚀的电化学方程:2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2
D.用银作阳极电极电解稀盐酸,阳极生成氯化银,阳极电极反应式:Ag-e-+Cl-===AgCl↓
A 解析:二氧化硫与硝酸钡溶液反应生成硫酸钡沉淀、一氧化氮和硝酸,反应的离子方程式为3SO2+3Ba2++2NO+2H2O===3BaSO4↓+2NO↑+4H+,A错误;H2S与CuSO4溶液反应生成黑色沉淀:Cu2++H2S===CuS↓+2H+,B正确;中性条件下,钢铁发生吸氧腐蚀,负极是铁失去电子变为亚铁离子,正极是氧气得到电子和水生成氢氧根,其总反应:2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2,C正确;用银作阳极电极,阳极为银单质失电子生成银离子,银离子与氯离子反应产生氯化银沉淀,阳极电极反应式:Ag-e-+Cl-===AgCl↓,D正确。
10.某溶液仅由Na+、Cu2+、Ba2+、Fe3+、CO、SO、Cl-中的若干种离子组成,取适量该溶液进行如图实验:
根据以上实验判断,下列推断错误的是( )
A.气体1通入澄清石灰水中,溶液变浑浊
B.白色沉淀2中加稀硝酸,沉淀不溶解
C.滤液2中加入碳酸钠溶液一定会产生白色沉淀
D.原溶液中一定存在Na+和Cl-
D 解析:原溶液加入过量盐酸得到气体1和无色溶液1,说明气体1为二氧化碳,原溶液中一定含有CO,不含有Cu2+、Ba2+、Fe3+;无色溶液1与过量Ba(OH)2溶液反应,过滤得到白色沉淀2和滤液2,说明白色沉淀为BaSO4,原溶液中一定含有SO;向滤液2中加入过量的硝酸和硝酸银溶液,过滤得到白色沉淀3和滤液3说明白色沉淀为氯化银,Cl-可能来自过量的盐酸,故原溶液中可能含有Cl-;由电荷守恒可知,原溶液中一定含有Na+,综上可知,原溶液中一定含有Na+、CO、SO,可能含有Cl-,一定不含Cu2+、Ba2+、Fe3+。气体1为能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳,A正确;白色沉淀2为不溶于稀硝酸的硫酸钡,B正确;滤液2中含有过量的氢氧化钡,向滤液2中加入碳酸钠溶液一定会有碳酸钡白色沉淀生成,C正确;原溶液中一定存在Na+、CO、SO,可能含有Cl-,D错误。
11.(2024·浙江嘉兴八校联盟联考)某化学研究性学习小组的同学对某无色水样的成分进行检验,已知该水样中只可能含有Na+、Mg2+、Cu2+、Al3+、Ag+、Ca2+、CO、SO、Cl-中的若干种离子,该小组同学取100 mL水样进行实验。向水样中先滴加硝酸钡溶液,再滴加1 mol/L的硝酸,实验过程中沉淀质量的变化情况如图所示:
注明:Ob段表示滴加硝酸钡溶液;bd段表示滴加稀硝酸。
(1)水样中一定含有的阴离子是__________,其物质的量浓度之比为______。
(2)写出BC段所表示反应的离子方程式:_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)由B点到C点变化过程中消耗硝酸的体积为__________。
(4)试根据实验结果推断Na+是否存在?________(填“存在”或“不存在”)。若存在,Na+的物质的量浓度c(Na+)的范围是(若Na+不存在,则不必回答该问)__________________。
(5)设计简单实验验证原水样中可能存在的离子:________________________________
________________________________________________________________________
(写出实验步骤,现象和结论)。
答案:(1)SO、CO 1∶2
(2)BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O
(3)40 mL
(4)存在 c(Na+)≥0.6 mol/L
(5)取少量水样于试管中,向试管中加入过量的硝酸钡溶液和稀硝酸,待沉淀完全和无气体生成后,向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液,若生成白色沉淀,则原水样中含有Cl-;若无白色沉淀生成,证明无Cl-存在
解析:该水样为无色溶液,可知水样中一定不含Cu2+,结合图像可知,加入硝酸钡溶液生成沉淀,加入稀硝酸,沉淀部分溶解证明水样中一定含有SO,CO,又因为Al3+与CO发生相互促进的水解反应,CO与Ag+、Ca2+、Mg2+发生反应生成沉淀不能大量共存,所以Al3+、Ag+、Ca2+、Mg2+不存在,由电荷守恒可知溶液中一定含阳离子,Na+一定存在,原溶液中可能含有Cl-。
(1)n(SO)==0.01 mol,m(BaCO3)=6.27 g-2.33 g=3.94 g,n(CO)=n(BaCO3)==0.02 mol,则有c(SO)∶c(CO)=1∶2。
(3)由B点到C点变化过程中依据图像分析溶解的碳酸钡的物质的量n(BaCO3) =0.02 mol;消耗稀硝酸物质的量为0.04 mol,消耗硝酸的体积为=0.04 L=40 mL。
(4)依据电解质溶液呈电中性,Na+一定存在;根据电荷守恒得到:0.01 mol×2+0.02 mol×2+n(Cl-)=n(Na+)推知,n(Na+)≥0.06 mol,则c(Na+)≥0.6 mol/L。
(5)可能存在的离子是Cl-,实验设计:取少量水样于试管中,向试管中加入过量的硝酸钡溶液和稀硝酸,待沉淀完全和无气体生成后,向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液,若生成白色沉淀,则原水样中含有Cl-;若无白色沉淀生成,证明无Cl-存在。
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