内容正文:
微专题速练8 离子共存、离子检验与推断
1.A A.澄清透明的酸性溶液中,Cu2+、、Na+、均可大量共存;会氧化Fe2+、,不能大量共存;C.澄清透明的酸性溶液中,不能大量存在OH-,且Fe3+、Mg2+和OH-也不能大量共存;会结合氢离子生成弱电解质醋酸,不能大量共存。
2.B A项,H2SO4可以除去,但是会引入,不符合题意;B项,HCl可以除去,再加入BaCl2溶液,若产生沉淀,则有,符合题意;C项,AgNO3主要用于检验Cl-,无法排除的干扰,不符合题意;D项,NaOH无法排除的干扰,不符合题意。
3.A A项,pH=10的溶液呈碱性,碱性条件下Na+、ClO-、[Al(OH)4]-、Cl-相互不反应,可以共存;B项,三价铁和碳酸根离子发生相互促进的水解反应生成二氧化碳和氢氧化铁,不能共存,Cu2+和不能共存;C项,使蓝色石蕊试纸变红的溶液呈酸性,酸性条件下会和氢离子反应生成二氧化碳,不能大量存在;D项,溶液中含有,可以把碘离子氧化为单质碘,不能大量共存。
4.C A项,加入铁产生氢气的溶液呈酸性,ClO-与H+反应生成HClO,不能大量共存;B项,pH<7的溶液呈酸性与H+反应生成气体,不能大量共存;C项,K+、Na+、、Cl-四种离子互不反应,且与硫酸镁也不反应,能大量共存;D项,加入氢氧化钠的溶液,Mg2+与OH-反应生成沉淀,不能大量共存。
5.C A项,Fe3+易发生水解,只能存在于酸性溶液,不能存在于中性溶液;B项,常温下,=1010的溶液显酸性,H+与CH3COO-、ClO-结合成CH3COOH、HClO,不能大量共存;C项,由水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液中,水的电离受到抑制,可以是酸性溶液或者碱性溶液,酸性溶液中H+与
,不能大量共存。
6.A A项,0.1 mol·L-1氨水溶液中,Na+、K+、OH-、互不反应可以共存;B项,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液:与OH-反应生成,不能大量共存;C项,0.1 mol·L-1 NaNO3溶液提供的硝酸根在酸性条件下具有氧化性,能与Fe2+发生氧化还原反应:3Fe2+++4H+===3Fe3++NO↑+2H2O,不能大量共存;D项,氯化银是沉淀、硫酸银微溶,0.1 mol·L-1 AgNO3溶液中Cl-、不能大量共存。
7.C 向溶液中滴加氯水和淀粉溶液,溶液显蓝色,说明I-被氧化为I2,则溶液中含有I-,A正确;向溶液中加稀盐酸无现象,加BaCl2溶液后生成白色沉淀,白色沉淀一定是硫酸钡,则溶液中含有,B正确;氨气是碱性气体,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,C错误;向溶液中滴加KSCN溶液,溶液变为红色,证明溶液中含有Fe3+,D正确。
8.C A项,麦芽糖具有还原性,酸性条件下、具有强氧化性,不能共存;B项,能使苯酚溶液显紫色的溶液中含有Fe3+,与因发生相互促进的水解反应而不能大量共存;C项,水电离出来的c(H+)=10-13 mol/L的溶液可能呈酸性也可能呈碱性,酸性条件下和[Al(OH)4]-都能与H+反应不能共存,而在碱性条件下,四种离子能共存;D项,滴加甲基橙显红色的水溶液呈酸性,在酸性条件下能发生反应,不能大量共存。
9.D 该溶液中加入足量HNO3酸化的Ba(NO3)2(aq),产生白色沉淀,表明该沉淀为BaSO4,所以原溶液中一定有;向滤液中加入足量的NaOH(aq),产生红褐色沉淀,表明沉淀为Fe(OH)3,而由于溶液中曾经加入了HNO3溶液,暂时无法确定原溶液中含有的是Fe2+或Fe3+或二者均有;微热可产生气体,表明该气体为NH3,则表明原溶液中含有;最后依据题目信息“各离子浓度相同”,结合溶液中的正电荷与负电荷数目相等,可判断出溶液中必须还有阴离子Cl-,设Fe元素形成的离子的电荷数目为x,依据电荷守恒,可列出式子c(Cl-)+=+xc(Fex+),则x=2,所以只能含有Fe2+,而不含有Fe3+,A错误;溶液中各离子浓度相等,正电荷数目已经足够多,不可能再有Na+、Fe3+,否则电荷不守恒,B、C错误;依据分析可得出溶液中含有的离子为、、Cl-、Fe2+,D正确。
10.D 由图可知,通入二氧化碳,0A段沉淀物质的量增大说明溶液中含有钡离子和氢氧根离子,不含有硫酸根离子和铵根离子,发生的反应为Ba2++CO2+2OH-===BaCO3↓+H2O,AB段沉淀质量不变说明溶液中过量的氢氧根离子与二氧化碳反应生成碳酸根离子,发生的反应为2OH-++H2O,A项正确;BC段沉淀物质的量增大说明溶液中含有四羟基合铝酸根离子,发生的反应为+CO2===2Al(OH)3↓++H2O,CD段沉淀质量不变说明溶液中碳酸根离子与二氧化碳反应生成碳酸氢根离子,发生的反应为,B项正确;DE段沉淀物质的量减少说明碳酸钡与二氧化碳和水反应碳酸氢钡,发生的反应为BaCO3+CO2+H2O===Ba2++,则溶液中一定含有1 mol钡离子、3 mol氢氧根离子、1 mol四羟基合铝酸根离子,一定不存在硫酸根离子和铵根离子,由电荷守恒可知,溶液中一定存在钠离子和钾离子中的一种或两种,C项正确、D项错误。
11.C 20 mL X溶液中加入硝酸钡溶液,没有明显现象,说明X溶液不含,再加入足量硝酸银溶液,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)==0.1 mol;20 mL X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:0.025 L×4.00 mol·L-1-0.2 L×0.1 mol·L-1=0.08 mol,不产生刺激性气味的气体,证明不含有,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+)=n[Mg(OH)2]==0.02 mol,0.02 mol Mg2+消耗NaOH为0.02 mol×2=0.04 mol<0.08 mol,故X溶液还含有Al3+,由Al3++4OH-===Al[(OH)4]-,可知n(Al3+)==0.02 mol×2+0.01 mol×3=0.07 mol<n(Cl-)=0.1 mol,根据溶液呈电中性,可知X一定含有Na+,且20 mL溶液中n(Na+)=0.1 mol-0.07 mol=0.03 mol。由分析可知,X溶液中一定含有Na+、Mg2+、Al3+、Cl-,一定不含、Fe3+、,A、B错误;X溶液中一定含有Na+,20 mL溶液中n(Na+)=0.03 mol,X溶液中c(Na+)==1.50 mol·L-1,C正确;溶液中c(Mg2+)==1 mol·L-1,c(Al3+)==0.5 mol·L-1,D错误。
12.解析:根据ⅰ推断无Fe3+;实验ⅱ中无色气体NO遇空气变成红棕色NO2,则一定含和Fe2+,一定不含能与Fe2+反应的、,向反应后所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则白色沉淀为不溶于酸的硫酸钡沉淀,推断一定含;ⅲ中加入过量NaOH溶液,生成白色沉淀最终变为红褐色,说明含有Fe2+而不含有Cu2+,取上层无色透明溶液,逐滴加入稀盐酸,开始无明显现象,后产生白色沉淀,继续滴加稀盐酸,白色沉淀又全部溶解,则说明水样中含有Al3+。(1)由分析可知,该水样中一定不含有的阳离子是Cu2+、Fe3+;一定不含有的阴离子是、;(2)在水样②的实验过程中生成无色气体的氧化还原反应的离子方程式为3Fe2+++4H+===3Fe3++NO↑+2H2O;无色气体遇空气变成红棕色的原因为NO和空气中氧气反应生成二氧化氮气体:2NO+O2===2NO2,为化合反应;(3)水样③的实验中,加入过量NaOH溶液,铝离子和过量氢氧根离子生成[Al(OH)4]-,滴加稀盐酸时-又和氢离子生成氢氧化铝沉淀,离子方程式为[Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O;(4)焰色试验是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特殊颜色的反应;钠离子的焰色为黄色,故实验室中检验Na+存在的方法为焰色试验;(5)由分析可知,水样中一定存在:Al3+、Fe2+、、,若水样中存在的阳离子的浓度均为1 mol·L-1,设水样体积为V L,则Al3+、Fe2+的正电荷总数为5V NA,阴离子浓度相等且为整数,则阴离子仅含有、不符合题意,则还应该含有1 mol·L-1的Na+、2 mol·L-1的、2 mol·L-1的才符合题意,故不存在Cl-。
答案:(1)Cu2+、Fe3+ 、
(2)3Fe2+++4H+===3Fe3++NO↑+2H2O 2NO+O2===2NO2 化合
(3)[Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O
(4)焰色试验
(5)不存在 溶液呈电中性
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微专题速练8 离子共存、离子检验与推断
1.(2025·广东汕头市高三模拟)在澄清透明的酸性溶液中,下列离子能共存的是( )
A.Cu2+、、Na+、
B.Ca2+、、Fe2+、
C.Fe3+、OH-、Mg2+、
D.CH3COO-、K+、Cl-、Ba2+
2.(2025·黑龙江佳木斯市高三模拟)某溶液中可能含有、、Cl-。为了检验其中是否含有,除BaCl2溶液外,还需要的溶液是( )
A.H2SO4 B.HCl
C.AgNO3 D.NaOH
3.(2024·河南三门峡市高三模拟)室温下,下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
A.pH=10的溶液中,Na+、ClO-、-、Cl-
B.0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液中,Cu2+、、、
C.使蓝色石蕊试纸变红的溶液中,Mg2+、、K+、Cl-
D.0.2 mol·L-1 KI溶液中、H+、Al3+、Br-
4.(2024·江西名校协作体高三联考)常温下,下列溶液中的微粒能大量共存的是( )
A.加入铁产生氢气的溶液:K+、、Na+、ClO-
B.pH<7的溶液:Ba2+、Na+、I-、
C.加入硫酸镁的溶液:K+、Na+、、Cl-
D.加入氢氧化钠的溶液:Na+、Mg2+、Cl-、S2-
5.(2025·河南省实验中学高三模拟)下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是( )
A.中性溶液中:Fe3+、Al3+、、
B.常温下,=1010的溶液中:Na+、K+、CH3COO-、ClO-
C.常温下由水电离出的c(H+)=10-13 mol·L-1的溶液中:K+、Na+、、[Al(OH)4]-
D.碱性溶液中:Cu2+、Mg2+、、Cl-
6.(2024·辽宁辽西联合校模拟)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-、
B.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液:Na+、K+、、OH-
C.0.1 mol·L-1 NaNO3溶液:、Cl-、H+、Fe2+
D.0.1 mol·L-1 AgNO3溶液:、Mg2+、Cl-、
7.(2024·辽宁省六校协作体高三联考)下列离子检验所用试剂或实验现象错误的是( )
离子
试剂
现象
A
I-
氯水和淀粉溶液
溶液显蓝色
稀盐酸和BaCl2溶液
加稀盐酸无现象,加BaCl2溶液后生成白色沉淀
浓NaOH溶液和湿润的蓝色石蕊试纸
在加热条件下,产生有刺激性气味的气体,且气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
D
Fe3+
KSCN溶液
溶液变为红色
8.(2024·安徽蒙城县五校高三联考)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:、K+、H+、
B.能使苯酚溶液显紫色的溶液中:、、Na+、Cl-
C.水电离出来的c(H+)=10-13 mol/L的溶液中:K+、、Br-、[Al(OH)4]-
D.滴加甲基橙显红色的水溶液中:、K+、、Cl-
9.(2025·湖北武汉市新洲区高三模拟)某溶液含Na+、、、Cl-、Fe2+、Fe3+中的几种,且各离子浓度相同。为确定其组成,进行实验:①取少量溶液,加入足量HNO3酸化的2(aq),产生白色沉淀,过滤;②向滤液中加入足量的NaOH(aq),产生红褐色沉淀,微热,产生气体。
关于原溶液的说法正确的是( )
A.不能确定是否有Fe3+
B.需通过焰色试验确定Na+是否存在
C.Fe2+、Fe3+都存在
D.存在、、Cl-、Fe2+
10.(2025·河南漯河市高三模拟)现有易溶强电解质的混合溶液10 L,其中可能含有K+、Ba2+、Na+、、Cl-、、[Al(OH)4]-、OH-中的几种,向其中通入CO2气体,产生沉淀的量与通入CO2的量之间的关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.AB段的离子方程式可以表示为:2OH-++H2O
B.CD段的离子方程式可以表示为:
C.该溶液中能确定存在的离子是Ba2+、-、OH-
D.肯定不存在的离子是、、Na+
11.(2025·重庆市名校联盟高三模拟)40 mL X溶液中可能含有下列离子中的若干种:Na+、、Mg2+、Fe3+、Al3+、Cl-、。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
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1.50 mol·L-1
D.X溶液中c(Mg2+)为0.50 mol·L-1、为0.250 mol·L-1
12.(2025·河北廊坊市高三模拟)某澄清水样中可能含有的离子如表:
阳离子
Na+、Cu2+、Fe3+、Al3+、Fe2+
阴离子
Cl-、、、、
为检测其成分,某化学兴趣小组用3个小试管分别取少许水样,记作水样①、水样②、水样③。做了如下实验:
ⅰ.向水样①中加入几滴KSCN溶液,无明显变化。
ⅱ.向水样②中加入足量稀盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色;再向反应后所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成;将上述无色气体通入足量Ba(OH)2溶液中,无明显变化。
ⅲ.向水样③中加入过量NaOH溶液,仅有白色沉淀生成,静置一段时间,白色沉淀最终变为红褐色,取上层无色透明溶液,逐滴加入稀盐酸,开始无明显现象,后产生白色沉淀,继续滴加稀盐酸,白色沉淀又全部溶解。
请回答下列问题:
(1)由以上实验可判断,该水样中一定不含有的阳离子是________(写离子符号,下同),一定不含有的阴离子是________。
(2)在水样②的实验过程中生成无色气体的氧化还原反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
无色气体遇空气变成红棕色的原因为________(用化学方程式表示),该反应属于四种基本反应类型中的________反应。
(3)水样③的实验中,滴加稀盐酸时生成白色沉淀的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)实验室中检验Na+存在的方法为________。
(5)若水样中存在的阳离子的浓度均为1 mol·L-1,阴离子浓度相等且为整数,则溶液中________(填“存在”或“不存在”)Cl-,理由是____________。
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