内容正文:
第一章
物质及其变化
第二节 离子反应
第2课时 离子反应的应用
课标要点
1.熟悉离子反应发生的条件,掌握离子共存问题的解题思路。
2.熟悉离子反应的现象,学会利用反应现象鉴别、提纯和检验离子。
3.掌握粗盐的提纯步骤。
学习重难点
重点:1.离子共存
2.离子鉴别、提纯和推断
难点:1.粗盐的提纯
知识点 离子反应发生的条件
1.复分解型离子反应
只要具备上述条件 ,反应就能发生。
2.氧化还原反应型离子反应
参加离子反应的不一定都是电解质,只要有一种是即可;后面学习的氧化还原型离子反应就不一定满足产生沉淀、气体、难电离的物质的条件,如铁与氯化铁溶液的反应,没有产生沉淀、气体和难电离的物质,但依然是离子反应,离子方程式为Fe+2Fe3+===3Fe2+
随学随练
1.(25-26高一上·黑龙江大庆·期中)下列各组物质混合,不会发生离子反应的是
①溶液和NaOH溶液②溶液和稀盐酸③稀硝酸和溶液④溶液与稀硫酸⑤铜与稀盐酸⑥铁粉与溶液
A.只有①③ B.只有②③ C.只有①③⑤ D.只有①③④⑤
知识点 离子反应的应用(重点)
1.离子的鉴别
【实验要求】鉴别失去标签的四种溶液——Na2CO3溶液、NaCl溶液、Na2SO4溶液、MgCl2溶液。
【实验操作】各取3mL分别加入四支试管中,先向各试管内滴入少量的Ba(OH)2溶液,再滴人足量的稀盐酸,观察现象。实验现象、结论及离子方程式如下:
实验现象
结论
离子方程式
无明显现象
原溶液是NaCl溶液
—
生成白色沉淀且沉淀不溶于盐酸
原溶液是Na2SO4溶液
生成白色沉淀且沉淀溶于盐酸并有气体逸出
原溶液是Na2CO3溶液
生成白色沉淀且沉淀溶于盐酸但无气体逸出
原溶液是MgCl2溶液
2.离子的除杂
(1)物质除杂的一般思路
混合物组成分析→ 的选择→合理安排加入沉淀剂的顺序→考虑 沉淀剂如何除去→确定实验步骤及实验操作。
(2)溶液中可溶性杂质的除去原则
(3)粗盐提纯时添加试剂的先后顺序
为使杂质离子完全除去,要加入 的试剂,后续试剂要能够将前面所加 的试剂除去,由此可知,碳酸钠溶液要在氯化钡溶液之后加入,稀盐酸要在氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液之后加入。通常加入试剂的三种顺序:
① 溶液→NaOH溶液→ 溶液→(过滤)稀盐酸;
② 溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→(过滤)稀盐酸;
③BaCl2溶液→ 溶液→NaOH溶液→(过滤)稀盐酸。
3.离子的检验
离子
操作及现象
结论
离子反应
SO42-
取少许待测液于试管中,滴入 ,无明显现象(排除CO32-、SO32-、Ag+等的干扰),再滴入 ,产生白色沉淀(注意加入顺序不能颠倒)
待测液中含有SO42-
SO42-+Ba2+===BaSO4↓
Cl-
取少许待测液于试管中,滴入 ,无明显现象(排除CO32-等的干扰),再滴入 ,有白色沉淀产生(或滴入硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀)
待测液中含有Cl-
Ag++Cl-===AgCl↓
CO32-
取少许待测液于试管中,先加入 溶液,产生白色沉淀,再滴入 ,沉淀溶解并产生无色无味气体,将产生的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊
待测液中含有CO32-
CO32-+Ca2+===CaCO3↓
CaCO3+H+===Ca2++CO2↑+H2O
Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O
4.离子的分离(以分离MgCl2和NaCl为例)
随学随练
2.(25-26高一上·新疆阿克苏·期末)甲、乙两个化工厂排放的废水中分别含有、、、、、六种离子中的三种,两厂的废水单独排放均有较大污染。在乙厂取水样进行检测,水样显碱性,若将两厂废水按适当比例混合处理后可达到环保排放标准。下列有关说法不正确的是
A.甲厂废水中一定含有 B.乙厂废水中含有、
C.乙厂废水能使酚酞溶液变红 D.甲、乙两厂废水混合会产生沉淀
3.(25-26高一上·内蒙古乌兰察布·阶段检测)I.某兴趣小组的同学向一定体积的Ba(OH)2,溶液中逐滴加入稀硫酸,并测得混合溶液的导电能力随时间变化的曲线如图所示。
(1)写出 Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应的离子方程式______________________________。
(2)该小组的同学关于上图的下列说法中,正确的是____________________(填序号)。
①AB段溶液的导电能力不断减弱,说明生成的BaSO4不是电解质
②B处溶液的导电能力约为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子
③BC段溶液的导电能力不断增大,主要是由于过量的Ba(OH)2电离出的离子导电
④a时刻Ba(OH)2溶液与稀硫酸恰好完全中和
II.某无色透明溶液中可能大量存在、、、、中的几种。请填写下列空白:
(3)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子___________。
(4)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___________。
(5)取(4)中的滤液,加入过量的氢氧化钠溶液,出现白色沉淀,说明原溶液中肯定有_________,有关的离子方程式为______________________________________。
(6)原溶液可能大量存在的阴离子是_________________________。
a. b. c. d.
知识点 离子共存的判断(重点)
判断离子能否大量共存,即判断离子之间能否发生反应。若发生反应,则不能大量共存;若不发生反应,则能大量共存。
1.看溶液颜色
以下是几种常见离子的颜色;
离子
Cu2-
Fe3+
Fe2+
MnO4-
CrO42-
Cr2O72-
颜色
2.看溶液的酸碱性
(1)强酸性溶液、pH小于7(常温下)的溶液或使紫色石蕊变红的溶液,都含有大量的 ,则能与H+反应的离子不能大量存在,如OH-、HCO3-等。
(2)强碱性溶液、pH大于7(常温下)的溶液、使紫色石蕊变蓝的溶液或使酚酞变红的溶液,都含有大量的 ,则能与OH-反应的离子不能大量存在,如H+、NH4+等。
3.看是否发生反应
如能发生复分解反应和氧化还原反应的离子不能大量共存:
类型
举例
发生复分解反应
生成难溶或微溶的物质
①Ca2+与CO32-,Ba2+与CO32-、SO42-、SO32-,Ag+与Cl-、Br-、I-、S2-、CO32-等
②OH-与Fe3+、Fe2+、Mg2+、Cu2-、Al3+等
③Ag+与SO42-,Ca2+与SO42-,Mg2+与CO32-等
生成气体
H+与CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、S2-、HS-等
生成水或其他难电离的物质
H+与OH-、CH3COO-等,OH-与HCO3-、NH4+等
发生氧化还原反应
涉及的离子共存问题将在以后的学习中进行详细介绍
随学随练
4.(25-26高一上·北京·阶段检测)下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
5.(24-25高一上·广东佛山·阶段检测)下列各组离子能大量共存的是
A.无色溶液中:、、、
B.常温下的溶液中:、、、
C.含的溶液中:、、、
D.使酚酞变红的溶液:、、、
拓展 粗盐的提纯
①除杂试剂都必须加入过量的目的:过量的Na2CO3是为了 ;过量的NaOH是为了 ;过量的BaCl2是为了 。
②加入除杂试剂后必须先过滤,再加稀盐酸目的是 ,又将杂质离子引入溶液中。
③稀盐酸必须足量或者过量,目的是为了 。加入过量的稀盐酸,后续的 过程会把过量的稀盐酸挥发掉。
活学活用
6.(24-25高一下·重庆大足·期中)中国菜之魂在“味”,而食盐的合理添加立足百味之首,粗盐(主要成分为NaCl,含、、及泥沙等杂质),实验中提纯NaCl的流程如图所示,下列说法正确的是
A.操作Ⅰ中需要用到的玻璃仪器只有烧杯、漏斗
B.溶液a可以为溶液,加入溶液b的主要目的是除去和前面引入的
C.溶液a和溶液b添加的顺序可以互换
D.加入足量溶液c时发生的化学反应不止1个
7.(25-26高一下·四川南充·期中)粗盐溶液中常含有、、等杂质,实验室利用溶液、溶液、盐酸,按照如图所示流程可除去杂质得到精盐。下列说法错误的是
A.若粗盐固体为a g,得到的精盐为b g,则b一定小于a
B.试剂X为
C.加入试剂Z前必须过滤
D.“操作a”用到的玻璃仪器有玻璃棒、酒精灯
题型 离子的鉴别与提纯
▌例1 (25-26高一上·四川成都·阶段检测)某河道两旁有甲乙两厂。它们排放的工业废水中,共含K+、Ag+、Zn2+、Cl-、OH-、六种离子。
(1)甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中所含的三种离子_________、________、_________。
(2)乙厂的废水中含有另外三种离子。对于该两厂的废水,可采取下列两种方法来处理。如果在乙厂废水中加一定量_________(选填:活性炭或铁粉),离子方程式是_________________________________,并且能够回收其中的金属____________(填写金属元素符号)。
▌对点练1-1 (24-25高一上·江苏盐城·阶段检测)有一瓶溶液只含、、、、、、七种离子中的某几种。经实验:
①原溶液白色沉淀
②将(1)所得溶液放出使紫色石蕊试液变蓝的气体
③原溶液中加溶液不产生沉淀
④原溶液中加溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸白色沉淀不溶解
回答下列问题:
(1)原溶液中一定含有的离子是______,一定不含的离子是______,可能含有的离子是______。
(2)如何用实验的方法检验可能含有的离子______。
(3)写出第①和②涉及的反应方程式:_______________________,_______________________。
▌对点练1-2 (24-25高一上·山东滨州·阶段检测)有四瓶失去标签的溶液:硝酸钡、碳酸钠、盐酸、稀硫酸,为了鉴别它们做了下列溶液间的某些混合实验,其反应现象如下表:
顺序
编号
反应现象
①
A+B
有无色气体逸出
②
A+C
没有现象
③
B+D
有无色气体逸出
(1)由表推知(用化学式表示)A________,B________,C________,D________。
(2)写出相关的反应方程式:________________。
题型 离子共存问题
▌例2 (25-26高一上·湖北黄冈·期中)下列各组离子在水溶液中能大量共存的是
A. B.
C. D.
解题贴士
不能大量共存的离子
类型
举例
发生复分解反应
生成难溶或微溶的物质
①Ca2+与CO32-,Ba2+与CO32-、SO42-、SO32-,Ag+与Cl-、Br-、I-、S2-、CO32-等
②OH-与Fe3+、Fe2+、Mg2+、Cu2-、Al3+等
③Ag+与SO42-,Ca2+与SO42-,Mg2+与CO32-等
生成气体
H+与CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、S2-、HS-等
生成水或其他难电离的物质
H+与OH-、CH3COO-等,OH-与HCO3-、NH4+等
▌对点练2-1 (25-26高一下·陕西汉中·期末)无色透明溶液中,下列各组离子能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
▌对点练2-2 下列各组离子在水溶液中能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
题型 粗盐的提纯
▌例3 (25-26高一下·北京朝阳·期末)用化学沉淀法除去粗盐中的、、的过程如下。
下列说法不正确的是
A.ⅰ中可通过搅拌等方法加快粗盐溶解
B.若将ⅱ、ⅲ中的试剂换为溶液,当沉淀完全时,也一定沉淀完全
C.ⅳ中加入溶液的目的:、
D.ⅵ中滴加盐酸使滤液呈中性或微酸性,以除去和
解题贴士
粗盐中含有、、,将粗盐溶解得到粗盐水,向粗盐水中加入氯化钡溶液除去粗盐中的,再加入氢氧化钠溶液除去粗盐中,再加入饱和的碳酸钠溶液除去粗盐中的和过量的,过滤,向滤液中加入稀盐酸,除去过量的、,蒸发得到精盐。
▌对点练3-1 除去难溶性杂质后的食盐水中还含有等杂质离子,为除去这些杂质离子并获得氯化钠晶体,某化学兴趣小组设计了如下实验:
步骤I:向该食盐水中依次加入过量的X、Y、Z三种试剂,将杂质离子转化为沉淀。
步骤Ⅱ:过滤除去沉淀,得到滤液。
步骤Ⅲ:向滤液中加入适量试剂W,将溶液的调为7,得到精盐水。
步骤Ⅳ:将精盐水蒸发结晶,得到较为纯净的氯化钠晶体。
下列说法正确的是
A.步骤I中可依次加入过量的和溶液替代X、Y、Z
B.步骤Ⅱ中的“沉淀”含有3种物质
C.步骤Ⅲ中试剂W可选用稀硫酸
D.步骤Ⅳ中当加热至有晶体析出时,立即停止加热
▌对点练3-2 (25-26高一下·安徽马鞍山·期末)某兴趣小组在实验室中完成粗盐水(含、、杂质)精制,设计的流程如下:
下列说法错误的是
A.NaOH的作用是除去 B.试剂a为
C.试剂c的作用仅为除去过量的NaOH D.操作x用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯
基础通关
1.下列对于离子反应的表述正确的是
A.离子反应中一定有沉淀生成
B.有气体生成的反应一定是离子反应
C.复分解型离子反应发生的条件是必须有水生成
D.二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的反应属于离子反应
2.(24-25高一上·四川绵阳·阶段检测)下列实验能发生离子反应的是
A.氢气还原氧化铜 B.溶液与溶液混合
C.溶液和溶液混合 D.盐酸与溶液混合
3.(25-26高一上·山东淄博·阶段检测)常温时,在强碱性的无色透明溶液中能大量共存的一组离子是
A.Na+、K+、、 B.
C.Na+、、、 D.
4.(24-25高一上·四川成都·阶段检测)下列各组离子能大量共存的是
A.使酚酞变红的溶液中:Na+、、Fe3+
B.强酸性溶液中:Ca2+、Cl-、CH3COO-
C.澄清透明的溶液中:K+、、
D.含有Ca2+的溶液中:Cl-、H+、
5.(24-25高一上·湖北省直辖县级单位·阶段检测)下列各组溶液中,所给离子能大量共存的是
A.滴加酚酞变红的溶液:加入SO、Fe2+、 K+、Cl-
B.常温下加入铁粉能生成H2的溶液:加入Na+、 Ca2+、 Cl-、HCO
C.澄清透明的酸性溶液中:Cu2+、、、Cl-
D.紫色石蕊试液呈红色的溶液中:Ca2+、Cl-、Na+、
6.(25-26高一下·江苏南京·期末)实验室按下列流程提纯粗盐(含、和等杂质离子),下列说法不正确的是
A.实验过程中加适当过量溶液,目的是使尽可能去除完全
B.过滤操作使用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
C.加入稀盐酸后发生的反应为、
D.“一系列操作”是指蒸发至晶膜形成后,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥
7.(24-25高一下·四川宜宾·期末)粗盐中含有、、等杂质离子,提纯的工艺流程如下。下列说法正确的是
A.试剂a、b、c可依次为氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡
B.操作①的名称为过滤,需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯
C.操作③中加入适量稀盐酸将溶液调为微酸性
D.固体A的成分为碳酸钙、氢氧化镁、硫酸钡
8.(25-26高一下·河北沧州·期末)为了除去NaCl(aq)中的、和,下列操作顺序最合理的是
A.依次加入过量的→过滤→滤液蒸发结晶
B.依次加入过量的→过滤→用稀盐酸调节滤液至中性→蒸发结晶
C.依次加入过量的、→过滤→用稀盐酸调节滤液至中性→蒸发结晶
D.依次加入过量的、、稀盐酸→过滤→蒸发结晶
9.(25-26高一下·北京西城·期末)去除粗盐中的和等杂质离子,过程如下。
下列说法不正确的是
A.试剂①②③可以依次为过量溶液、溶液、NaOH溶液
B.取适量滤液,先加入过量盐酸,再加入溶液,可以检验是否沉淀完全
C.加入盐酸的作用是除去滤液中的和
D.蒸发时,将混合物中的水分完全蒸干后停止加热
10.(25-26高一上·辽宁·期末)某溶液中含有较大量的、、三种阴离子,如果只取一次该溶液就能分别将3种阴离子依次检验出来,且前两次所加试剂均过量,下列实验操作顺序中正确的是
①滴加溶液;②滴加溶液;③滴加溶液;④过滤
A.②④③④① B.②④①④③ C.①④②④③ D.①④③④②
素养提升
11.(25-26高一上·江西九江·阶段检测)某无色透明溶液可能含:Na+、Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-、OH-、、、。
(1)溶液无色,一定无___________。
(2)加盐酸生成白色沉淀,一定有___________。
(3)向(2)的滤液中加稀硫酸生成白色沉淀,一定有___________。
(4)综上,一定不存在的阴离子是___________。
12.某无色透明溶液含:Na+、Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-、OH-、、。
(1)溶液无色,一定无___________。
(2)加盐酸生成白色沉淀,一定有___________。
(3)向(2)的滤液中加稀硫酸生成白色沉淀,一定有___________。
(4)综上,一定不存在的阴离子是___________。
13.(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)某无色透明溶液中可能大量存在Ag+、Mg2+、Fe3+、Na+、Cl-、CO、OH-和NO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______,写出生成白色沉淀的离子方程式_____________;
(3)取(2)中的滤液,加入过量的氢氧化钠溶液,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)综上所述,原溶液中一定存在的离子有______,可能存在的离子是______。
迁移创新
14.(25-26高一上·河南郑州·阶段检测)现有一包白色固体,主要成分为NaNO3,含少量NaCl、Na2SO4、Na2CO3杂质,要获得纯净的NaNO3固体,实验流程如图所示。
回答下列问题:
(1)步骤②中所得“沉淀A”的成分是___________(填化学式)。
(2)步骤③中反应的化学方程式为___________,判断“溶液2”中已经除尽的实验操作及现象是___________。
(3)步骤④中加入Na2CO3溶液的作用是___________。
(4)按此实验方案得到的“溶液3”中肯定含有___________(填化学式)杂质。为了除去这种杂质,有人提出向“溶液3”中加入适量的盐酸,你觉得加入盐酸是否合理?___________(填“合理”或“不合理”),理由是___________。
15.(24-25高一上·安徽蚌埠·阶段检测)有5瓶白色固体试剂,分别是氯化钡、氢氧化钠、硫酸钠、无水硫酸铜、碳酸钾,现只提供蒸馏水,通过下面的实验步骤即可鉴别它们。回答下列问题:
(1)各取适量固体试剂分别加入5支试管中,加入适量蒸馏水,振荡试管,观察到的现象是__________________,被检出的物质是__________________(填化学式)。
(2)分别取未检出的溶液,往其中加入上述已检出的溶液,观察到的现象如下。
①有1支试管中无沉淀生成,被检出的物质是_________(填名称)。
②有1支试管中有白色沉淀生成,发生反应的离子方程式为__________________,被检出的物质是_________(填化学式)。
③有2支试管中有蓝色沉淀生成,发生反应的离子方程式为__________________(写一个即可)。
(3)用已鉴别出的溶液鉴别余下未检出物质的方法和观察到的现象是__________________。
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第一章
物质及其变化
第二节 离子反应
第2课时 离子反应的应用
课标要点
1.熟悉离子反应发生的条件,掌握离子共存问题的解题思路。
2.熟悉离子反应的现象,学会利用反应现象鉴别、提纯和检验离子。
3.掌握粗盐的提纯步骤。
学习重难点
重点:1.离子共存
2.离子鉴别、提纯和推断
难点:1.粗盐的提纯
知识点 离子反应发生的条件
1.复分解型离子反应
只要具备上述条件之一,反应就能发生。
2.氧化还原反应型离子反应
参加离子反应的不一定都是电解质,只要有一种是即可;后面学习的氧化还原型离子反应就不一定满足产生沉淀、气体、难电离的物质的条件,如铁与氯化铁溶液的反应,没有产生沉淀、气体和难电离的物质,但依然是离子反应,离子方程式为Fe+2Fe3+===3Fe2+
随学随练
1.(25-26高一上·黑龙江大庆·期中)下列各组物质混合,不会发生离子反应的是
①溶液和NaOH溶液②溶液和稀盐酸③稀硝酸和溶液④溶液与稀硫酸⑤铜与稀盐酸⑥铁粉与溶液
A.只有①③ B.只有②③ C.只有①③⑤ D.只有①③④⑤
【答案】C
【解析】①溶液和NaOH溶液混合后,可能的产物是 KOH和NaNO3,均为可溶性强电解质,无沉淀、气体或弱电解质生成,不发生离子反应。
②溶液和稀盐酸混合发生反应:Ag⁺ + Cl⁻=AgCl↓(白色沉淀),发生离子反应;
③稀硝酸和溶液混合后无沉淀、气体或弱电解质生成,HNO3与CaCl2不反应,不发生离子反应;
④溶液与稀硫酸混合发生反应:CH3COO-+H+=CH3COOH(弱酸),发生离子反应;
⑤铜在金属活动性顺序中位于氢之后,不与稀盐酸反应,不发生化学反应,因此不发生离子反应;
⑥铁粉与 CuSO4溶液发生置换反应:Fe + Cu2+=Fe2++ Cu,发生离子反应;
综上,不会发生离子反应的是①③⑤;
故选C。
知识点 离子反应的应用(重点)
1.离子的鉴别
【实验要求】鉴别失去标签的四种溶液——Na2CO3溶液、NaCl溶液、Na2SO4溶液、MgCl2溶液。
【实验操作】各取3mL分别加入四支试管中,先向各试管内滴入少量的Ba(OH)2溶液,再滴人足量的稀盐酸,观察现象。实验现象、结论及离子方程式如下:
实验现象
结论
离子方程式
无明显现象
原溶液是NaCl溶液
—
生成白色沉淀且沉淀不溶于盐酸
原溶液是Na2SO4溶液
SO42-+Ba2+=BaSO4↓
生成白色沉淀且沉淀溶于盐酸并有气体逸出
原溶液是Na2CO3溶液
CO32-+Ba2+=BaCO3↓
BaCO3+H+=Ba2++CO2↑+H2O
生成白色沉淀且沉淀溶于盐酸但无气体逸出
原溶液是MgCl2溶液
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O
2.离子的除杂
(1)物质除杂的一般思路
混合物组成分析→沉淀剂的选择→合理安排加入沉淀剂的顺序→考虑过量沉淀剂如何除去→确定实验步骤及实验操作。
(2)溶液中可溶性杂质的除去原则
(3)粗盐提纯时添加试剂的先后顺序
为使杂质离子完全除去,要加入过量的试剂,后续试剂要能够将前面所加过量的试剂除去,由此可知,碳酸钠溶液要在氯化钡溶液之后加入,稀盐酸要在氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液之后加入。通常加入试剂的三种顺序:
①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→(过滤)稀盐酸;
②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→(过滤)稀盐酸;
③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→(过滤)稀盐酸。
3.离子的检验
离子
操作及现象
结论
离子反应
SO42-
取少许待测液于试管中,滴入稀盐酸,无明显现象(排除CO32-、SO32-、Ag+等的干扰),再滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀(注意加入顺序不能颠倒)
待测液中含有SO42-
SO42-+Ba2+===BaSO4↓
Cl-
取少许待测液于试管中,滴入稀HNO3,无明显现象(排除CO32-等的干扰),再滴入AgNO3溶液,有白色沉淀产生(或滴入硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀)
待测液中含有Cl-
Ag++Cl-===AgCl↓
CO32-
取少许待测液于试管中,先加入CaCl2溶液,产生白色沉淀,再滴入稀盐酸,沉淀溶解并产生无色无味气体,将产生的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊
待测液中含有CO32-
CO32-+Ca2+===CaCO3↓
CaCO3+H+===Ca2++CO2↑+H2O
Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O
4.离子的分离(以分离MgCl2和NaCl为例)
随学随练
2.(25-26高一上·新疆阿克苏·期末)甲、乙两个化工厂排放的废水中分别含有、、、、、六种离子中的三种,两厂的废水单独排放均有较大污染。在乙厂取水样进行检测,水样显碱性,若将两厂废水按适当比例混合处理后可达到环保排放标准。下列有关说法不正确的是
A.甲厂废水中一定含有 B.乙厂废水中含有、
C.乙厂废水能使酚酞溶液变红 D.甲、乙两厂废水混合会产生沉淀
【答案】B
【分析】在乙厂取水样进行检测显碱性,说明乙厂含有氢氧根离子,则与 和在甲厂;甲、乙两个化工厂排放的废水中各含有三种,又因为与不能大量共存,故推断甲厂含有、 、,乙厂含有 、、。
【解析】A.因乙厂废水含OH⁻,它会与和Ag⁺反应,故和Ag⁺必在甲厂废水中,A正确;
B. 乙厂废水中含有,但不含Ag⁺(Ag⁺在甲厂),B不正确;
C.乙厂废水显碱性(含),能使酚酞溶液变红,C正确;
D.甲、乙两厂废水混合后,Ag⁺与 Cl⁻ 形成 AgCl 沉淀,与 OH⁻ 形成沉淀,会产生沉淀,D正确;
故选B。
3.(25-26高一上·内蒙古乌兰察布·阶段检测)I.某兴趣小组的同学向一定体积的Ba(OH)2,溶液中逐滴加入稀硫酸,并测得混合溶液的导电能力随时间变化的曲线如图所示。
(1)写出 Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应的离子方程式______________________________。
(2)该小组的同学关于上图的下列说法中,正确的是____________________(填序号)。
①AB段溶液的导电能力不断减弱,说明生成的BaSO4不是电解质
②B处溶液的导电能力约为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子
③BC段溶液的导电能力不断增大,主要是由于过量的Ba(OH)2电离出的离子导电
④a时刻Ba(OH)2溶液与稀硫酸恰好完全中和
II.某无色透明溶液中可能大量存在、、、、中的几种。请填写下列空白:
(3)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子___________。
(4)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___________。
(5)取(4)中的滤液,加入过量的氢氧化钠溶液,出现白色沉淀,说明原溶液中肯定有_________,有关的离子方程式为______________________________________。
(6)原溶液可能大量存在的阴离子是_________________________。
a. b. c. d.
【答案】(1)
(2)②④
(3)Cu2+、Fe3+
(4)Ag+
(5)Mg2+
(6)b
【分析】II.在无色透明溶液中不能含有大量有颜色的离子故不存在、; 取少量原溶液,加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成,再加入过量稀硝酸,沉淀不消失,说明含有; 取(4)中的滤液,加入过量的氢氧化钠溶液,出现白色沉淀,说明含有。
【解析】【小题1】Ba(OH)2、H2SO4都是可溶的强电解质,反应离子方程式为。
【小题2】①电解质溶液导电能力与离子浓度、所带电荷数有关,AB段发生,水是极弱的电解质,溶液中离子浓度逐渐减少,导电能力不断减弱,BaSO4属于盐,属于强电解质,①错误;
②B处溶液的导电能力约为0,说明硫酸与Ba(OH)2恰好完全反应,生成H2O和BaSO4沉淀,H2O是极弱电解质,BaSO4是白色沉淀,溶液中几乎无离子存在,因此导电能力约为0,②正确;
③BC段溶液的导电能力不断增大,主要是因为由于过量的硫酸电离出的离子导电,③错误;
④根据②的分析,a时刻Ba(OH)2与稀硫酸恰好完全中和,④正确;
答案为②④。
【小题3】在无色透明溶液中不能含有大量有颜色的离子故不存在、。
【小题4】取少量原溶液,加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成,再加入过量稀硝酸,沉淀不消失,说明含有。
【小题5】 取(4)中的滤液,加入过量的氢氧化钠溶液,出现白色沉淀,说明含有。离子方程式为。
【小题6】原溶液中存在Ag+、Mg2+,与其发生反应的离子不能大量存在,Cl-、、OH-不能与它们大量共存,离子不与存在的离子发生反应,故溶液中可能大量存在的离子是,故选b。
知识点 离子共存的判断(重点)
判断离子能否大量共存,即判断离子之间能否发生反应。若发生反应,则不能大量共存;若不发生反应,则能大量共存。
1.看溶液颜色
以下是几种常见离子的颜色;
离子
Cu2-
Fe3+
Fe2+
MnO4-
CrO42-
Cr2O72-
颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
黄色
橙色
2.看溶液的酸碱性
(1)强酸性溶液、pH小于7(常温下)的溶液或使紫色石蕊变红的溶液,都含有大量的H+,则能与H+反应的离子不能大量存在,如OH-、HCO3-等。
(2)强碱性溶液、pH大于7(常温下)的溶液、使紫色石蕊变蓝的溶液或使酚酞变红的溶液,都含有大量的OH-,则能与OH-反应的离子不能大量存在,如H+、NH4+等。
3.看是否发生反应
如能发生复分解反应和氧化还原反应的离子不能大量共存:
类型
举例
发生复分解反应
生成难溶或微溶的物质
①Ca2+与CO32-,Ba2+与CO32-、SO42-、SO32-,Ag+与Cl-、Br-、I-、S2-、CO32-等
②OH-与Fe3+、Fe2+、Mg2+、Cu2-、Al3+等
③Ag+与SO42-,Ca2+与SO42-,Mg2+与CO32-等
生成气体
H+与CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、S2-、HS-等
生成水或其他难电离的物质
H+与OH-、CH3COO-等,OH-与HCO3-、NH4+等
发生氧化还原反应
涉及的离子共存问题将在以后的学习中进行详细介绍
随学随练
4.(25-26高一上·北京·阶段检测)下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】D
【解析】A.与会发生反应生成弱电解质,不能大量共存,A不符合题意;
B.与会反应生成沉淀,不能大量共存,B不符合题意;
C.与会反应生成气体和,不能大量共存,C不符合题意;
D.、、、之间不发生反应,无沉淀、气体、弱电解质生成,可以大量共存,D符合题意;
故选D。
5.(24-25高一上·广东佛山·阶段检测)下列各组离子能大量共存的是
A.无色溶液中:、、、
B.常温下的溶液中:、、、
C.含的溶液中:、、、
D.使酚酞变红的溶液:、、、
【答案】D
【解析】A.无色溶液中不能存在有色的(为蓝色),A错误;
B.常温下的溶液显酸性,含大量,会与反应生成弱电解质(易分解为和),B错误;
C.会与反应生成沉淀,C错误;
D.使酚酞变红的溶液显碱性,含大量,、、、之间不反应,也不与反应,可大量共存,D正确;
故选D。
拓展 粗盐的提纯
①除杂试剂都必须加入过量的目的:过量的Na2CO3是为了除尽溶液中的Ca2+和过量的Ba2+;过量的NaOH是为了除尽溶液中的Mg2+;过量的BaCl2是为了除尽溶液中的SO42-。
②加入除杂试剂后必须先过滤,再加稀盐酸目的是防止稀盐酸与滤渣中的CaCO3、BaCO3、Mg(OH)2反应,又将杂质离子引入溶液中。
③稀盐酸必须足量或者过量,目的是为了除尽溶液中的NaOH、Na2CO3。加入过量的稀盐酸,后续的蒸发结晶过程会把过量的稀盐酸挥发掉。
活学活用
6.(24-25高一下·重庆大足·期中)中国菜之魂在“味”,而食盐的合理添加立足百味之首,粗盐(主要成分为NaCl,含、、及泥沙等杂质),实验中提纯NaCl的流程如图所示,下列说法正确的是
A.操作Ⅰ中需要用到的玻璃仪器只有烧杯、漏斗
B.溶液a可以为溶液,加入溶液b的主要目的是除去和前面引入的
C.溶液a和溶液b添加的顺序可以互换
D.加入足量溶液c时发生的化学反应不止1个
【答案】D
【分析】粗盐溶解后先加过量氯化钡除硫酸根、再加过量氢氧化钠除镁离子、后加过量碳酸钠除钙离子与多余钡离子,过滤除去全部沉淀,滤液加足量盐酸除去过量氢氧根与碳酸根,经蒸发结晶、烘干得到纯净氯化钠。
【解析】A.操作Ⅰ为过滤,玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,选项缺少玻璃棒,A错误;
B.若用,会引入新杂质,后续无法除去,因此溶液a不能选硝酸钡,B错误;
C.必须加在之后,才能除去过量,若互换顺序,过量无法除去,二者顺序不可互换,C错误;
D.加足量稀盐酸(溶液c)发生两个反应:,,D正确;
故答案选D。
7.(25-26高一下·四川南充·期中)粗盐溶液中常含有、、等杂质,实验室利用溶液、溶液、盐酸,按照如图所示流程可除去杂质得到精盐。下列说法错误的是
A.若粗盐固体为a g,得到的精盐为b g,则b一定小于a
B.试剂X为
C.加入试剂Z前必须过滤
D.“操作a”用到的玻璃仪器有玻璃棒、酒精灯
【答案】A
【分析】粗盐含有的杂质离子为、、,试剂加入顺序需保证在钡试剂之后加入,以除去过量的,因此试剂X为,可同时除去和,试剂Y为,除去和过量的,加入盐酸前需先过滤除去生成的沉淀,避免沉淀与盐酸反应重新溶解,最后加入试剂Z为盐酸,除去过量的和,经蒸发结晶得到固体。
【解析】A.除杂过程中多个反应会生成,因此得到的精盐质量可能大于粗盐质量,b不一定小于a,A错误;
B.为保证过量的可被后续加入的除去,需先加入,试剂X为,B正确;
C.若加入盐酸前未过滤,生成的、、沉淀会与盐酸反应溶解,导致杂质重新进入溶液,因此加入试剂Z前必须过滤,C正确;
D.操作a为蒸发结晶,用到的玻璃仪器有玻璃棒、酒精灯,D正确;
故选A。
题型 离子的鉴别与提纯
▌例1 (25-26高一上·四川成都·阶段检测)某河道两旁有甲乙两厂。它们排放的工业废水中,共含K+、Ag+、Zn2+、Cl-、OH-、六种离子。
(1)甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中所含的三种离子_________、________、_________。
(2)乙厂的废水中含有另外三种离子。对于该两厂的废水,可采取下列两种方法来处理。如果在乙厂废水中加一定量_________(选填:活性炭或铁粉),离子方程式是_________________________________,并且能够回收其中的金属____________(填写金属元素符号)。
【答案】(1)K+ Cl- OH-
(2)铁粉 Fe+2Ag+=2Ag+Fe2+ Ag
【解析】(1)甲厂废水明显呈碱性,说明溶液中含有大量的,由于、能与反应生成沉淀,不能大量共存,故、存在于乙厂废水中;乙厂废水中含有,而与会反应生成沉淀不能共存,故存在于甲厂废水中;根据溶液呈电中性原则,甲厂废水中必须含有阳离子,故存在于甲厂废水中,剩余的存在于乙厂废水中。因此,甲厂废水中所含的三种离子为、、,乙厂废水中所含的三种离子为、、;
(2)乙厂废水中含有、、,加入铁粉后,由于铁的金属活动性排在银之前、锌之后,铁粉只能与发生置换反应,离子方程式为,从而可以回收金属银()。
▌对点练1-1 (24-25高一上·江苏盐城·阶段检测)有一瓶溶液只含、、、、、、七种离子中的某几种。经实验:
①原溶液白色沉淀
②将(1)所得溶液放出使紫色石蕊试液变蓝的气体
③原溶液中加溶液不产生沉淀
④原溶液中加溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸白色沉淀不溶解
回答下列问题:
(1)原溶液中一定含有的离子是______,一定不含的离子是______,可能含有的离子是______。
(2)如何用实验的方法检验可能含有的离子______。
(3)写出第①和②涉及的反应方程式:_______________________,_______________________。
【答案】(1)、、 、 、
(2)焰色试验。用洁净的铂丝蘸取原溶液在酒精灯火焰上灼烧,若火焰呈黄色,说明含有 ;透过蓝色钴玻璃观察,若火焰呈紫色,说明含有
(3)
【分析】原溶液中,加入过量的氢氧化钠溶液,可能存在的离子中,只有镁离子能与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁白色沉淀。说明溶液中一定存在镁离子;将①所得溶液加热,产生能使紫色石蕊试液变蓝的气体,说明产生的气体是氨气,氨气是由可能存在的离子中的铵根离子和氢氧化钠溶液在加热的条件下产生的。说明溶液中一定存在铵根离子;在原溶液中加入氯化钡溶液,不产生沉淀,说明原溶液中不存在碳酸根离子和硫酸根离子;原溶液中加溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸白色沉淀不溶解,上一步骤,排除了硫酸根,那么一定存在氯离子。
【解析】(1)根据分析,溶液中一定存在、、,一定不存在、,可能存在、;
(2)、,可以通过焰色试验来检验,的焰色为黄色、的焰色为紫色(观察的焰色需要透过蓝色钴玻璃观察,目的是滤去黄色的光)
(3)镁离子和氢氧化钠电离生成的氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀,离子方程式为:;铵根离子和氢氧化钠电离生成的氢氧根离子在加热条件下反应生成氨气,离子方程式为:。
▌对点练1-2 (24-25高一上·山东滨州·阶段检测)有四瓶失去标签的溶液:硝酸钡、碳酸钠、盐酸、稀硫酸,为了鉴别它们做了下列溶液间的某些混合实验,其反应现象如下表:
顺序
编号
反应现象
①
A+B
有无色气体逸出
②
A+C
没有现象
③
B+D
有无色气体逸出
(1)由表推知(用化学式表示)A________,B________,C________,D________。
(2)写出相关的反应方程式:________________。
【答案】(1)
(2)
、
【解析】(1)提供的四种物质中,能与其他物质反应生成气体的只有 (与 、 反应生成 气体)。由实验①和③可知,B与A、D混合均产生无色气体,故B为 ,A、D分别为 、 中的一种,剩余的C必定为 。由实验②可知,A与C混合无明显现象,若A为 ,其与 混合会反应生成 白色沉淀,与题意不符,故A只能为 ,则推知D为 。
(2)题干中发生明显现象的相关反应为A与B、B与D的反应,化学方程式分别为:、。
题型 离子共存问题
▌例2 (25-26高一上·湖北黄冈·期中)下列各组离子在水溶液中能大量共存的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.与会结合生成硫酸钡沉淀,不能大量共存,A错误;
B.、、之间不会发生反应生成沉淀、气体或弱电解质,可以大量共存,B正确;
C.与会结合生成弱电解质水,不能大量共存,C错误;
D.与会反应生成二氧化碳气体和水,不能大量共存,D错误;
故选B。
解题贴士
不能大量共存的离子
类型
举例
发生复分解反应
生成难溶或微溶的物质
①Ca2+与CO32-,Ba2+与CO32-、SO42-、SO32-,Ag+与Cl-、Br-、I-、S2-、CO32-等
②OH-与Fe3+、Fe2+、Mg2+、Cu2-、Al3+等
③Ag+与SO42-,Ca2+与SO42-,Mg2+与CO32-等
生成气体
H+与CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、S2-、HS-等
生成水或其他难电离的物质
H+与OH-、CH3COO-等,OH-与HCO3-、NH4+等
▌对点练2-1 (25-26高一下·陕西汉中·期末)无色透明溶液中,下列各组离子能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】B
【解析】A.与会反应生成沉淀,不能大量共存,A错误;
B.、、、均为无色离子,相互之间不发生反应,可在无色透明溶液中大量共存,B正确;
C.在水溶液中呈蓝色,不符合溶液无色的要求,且会与反应生成沉淀,不能大量共存,C错误;
D.在水溶液中呈紫色,不符合溶液无色透明的要求,D错误;
故选B。
▌对点练2-2 下列各组离子在水溶液中能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】C
【解析】A.和会结合生成弱电解质水,不能大量共存,A错误;
B.和会结合生成硫酸钡沉淀,不能大量共存,B错误;
C.、、、之间相互不发生反应,不会生成沉淀、气体或弱电解质,可以大量共存,C正确;
D.和会结合生成氯化银沉淀,不能大量共存,D错误;
故选C。
题型 粗盐的提纯
▌例3 (25-26高一下·北京朝阳·期末)用化学沉淀法除去粗盐中的、、的过程如下。
下列说法不正确的是
A.ⅰ中可通过搅拌等方法加快粗盐溶解
B.若将ⅱ、ⅲ中的试剂换为溶液,当沉淀完全时,也一定沉淀完全
C.ⅳ中加入溶液的目的:、
D.ⅵ中滴加盐酸使滤液呈中性或微酸性,以除去和
【答案】B
【分析】粗盐中含有、、,将粗盐溶解得到粗盐水,向粗盐水中加入氯化钡溶液除去粗盐中的,再加入氢氧化钠溶液除去粗盐中,再加入饱和的碳酸钠溶液除去粗盐中的和过量的,过滤,向滤液中加入稀盐酸,除去过量的、,蒸发得到精盐,据此分析回答。
【解析】A.溶解过程中搅拌可以增大接触面积,加快粗盐溶解速率,A正确;
B.若换为溶液,沉淀时,引入的物质的量为的2倍,若粗盐中物质的量大于,则完全沉淀时,未沉淀完全,B错误;
C.由分析可知,ⅳ中加入溶液可将和过量的转化为沉淀除去,反应的离子方程式为:、,C正确;
D.由分析可知,ⅵ中滴加盐酸可与过量的、反应,从而除去这两种杂质离子,D正确;
故选B。
解题贴士
粗盐中含有、、,将粗盐溶解得到粗盐水,向粗盐水中加入氯化钡溶液除去粗盐中的,再加入氢氧化钠溶液除去粗盐中,再加入饱和的碳酸钠溶液除去粗盐中的和过量的,过滤,向滤液中加入稀盐酸,除去过量的、,蒸发得到精盐。
▌对点练3-1 除去难溶性杂质后的食盐水中还含有等杂质离子,为除去这些杂质离子并获得氯化钠晶体,某化学兴趣小组设计了如下实验:
步骤I:向该食盐水中依次加入过量的X、Y、Z三种试剂,将杂质离子转化为沉淀。
步骤Ⅱ:过滤除去沉淀,得到滤液。
步骤Ⅲ:向滤液中加入适量试剂W,将溶液的调为7,得到精盐水。
步骤Ⅳ:将精盐水蒸发结晶,得到较为纯净的氯化钠晶体。
下列说法正确的是
A.步骤I中可依次加入过量的和溶液替代X、Y、Z
B.步骤Ⅱ中的“沉淀”含有3种物质
C.步骤Ⅲ中试剂W可选用稀硫酸
D.步骤Ⅳ中当加热至有晶体析出时,立即停止加热
【答案】A
【解析】A.中的可除去生成沉淀,可除去生成沉淀,后续加入的可除去和过量的,且在钡试剂之后加入符合除杂顺序,因此可替代三种试剂,A正确;
B.步骤Ⅱ的沉淀有氢氧化镁、硫酸钡、碳酸钙、碳酸钡共4种,不是3种,B错误;
C.若选用稀硫酸,会与过量的、反应生成新杂质,不符合除杂要求,试剂W应选稀盐酸,C错误;
D.蒸发结晶时,应加热至有大量晶体析出、剩余少量液体时停止加热,利用余热蒸干,刚有晶体析出就停止加热会导致产率偏低,D错误;
故答案选A。
▌对点练3-2 (25-26高一下·安徽马鞍山·期末)某兴趣小组在实验室中完成粗盐水(含、、杂质)精制,设计的流程如下:
下列说法错误的是
A.NaOH的作用是除去 B.试剂a为
C.试剂c的作用仅为除去过量的NaOH D.操作x用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯
【答案】C
【分析】粗盐水(含、、杂质)中加入NaOH溶液,生成氢氧化镁沉淀,再加入氯化钡除去硫酸根离子,加入碳酸钠除去钙离子和多余的钡离子,过滤后加入HCl,除去多余的NaOH和碳酸钠,得到精制盐水。
【解析】A.NaOH能与反应生成沉淀,作用是除去,A正确;
B.试剂a为,用于除去,且需在后续除和过量的之前加入,符合流程顺序,B正确;
C.试剂c为稀盐酸,作用是除去过量的NaOH和过量的,并非仅除去过量NaOH,C错误;
D.操作x是过滤,用于分离沉淀和溶液,用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯,D正确;
故选C。
基础通关
1.下列对于离子反应的表述正确的是
A.离子反应中一定有沉淀生成
B.有气体生成的反应一定是离子反应
C.复分解型离子反应发生的条件是必须有水生成
D.二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的反应属于离子反应
【答案】D
【解析】A.离子反应的本质是反应中离子浓度发生改变,不一定有沉淀生成,例如酸碱中和反应无沉淀产生,A错误;
B.有气体生成的反应不一定是离子反应,例如碳在氧气中燃烧生成的反应无离子参与,不属于离子反应,B错误;
C.复分解型离子反应发生的条件是有难溶物(沉淀)、气体或弱电解质(难电离物质,不一定是水,如醋酸)生成,满足其一即可,并非必须有水生成,C错误;
D.二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的反应为,有离子参与反应,属于离子反应,D正确;
故选D。
2.(24-25高一上·四川绵阳·阶段检测)下列实验能发生离子反应的是
A.氢气还原氧化铜 B.溶液与溶液混合
C.溶液和溶液混合 D.盐酸与溶液混合
【答案】B
【解析】A.氢气还原氧化铜为气体与固体的加热反应,没有离子参与,不属于离子反应,A错误;
B.KOH溶液与CuSO4溶液混合会反应生成氢氧化铜沉淀,有离子参与反应,属于离子反应,B正确;
C.NaNO3溶液和BaCl2溶液混合,离子交换后无沉淀、气体、弱电解质生成,不能发生反应,C错误;
D.盐酸与K2SO4溶液混合,离子交换后无沉淀、气体、弱电解质生成,不能发生反应,D错误;
故答案选B。
3.(25-26高一上·山东淄博·阶段检测)常温时,在强碱性的无色透明溶液中能大量共存的一组离子是
A.Na+、K+、、 B.
C.Na+、、、 D.
【答案】A
【解析】A.该组离子均为无色,在强碱性溶液中互不反应,也都不与反应,可以大量共存,故选A;
B.为黄色,且会与强碱性溶液中的反应生成沉淀,不能大量共存,故不选B;
C.会与强碱性溶液中的反应生成和,不能大量共存,故不选C;
D.会与反应生成,会与、、反应生成沉淀,不能大量共存,故不选D;
选A。
4.(24-25高一上·四川成都·阶段检测)下列各组离子能大量共存的是
A.使酚酞变红的溶液中:Na+、、Fe3+
B.强酸性溶液中:Ca2+、Cl-、CH3COO-
C.澄清透明的溶液中:K+、、
D.含有Ca2+的溶液中:Cl-、H+、
【答案】C
【解析】A.使酚酞变红的溶液显碱性,存在大量,与反应生成沉淀,不能大量共存,A错误;
B.强酸性溶液中存在大量,与结合生成弱电解质,不能大量共存,B错误;
C.澄清透明不要求溶液无色,、、三种离子之间不发生反应,可大量共存,C正确;
D.与反应生成和,且与反应生成沉淀,不能大量共存,D错误;
故选C。
5.(24-25高一上·湖北省直辖县级单位·阶段检测)下列各组溶液中,所给离子能大量共存的是
A.滴加酚酞变红的溶液:加入SO、Fe2+、 K+、Cl-
B.常温下加入铁粉能生成H2的溶液:加入Na+、 Ca2+、 Cl-、HCO
C.澄清透明的酸性溶液中:Cu2+、、、Cl-
D.紫色石蕊试液呈红色的溶液中:Ca2+、Cl-、Na+、
【答案】C
【解析】A.滴加酚酞变红的溶液为碱性溶液,含有大量,会与反应生成氢氧化亚铁沉淀,不能大量共存,A错误;
B.常温下加入铁粉能生成的溶液为酸性溶液,含有大量,会与反应生成二氧化碳和水,不能大量共存,B错误;
C.澄清透明不等于无色,酸性条件下、、、四种离子之间不发生反应,也不与反应,能大量共存,C正确;
D.紫色石蕊试液呈红色的溶液为酸性溶液,含有大量,会与反应生成二氧化碳和水,不能大量共存,D错误;
故答案为C。
6.(25-26高一下·江苏南京·期末)实验室按下列流程提纯粗盐(含、和等杂质离子),下列说法不正确的是
A.实验过程中加适当过量溶液,目的是使尽可能去除完全
B.过滤操作使用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
C.加入稀盐酸后发生的反应为、
D.“一系列操作”是指蒸发至晶膜形成后,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥
【答案】D
【分析】实验室按下列流程提纯粗盐(含、和等杂质离子),加入为了除去,滤渣为,再向滤液中加入和,可除去、和过量的,得到的滤渣为、和;
【解析】A.加入适当过量的溶液,可使充分反应生成沉淀,尽可能去除完全,A正确;
B.过滤操作中,玻璃仪器包括烧杯、漏斗、玻璃棒,分别起到承接滤液、过滤、引流的作用,B正确;
C.加入稀盐酸的目的是除去过量的和,对应的离子反应为、,C正确;
D.的溶解度受温度影响较小,获得精盐的“一系列操作”为蒸发结晶,即蒸发至大量晶体析出后用余热蒸干,而非冷却结晶,D错误;
故选D。
7.(24-25高一下·四川宜宾·期末)粗盐中含有、、等杂质离子,提纯的工艺流程如下。下列说法正确的是
A.试剂a、b、c可依次为氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡
B.操作①的名称为过滤,需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯
C.操作③中加入适量稀盐酸将溶液调为微酸性
D.固体A的成分为碳酸钙、氢氧化镁、硫酸钡
【答案】C
【解析】A.碳酸钠的作用是除去粗盐中的和过量的,因此碳酸钠必须放在氯化钡之后,该选项中氯化钡放在碳酸钠之后,无法除去过量的,A错误;
B.操作①为过滤,需要的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯,该选项缺少玻璃棒,B错误;
C.滤液2中含有过量的氢氧化钠和碳酸钠,加入适量稀盐酸调为微酸性可将二者完全转化为氯化钠,且过量的HCl在后续蒸发结晶时会挥发,不会引入新杂质,C正确;
D.过量的氯化钡会与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀,因此固体A的成分除碳酸钙、氢氧化镁、硫酸钡外,还含有碳酸钡,D错误;
故选C。
8.(25-26高一下·河北沧州·期末)为了除去NaCl(aq)中的、和,下列操作顺序最合理的是
A.依次加入过量的→过滤→滤液蒸发结晶
B.依次加入过量的→过滤→用稀盐酸调节滤液至中性→蒸发结晶
C.依次加入过量的、→过滤→用稀盐酸调节滤液至中性→蒸发结晶
D.依次加入过量的、、稀盐酸→过滤→蒸发结晶
【答案】C
【解析】A.加完沉淀剂过滤后未加稀盐酸除去过量的和,直接蒸发结晶会引入、杂质,A错误;
B.加在之前,无法除去过量的,会引入钡盐杂质,B错误;
C.可除去,可除去,后续加入的可同时除去和过量的,过滤后加稀盐酸除去过量的和,最后蒸发结晶得到纯净,操作顺序合理,C正确;
D.过滤前加入稀盐酸,会使生成的、、等沉淀重新溶解,无法达到除杂目的,D错误;
故答案选C。
9.(25-26高一下·北京西城·期末)去除粗盐中的和等杂质离子,过程如下。
下列说法不正确的是
A.试剂①②③可以依次为过量溶液、溶液、NaOH溶液
B.取适量滤液,先加入过量盐酸,再加入溶液,可以检验是否沉淀完全
C.加入盐酸的作用是除去滤液中的和
D.蒸发时,将混合物中的水分完全蒸干后停止加热
【答案】D
【分析】粗盐除杂的核心规则:除去加入的过量需要用除去,因此必须放在之后加入,过量的、可由后续盐酸除去。经过滤除去滤渣后进行蒸发结晶获得氯化钠。
【解析】A.粗盐提纯时,需在之后加入以除去过量的,加入顺序无强制要求,该顺序合理,A正确;
B.检验时,先加过量盐酸排除等干扰,再加,若无沉淀则说明沉淀完全,B正确;
C.过滤后滤液中含有之前加入的过量和,加入盐酸可将二者转化为、和除去,C正确;
D.蒸发操作时,应在蒸发皿中出现大量固体时停止加热,利用余热蒸干剩余水分,若完全蒸干水分会导致固体飞溅,D错误;
故答案选D。
10.(25-26高一上·辽宁·期末)某溶液中含有较大量的、、三种阴离子,如果只取一次该溶液就能分别将3种阴离子依次检验出来,且前两次所加试剂均过量,下列实验操作顺序中正确的是
①滴加溶液;②滴加溶液;③滴加溶液;④过滤
A.②④③④① B.②④①④③ C.①④②④③ D.①④③④②
【答案】A
【解析】A.操作顺序为滴加Ba(NO3)2溶液(检验并除去)、过滤、滴加Mg(NO3)2溶液(检验并除去OH-)、过滤、滴加AgNO3溶液(检验Cl-),前两次所加试剂均过量,能依次检验三种离子且无干扰,A正确;
B.操作顺序为滴加Ba(NO3)2溶液、过滤、滴加AgNO3溶液、过滤、滴加Mg(NO3)2溶液,但滴加AgNO3时OH-存在会形成Ag2O等沉淀干扰Cl-检验,无法依次检验,B错误;
C.操作顺序为滴加AgNO3溶液、过滤、滴加Ba(NO3)2溶液、过滤、滴加Mg(NO3)2溶液,先加AgNO3时Cl-、、OH-均反应,沉淀混杂无法区分,不能依次检验,C错误;
D.操作顺序为滴加AgNO3溶液、过滤、滴加Mg(NO3)2溶液、过滤、滴加Ba(NO3)2溶液,先加AgNO3同样导致多种离子同时反应,无法依次检验,D错误;
故答案选A。
素养提升
11.(25-26高一上·江西九江·阶段检测)某无色透明溶液可能含:Na+、Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-、OH-、、、。
(1)溶液无色,一定无___________。
(2)加盐酸生成白色沉淀,一定有___________。
(3)向(2)的滤液中加稀硫酸生成白色沉淀,一定有___________。
(4)综上,一定不存在的阴离子是___________。
【答案】(1)Cu2+
(2)Ag+
(3)Ba2+
(4)OH-、Cl-、、
【解析】(1)Cu2+的水溶液呈蓝色,题干明确溶液无色,因此一定无Cu2+;
(2)盐酸电离出Cl-,Cl-与Ag+反应生成不溶于酸的AgCl白色沉淀,因此原溶液一定含有Ag+;
(3)稀硫酸电离出,与Ba2+反应生成不溶于酸的BaSO4白色沉淀,因此原溶液一定含有Ba2+;
(4)已确定原溶液含Ag+和Ba2+,Ag+与OH-、Cl-、均会生成沉淀无法共存,Ba2+与、会生成沉淀无法共存,因此OH-、Cl-、、一定不存在。
12.某无色透明溶液含:Na+、Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-、OH-、、。
(1)溶液无色,一定无___________。
(2)加盐酸生成白色沉淀,一定有___________。
(3)向(2)的滤液中加稀硫酸生成白色沉淀,一定有___________。
(4)综上,一定不存在的阴离子是___________。
【答案】(1)Cu2+
(2)Ag+
(3)Ba2+
(4)OH-、Cl-、、
【解析】(1)Cu2+的水溶液呈蓝色,题干明确溶液无色,因此一定无Cu2+;
(2)盐酸电离出Cl-,Cl-与Ag+反应生成不溶于酸的AgCl白色沉淀,因此原溶液一定含有Ag+;
(3)稀硫酸电离出,与Ba2+反应生成不溶于酸的BaSO4白色沉淀,因此原溶液一定含有Ba2+;
(4)已确定原溶液含Ag+和Ba2+,Ag+与OH-、Cl-、均会生成沉淀无法共存,Ba2+与、会生成沉淀无法共存,因此OH-、Cl-、、一定不存在。
13.(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)某无色透明溶液中可能大量存在Ag+、Mg2+、Fe3+、Na+、Cl-、CO、OH-和NO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______,写出生成白色沉淀的离子方程式_____________;
(3)取(2)中的滤液,加入过量的氢氧化钠溶液,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)综上所述,原溶液中一定存在的离子有______,可能存在的离子是______。
【答案】(1)
(2)
(3) 、
(4)
【解析】(1)无色溶液中不存在有色离子,为黄色,不符合溶液无色的要求,因此无需实验即可确定其不存在。
(2)加入过量稀盐酸生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,该沉淀为氯化银,可证明原溶液中存在,对应离子反应为银离子与氯离子结合生成氯化银沉淀:。
(3)步骤(2)中加入了过量稀盐酸,滤液中含有过量,加入氢氧化钠溶液首先发生酸碱中和反应,后续生成的白色沉淀为氢氧化镁,可证明原溶液中存在,有关的离子方程式为、。
(4)已确定存在、,则、、均不存在,溶液呈电中性,因此必须存在阴离子;与已确定的离子均不发生反应,无实验现象可证明其是否存在,属于可能存在的离子。
迁移创新
14.(25-26高一上·河南郑州·阶段检测)现有一包白色固体,主要成分为NaNO3,含少量NaCl、Na2SO4、Na2CO3杂质,要获得纯净的NaNO3固体,实验流程如图所示。
回答下列问题:
(1)步骤②中所得“沉淀A”的成分是___________(填化学式)。
(2)步骤③中反应的化学方程式为___________,判断“溶液2”中已经除尽的实验操作及现象是___________。
(3)步骤④中加入Na2CO3溶液的作用是___________。
(4)按此实验方案得到的“溶液3”中肯定含有___________(填化学式)杂质。为了除去这种杂质,有人提出向“溶液3”中加入适量的盐酸,你觉得加入盐酸是否合理?___________(填“合理”或“不合理”),理由是___________。
【答案】(1)、
(2) 静置一段时间后,取少量上层清液于试管中,滴加硝酸酸化后的硝酸银溶液,若无沉淀生成,则说明已除尽
(3)使溶液中的和完全沉淀
(4) 不合理 引入了新的杂质
【分析】白色固体溶于水,溶液中含有,还含有少量的、、,加入过量的,生成、沉淀,然后在溶液1中加入过量的,使全部转化为沉淀,在所得滤液中加入过量的,使溶液中的和完全沉淀,最后所得溶液为和的混合物,加入稀,与反应生成硝酸钠,二氧化碳和水,最后进行蒸发可得到固体硝酸钠。
【解析】(1)无色溶液中含有,还含有少量的、、,加入过量的,可以生成、沉淀;
(2)溶液1中含有氯离子,加入过量的,使全部转化为沉淀,达到除杂的目的,其化学方程式为:;判断“溶液2”中是否除尽的实验操作及现象是:静置一段时间后,取少量上层清液于试管中,滴加硝酸酸化后的硝酸银溶液,若无沉淀生成,则说明已除尽;
(3)经过步骤②后,溶液中含有和,在所得滤液中加入过量的,可使和完全沉淀;
(4)根据分析可知,按此实验方案得到的溶液3中肯定含有杂质,为了除去杂质,可以加入加入稀,与反应生成硝酸钠,二氧化碳和水,达到除杂的目的,若加入适量的盐酸,则会引入新的杂质氯离子,该方案不合理。
15.(24-25高一上·安徽蚌埠·阶段检测)有5瓶白色固体试剂,分别是氯化钡、氢氧化钠、硫酸钠、无水硫酸铜、碳酸钾,现只提供蒸馏水,通过下面的实验步骤即可鉴别它们。回答下列问题:
(1)各取适量固体试剂分别加入5支试管中,加入适量蒸馏水,振荡试管,观察到的现象是__________________,被检出的物质是__________________(填化学式)。
(2)分别取未检出的溶液,往其中加入上述已检出的溶液,观察到的现象如下。
①有1支试管中无沉淀生成,被检出的物质是_________(填名称)。
②有1支试管中有白色沉淀生成,发生反应的离子方程式为__________________,被检出的物质是_________(填化学式)。
③有2支试管中有蓝色沉淀生成,发生反应的离子方程式为__________________(写一个即可)。
(3)用已鉴别出的溶液鉴别余下未检出物质的方法和观察到的现象是__________________。
【答案】(1)五种固体全部溶解,其中四种为无色溶液,只有一种是蓝色溶液
(2)硫酸钠 或
(3)分别取(2)中能够产生蓝色沉淀的两种溶液,向其中加入溶液,有白色沉淀生成的是,没有沉淀产生的是
【分析】首先,无水硫酸铜溶于水呈蓝色,其他四种物质溶于水呈无色,可先鉴别出;然后,将溶液分别加入其他四种溶液中,不反应无现象的是 ;产生白色沉淀的是;产生蓝色沉淀的是和;最后,利用已鉴别出的溶液来鉴别和溶液,与反应生成白色沉淀,与不反应。
【解析】(1)无水硫酸铜溶于水后溶液变为蓝色,而其他的4种物质在溶解后得到的都是无色溶液,所以硫酸铜可以率先被鉴别出来;观察到的现象是:5种固体全部溶解,4支试管中得到无色溶液,1支试管中得到蓝色溶液;被检出的物质是。
(2)① 硫酸钠与硫酸铜不反应,无明显现象,故无沉淀生成的是硫酸钠;
② 氯化钡可以和硫酸铜反应生成白色的硫酸钡沉淀,所以氯化钡可以被鉴别出来;反应的离子方程式为:;被检出的物质是 ;
③ 氢氧化钠和碳酸钾均能与硫酸铜反应产生蓝色沉淀,反应的离子方程式为: 或 。
(3)剩余未检出的物质为 和;碳酸钾可以和氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀,而氢氧化钠不能和氯化钡反应,所以可以利用已鉴别出的溶液进行鉴别;方法和现象为:分别取(2)中能够产生蓝色沉淀的两种溶液,往其中加入 溶液,有白色沉淀生成的是 溶液,无明显现象的是 溶液。
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