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课下巩固精练卷(二十三) 常见离子的检验与推断
一、选择题
1.化学实验中常需对溶液进行酸化,下列酸化处理措施中,正确的是( )
A.检验溶液中是否含Cl-时,用硫酸酸化后再加AgNO3溶液
B.检验溶液中是否含Fe2+时,用硝酸酸化后再加KSCN溶液
C.检验溶液中是否含SO时,用盐酸酸化后再加BaCl2溶液
D.为提高MnO的氧化性,向该溶液中加入盐酸酸化
解析:选C。检验溶液中是否含Cl-时,用硫酸酸化后再加AgNO3溶液,会产生微溶物硫酸银,外观也是白色沉淀,会干扰氯离子检验,A错误;为提高MnO的氧化性,向该溶液中加入盐酸酸化,则高锰酸根离子、氯离子和氢离子会发生氧化还原反应而消耗,D错误。
2.下列关于物质或离子检验的叙述正确的是( )
A.在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+
B.气体通过无水CuSO4,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气
C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+
D.将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,证明原气体是CO2
答案:B
3.(2025·福建百校联考)某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、BaCO3中的两种组成,进行如下实验:
①混合物溶于水,得到澄清透明溶液;
②做焰色试验,透过蓝色钴玻璃可观察到火焰的颜色呈紫色;
③向溶液中加碱溶液,产生白色沉淀。
根据实验现象可判断其组成为( )
A.KCl、NaCl B.KCl、BaCO3
C.KCl、MgSO4 D.MgSO4、NaCl
答案:C
4.(2025·湖南怀化期中)某无色溶液可能含有等物质的量的下列某些离子中的一种或几种:K+、Fe3+、Mg2+、H+、Cl-、CO、SO,取溶液分别进行如下实验:
①加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀;
②加入锌粉,有气泡生成;
③加入适量Na2O粉末产生白色沉淀。
下列说法正确的是( )
A.该无色溶液中一定没有Fe3+,可能有K+
B.由①、②可知该溶液可能有CO
C.该无色溶液中一定有H+、SO、Mg2+和Cl-
D.实验③发生反应的离子方程式只有:Mg2++Na2O+H2O===Mg(OH)2↓+2Na+
解析:选C。由于含有Fe3+的溶液为棕黄色,该题干的条件为无色溶液,因此不能存在Fe3+;①加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀,可知该沉淀为BaSO4,不可能是BaCO3,是由于BaCO3会与硝酸反应产生二氧化碳,说明该溶液中含有SO;②加入锌粉,有气泡生成,说明溶液中含有H+,产生的是氢气,不含CO;③加入适量Na2O,Na2O与H2O反应产生氢氧化钠,NaOH与Mg2+反应产生Mg(OH)2白色沉淀,说明溶液中含有Mg2+;根据上述可知,溶液中一定含有的离子有:SO、H+、Mg2+,由于离子的数目相等,即物质的量相等,溶液为电中性,因此还存在有阴离子,即还存在有Cl-。
5.某无色溶液中可能含有 K+、Ag+、Ba2+、Fe3+、Cl-、OH-、CO中的几种,对其进行如下实验操作:
(1)取少量溶液,用pH计测得pH=13.3;
(2)另取少量溶液,加入足量BaCl2溶液,产生白色沉淀;
(3)将(2)所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
下列对该溶液的说法正确的是( )
A.要确定是否含有K+,需做焰色试验
B.一定含有K+、OH-、CO
C.含有Ag+、Ba2+、Fe3+三种离子中的一种
D.原溶液中一定含有Cl-
解析:选B。无色溶液说明无Fe3+,对其进行如下实验操作:(1)取少量溶液,用pH计测得pH=13.3,说明溶液显强碱性,一定含有OH-,则一定没有Ag+;(2)另取少量溶液,加入足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,则该白色沉淀是BaCO3,溶液中一定存在CO,一定不存在Ba2+,根据电荷守恒,溶液中一定含有K+;(3)将(2)所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,因上一步加入了氯化钡,不能确定原溶液中是否含有Cl-,原溶液中可能有Cl-。
6.(2025·安徽淮北一模)某溶液可能含有等浓度的下列某些离子:Na+、Mg2+、NH、H+、Cl-、SO、SO、NO,取溶液分别进行如下实验:
①加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀;
②加入淀粉KI溶液,呈蓝色;
③加入NaOH溶液产生白色沉淀,加热后产生有刺激性气味的气体。
下列说法错误的是( )
A.由①②可知一定有H+、NO、SO
B.若将①中的试剂换成盐酸酸化的BaCl2溶液,不影响成分的判断
C.Mg2++NH+3OH-Mg(OH)2↓+NH3↑+H2O
D.不能确定有无Cl-
解析:选D。①加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀,则该白色沉淀为硫酸钡,原溶液中可能含有SO,也可能含有SO,SO被硝酸氧化生成SO;②加入淀粉KI溶液,呈蓝色,说明溶液中存在强氧化性离子,能将KI氧化生成碘单质,则应含有H+、NO,从而排除SO,则原溶液中肯定存在SO;③加入NaOH溶液产生白色沉淀,可知存在Mg2+,加热后产生有刺激性气味的气体,则存在NH;又因各离子浓度相同,结合电荷守恒可知溶液中一定存在Cl-,不存在Na+。由②可推知溶液中存在氧化性离子,则存在H+、NO,从而排除SO,再结合①中白色沉淀现象,可知存在SO,A正确;若将①中的试剂换成盐酸酸化的BaCl2溶液,则可通过白色沉淀现象直接确定SO存在,对最终成分的判断无影响,B正确;加入NaOH溶液产生白色沉淀,可知存在Mg2+,加热后产生有刺激性气味的气体,则存在NH,反应为Mg2++NH+3OH-Mg(OH)2↓+NH3↑+H2O,C正确;由以上分析可知溶液中存在Cl-,D错误。
7.(2025·山东济南模拟)X溶液中可能含有下列5种离子中的几种:Fe3+、Fe2+、NH、Cl-、SO,某同学为确定其中含有的离子,设计并完成以下实验(所加试剂均足量)。
下列说法正确的是( )
A.X溶液中一定存在SO,可能不存在Cl-
B.X溶液中一定存在NH、SO,至少含有Fe3+、Fe2+中的一种
C.取少量X溶液,先加入适量氯水,再加少量KSCN溶液,若溶液呈红色,则含有Fe2+
D.X溶液中一定含有Cl-,且c(Cl-)<0.1 mol/L
解析:选B。加入过量的盐酸和氯化钡溶液得到沉淀1,该沉淀应为硫酸钡,原溶液中含有硫酸根,且100 mL溶液中n(SO)=4.66 g÷233 g/mol=0.02 mol;X溶液中加入NaOH溶液加热可以生成使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,则该气体为氨气,原溶液中存在NH,且100 mL溶液中n(NH)=0.224 L÷22.4 L/mol=0.01 mol;得到的沉淀3在空气中灼烧得到红棕色固体,则该红棕色固体为Fe2O3,n(Fe2O3)=1.60 g÷160 g/mol=0.01 mol,说明原溶液中含有Fe3+或Fe2+或二者都有,且铁元素为0.02 mol;综上所述已经确定100 mL溶液中有0.02 mol SO、0.01 mol NH,还有0.02 mol铁元素,无论是Fe2+还是Fe3+,正电荷总数都会超过硫酸根所带负电荷,所以溶液中还一定存在Cl-,当铁元素全为Fe2+,Cl-的物质的量为0.01 mol,当铁元素全为Fe3+,Cl-的物质的量为0.03 mol。
8.(2025·湖北武汉模拟)某溶液中只可能含有K+、NH、Fe2+、Al3+、Cl-、SO、CO、[Al(OH)4]-中的若干种离子,离子浓度均为0.1 mol·L-1。某同学进行了如下实验,下列说法正确的是( )
A.原溶液中存在NH、Fe2+、Cl-、SO
B.原溶液中含有Al3+、不含[Al(OH)4]-
C.沉淀C中含有Al(OH)3
D.滤液X中大量存在的阳离子有NH、Fe2+和Ba2+
解析:选A。加入过量稀H2SO4无明显现象,说明该试液中没有CO;再加入过量Ba(NO3)2溶液有气体产生,因为此时溶液中含有上一步操作所加入的过量H2SO4,结合NO在酸性条件下具有强氧化性,生成的气体为NO,说明原试液中有Fe2+存在且被氧化为Fe3+,Fe2+和[Al(OH)4]-会发生反应,不能共存,则溶液中一定不存在[Al(OH)4]-,沉淀A为BaSO4;向滤液X中加入过量的NaOH有气体产生,说明原试液中存在NH,此时产生的气体为NH3,沉淀B为红褐色的Fe(OH)3沉淀;继续向滤液中通入少量CO2产生沉淀,由于上一步所加NaOH有剩余,则所通入的少量CO2先与OH-反应生成CO,CO再与Ba2+反应生成BaCO3,则沉淀C中含有BaCO3,综上分析可知,原试液中一定存在NH、Fe2+,一定不存在CO、[Al(OH)4]-,由于存在的离子浓度均为0.1 mol·L-1,根据电荷守恒可知原试液中一定还存在阴离子SO、Cl-,且浓度均为0.1 mol·L-1的NH、Fe2+、Cl-、SO恰好满足电荷守恒,则原试液中Al3+、K+必然不能存在。
9.(2025·安徽合肥模拟)某地雾霾中可能含有如下离子中的若干种:Ba2+、NH、Fe2+、Cl-、NO、CO、SO。研究人员收集该地的雾霾并得到试样溶液,设计并完成如下实验,得到的结论错误的是( )
A.气体A为CO2
B.原溶液中不一定含Cl-
C.沉淀G中一定含BaCO3
D.实验②反应有Fe3++3HCO===3CO2↑+Fe(OH)3↓
解析:选A。实验①试样中加入足量稀盐酸,有气体A生成,该气体可能为CO2或NO,由后续实验证明溶液中一定含有Fe2+,则一定不含CO,溶液中一定含有Fe2+、NO,但是由于加入了盐酸,原溶液不一定含有Cl-;实验②溶液B中加入过量的NaHCO3,由于实验①盐酸过量,发生反应:H++HCO===H2O+CO2↑,溶液B中还含有Fe3+,当氢离子反应完全后,Fe3+、HCO发生双水解生成Fe(OH)3、CO2,故气体C为CO2,沉淀E为Fe(OH)3;实验③溶液D中再加入足量Ba(OH)2溶液,生成气体F为NH3,原溶液中含有NH,由于实验②NaHCO3过量,则沉淀G中一定含有BaCO3,可能含有BaSO4,不能确定原溶液中是否含有SO。
二、非选择题
10.(2025·甘肃白银模拟)某无色澄清溶液中可能含有H+、Cu2+、Mg2+、Na+、SO、Cl-、CO、[Al(OH)4]-、HCO中的几种,且每种离子的物质的量浓度均相等,依次进行如下实验:
①向溶液中滴加2~3滴紫色石蕊溶液,溶液变红;
②向溶液中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成;
③将②中所得沉淀过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成。
请回答下列问题:
(1)由①可判断该溶液中一定没有的离子是________________,由①和②可判断该溶液中一定有的离子是________________。
(2)该溶液中Na+和Cl-能否同时存在______(填“能”或“不能”)。
(3)该溶液中所含离子有____________________或____________________。
(4)试用离子方程式解释[Al(OH)4]-与HCO不能共存的原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)为了进一步确定原溶液中是否含有Na+,应如何检验:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:溶液澄清无色,则一定不含Cu2+;①向溶液中滴加紫色石蕊溶液,溶液变红,说明溶液呈酸性,则含有H+,一定不含CO、[Al(OH)4]-、HCO;②向溶液中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,白色沉淀只能为BaSO4,溶液一定含有SO;③将②中所得沉淀过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成,生成的白色沉淀为AgCl,因②中引入Cl-,该操作不能说明原溶液含有Cl-;由于溶液中每种离子的物质的量浓度均相等,根据溶液呈电中性分析解答。
答案:(1)CO、[Al(OH)4]-、HCO H+、SO
(2)不能
(3)H+、SO、Na+ H+、SO、Cl-、Mg2+
(4)[Al(OH)4]-+HCO===Al(OH)3↓+CO+H2O
(5)用铂丝蘸取溶液在酒精灯上灼烧,若火焰为黄色,则证明原溶液中含有Na+
11.某工业废水中仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离及离子的水解),且各种离子的物质的量浓度相等,均为0.1 mol·L-1。
阳离子
K+ Mg2+ Fe3+ Al3+ Fe2+
阴离子
Cl- CO NO SO SiO
甲同学欲探究废水的组成,进行了如下实验:
①用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)。
②取少量溶液,加入KSCN溶液无明显变化。
③另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,此时溶液依然澄清,且溶液中阴离子种类不变。
④向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
请推断:
(1)由①、②、③判断,溶液中一定不含有的阳离子是____________,一定不含的阴离子是__________(写离子符号)。
(2)③中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是________________________________________________________________________,
④中生成白色沉淀的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)将③中所得红棕色气体通入水中,气体变无色,所发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是________________,阴离子是____________(写离子符号)。
解析:①用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察),说明溶液中没有K+;②取少量溶液,加入KSCN溶液无明显变化,说明溶液中没有Fe3+;③另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,说明Fe2+与NO、H+反应生成NO,即溶液中有Fe2+、NO,则没有CO,加盐酸后溶液中阴离子种类不变,说明原溶液中有Cl-,加盐酸后溶液依然澄清说明溶液中没有SiO;④向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明原溶液中有SO。(4)由以上推断可知溶液中阴离子为Cl-、NO、SO,且各为0.1 mol·L-1;已经推断出存在的阳离子是Fe2+,其浓度为0.1 mol·L-1,由电荷守恒可知溶液中还有一种+2价阳离子,所以还有Mg2+,故甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是Fe2+、Mg2+,阴离子是Cl-、NO、SO。
答案:(1)K+、Fe3+ CO、SiO
(2)3Fe2++NO+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O Ba2++SO===BaSO4↓
(3)3NO2+H2O===2HNO3+NO
(4)Fe2+、Mg2+ Cl-、NO、SO
12.溶液A中存在Ba2+、Fe2+、Al3+、Fe3+、Cu2+、HCO、CO、Cl-、NO、SO中的五种离子,浓度均为0.01 mol·L-1,溶液体积为1 L。对溶液A进行以下实验,整个过程如图所示(部分产物省略),溶液B与溶液A中所含阴离子种类相同。
请回答下列问题:
(1)溶液A中的离子为________________;溶液A显________(填“酸”“碱”或“中”)性,用离子方程式表示原因:__________________________________(写出一个即可)。
(2)沉淀甲是____________(填化学式,下同),沉淀乙是____________。
(3)固体C可能是________(填字母)。
a.CuO b.Cu(OH)2
c.CuSO4 d.CuCl2
(4)气体甲、气体乙都能造成环境问题,将等体积的气体甲和乙通入足量NaOH溶液中,被完全吸收,写出反应的离子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)Fe2+、Cu2+、Cl-、NO、SO 酸 Fe2++2H2O⇌Fe(OH)2+2H+、Cu2++2H2O⇌Cu(OH)2+2H+(任写一个)
(2)Fe(OH)3 Cu(OH)2 (3)ab (4)NO+NO2+2OH-===2NO+H2O
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