专题19 Cl-、Br-、I−、CO32-、SO42-等阴离子的检验 2027山东省《化工与环境类 (化学实验技术) 45分钟训练卷》(原卷版+解析版)
2026-09-27
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内容正文:
2027版山东省(春季高考)化工与环境类《化学实验技术》45分钟专题训练卷,试卷命题与山东省春季高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固化工与环境类理论知识,熟悉考试题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为春季高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加山东省春季高考化工与环境类的学生。45分钟专题训练卷,欢迎同学和老师们下载使用。
《化学实验技术》
五、物质的检验
专题19 Cl-、Br-、I-、CO32-、SO42-等阴离子的检验
时间:45分钟 总分:100分
班级___________姓名__________学号__________成绩________
一、单项选择题(本大题共25小题,每题2分,共50分)
1. 某无色未知溶液分装成三份:第一份加入稀硝酸酸化后滴加硝酸银溶液,生成淡黄色沉淀;第二份加入稀盐酸酸化后滴加氯化钡溶液,无白色沉淀;第三份加入稀盐酸,无气泡产生。对该溶液中阴离子的判断正确的是( )
A. 含 Br-,不含 SO42-和 CO32-
B. 含 Cl-,不含 SO42-和 CO32-
C. 含 I−,不含 Cl-和 CO32-
D. 含 SO42-,不含 Br-和 CO32-
2. 检验溶液中是否含有 Cl-,常用的试剂组合是( )
A. 稀HNO3和AgNO3溶液
B. 稀HCl和BaCl2溶液
C. 稀和石灰水
D. 稀NaOH和酚酞试液
3. 实验室中硝酸银溶液应保存在( )
A. 无色透明的细口瓶中
B. 棕色试剂瓶中并避光保存
C. 敞口的大烧杯中
D. 铁制容器中
4. 某无色溶液先用稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,无明显现象。该溶液中不可能含有( )
A. SO₄²⁻
B. NO₃⁻
C. Na⁺
D. Cl⁻
5. 某溶液加入稀盐酸后产生无色气体,气体通入澄清石灰水后变浑浊,该溶液中可能含有( )
A. SO42-
B. CO32-
C. Cl-
D. NO3-
6. 用稀硝酸酸化的硝酸银溶液检验Cl⁻、Br⁻、I⁻时,三种卤化银沉淀的颜色由浅到深依次为( )
A. AgI、AgBr、AgCl
B. AgBr、AgCl、AgI
C. AgCl、AgBr、AgI
D. AgI、AgCl、AgBr
7. 检验溶液中 CO32- 时,最能直接证明其存在的现象是( )
A. 加稀盐酸后产生无色气体
B. 气体通入澄清石灰水变浑浊
C. 加氯化钡后生成白色沉淀
D. 加硝酸银后生成浅色沉淀
8. 检验 SO42-时,加入稀盐酸后再滴加BaCl2溶液,若出现的现象是( )
A. 白色沉淀且不溶于酸
B. 淡黄色沉淀且溶于酸
C. 黄色沉淀且受热分解
D. 蓝色沉淀且遇碱变深
9. 检验溶液中 SO42- 时,较规范的操作是先加稀盐酸酸化,再加入( )
A. 氯化钡溶液
B. 硝酸银溶液
C. 碳酸钠溶液
D. 氢氧化钠溶液
10. 两瓶无色溶液分别含 Br-和 I−,加入少量氯水后再加入四氯化碳振荡,能证明含 I−的是( )
A. 水层呈浅黄色
B. 水层呈橙红色
C. 有机层呈紫红色
D. 有机层呈橙红色
11. 某无色溶液中加入AgNO3溶液,生成黄色沉淀,该沉淀不溶于稀HNO3,该溶液中可能含有( )
A. Cl-
B. Br-
C. I−
D. SO42-
12. 向同时含 Br−和 I−的无色溶液中加入少量氯水,再滴加四氯化碳,振荡静置后有机层呈紫红色。下列说法正确的是( )
A. Br−先被氯水氧化
B. I−先被氯水氧化,说明 I−的还原性强于 Br−
C. 两种离子同时被氧化
D. 该现象说明溶液中只含 I−
13. 某无色溶液中可能含有下列选项所列离子中的若干种。取样加稀硝酸有气体生成,气体使澄清石灰水变浑浊;酸化后的溶液加硝酸钡有白色沉淀;过滤后滤液加硝酸银仍有白色沉淀。该溶液中一定含有( )
A. Cl-和 CO32-
B. SO42-和 CO32-
C. Cl-和 SO42-
D. Cl-、SO42-和 CO32-
14. 某无色溶液加入少量氯水后再加入四氯化碳振荡、静置,有机层(下层)呈橙红色。该溶液中可能含有( )
A. Cl⁻
B. I⁻
C. SO₄²⁻
D. Br⁻
15. 检验溶液中 I− 时,先加入少量氯水,再加入淀粉溶液,若含 I−,可观察到( )
A. 溶液呈浅绿色
B. 溶液呈砖红色
C. 溶液呈蓝色
D. 溶液呈紫红色
16. 检验卤素离子时,加入AgNO3溶液前通常先加入稀HNO3,其主要目的是( )
A. 增强Ag+的氧化能力
B. 加快AgNO3溶解速度
C. 除去CO32-等干扰离子
D. 提高卤化银沉淀质量
17. 检验卤素离子时,常用稀硝酸酸化溶液而不使用稀盐酸,其主要原因是( )
A. 稀硝酸的氧化性比稀盐酸强
B. 稀盐酸会引入Cl⁻,干扰Cl⁻的检验
C. 稀盐酸的酸性比稀硝酸强
D. 稀硝酸能溶解卤化银沉淀
18. 某溶液可能含有Cl-、Br-、I−中的一种,加入AgNO3溶液生成白色沉淀,该沉淀加入稀氨水后溶解。该离子应为( )
A. Cl-
B. Br-
C. I−
D. SO42-
19. 某溶液可能含 CO32- 和 Cl-。为分别检验两种离子,较合理的操作顺序是( )
A. 先加硝酸银溶液,再加稀硝酸
B. 先加稀硝酸酸化,再加硝酸银溶液
C. 先加氯化钡溶液,再加硝酸银溶液
D. 先加氢氧化钠溶液,再加稀硝酸
20. 检验含有CO32-杂质的溶液中是否存在SO42-,较合理的操作是( )
A. 先加BaCl2溶液,再加稀盐酸
B. 先加稀盐酸,再加BaCl2溶液
C. 先加AgNO3溶液,再加稀硝酸
D. 先加NaOH溶液,再加酚酞试液
21. 向某溶液中加入BaCl₂溶液,产生白色沉淀;再加入足量稀盐酸,沉淀部分溶解并产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。该溶液中( )
A. 只含CO₃²⁻
B. 只含SO₄²⁻
C. 同时含CO₃²⁻和SO₄²⁻
D. 不含CO₃²⁻和SO₄²⁻
22. 某溶液加入稀HNO3无气泡,再加入AgNO3溶液产生黄色沉淀,继续加入氨水沉淀不溶。该溶液中最可能含有( )
A. CO32-
B. Cl-
C. SO42-
D. I−
23. 某样品溶液中可能含 CO32-,直接加入 BaCl2 溶液出现白色沉淀。要确认是否含 SO42-,应进一步( )
A. 加稀盐酸后观察沉淀是否溶解
B. 加硝酸银后观察沉淀是否变色
C. 加氯水后观察溶液是否褪色
D. 加淀粉后观察溶液是否显蓝色
24. 某溶液可能同时含有 Cl−和 SO42−。下列检验顺序合理的是( )
A. 先加足量 BaCl2溶液,再取上层清液滴加 AgNO3溶液
B. 先滴加 AgNO3溶液,再滴加 BaCl2溶液
C. 同时滴加 BaCl2和 AgNO3溶液
D. 先加足量 Ba(NO3)2溶液,再取上层清液滴加 AgNO3溶液
25. 检验溶液中的 Cl−时,若先用稀硫酸酸化,再加入硝酸银溶液,出现白色沉淀。对此操作的判断正确的是( )
A. 正确,白色沉淀即为 AgCl
B. 正确,稀硫酸不影响 Cl−的检验
C. 错误,应用稀盐酸酸化
D. 不能确定含有 Cl−,因为微溶的 Ag2SO4也可能生成白色沉淀
二、简答题(本大题共2小题,每题10分,共20分)
26. 设计一个实验方案,验证某未知溶液是否含有硫酸根离子。
27. 实验室有三瓶失去标签的无色溶液,已知分别含有 Cl-、CO32-、SO42- 中的一种。简述不用焰色反应时的检验步骤、现象和结论。
三、计算题(本大题共1小题,每题15分,共15分)
28. 某可溶性固体样品由 NaCl、Na2CO3、Na2SO4 和少量不参与反应的杂质组成。称取 2.500 g 样品,溶于水并定容至 250.0 mL。取 25.00 mL 试液,加入足量稀硝酸至不再产生气泡,再加入足量 BaCl2 溶液,过滤、洗涤、干燥,得 BaSO4 沉淀 0.1167 g。另取 25.00 mL 试液,加入足量 CaCl2 溶液,使 CO32-完全沉淀,过滤、洗涤、干燥,得 CaCO3 沉淀 0.1001 g。已知相对分子质量:BaSO4 为 233.4,CaCO3 为 100.1,Na2SO4 为 142.0,Na2CO3 为 106.0。(1)计算样品中 Na2SO4 的质量分数。(2)计算样品中 Na2CO3 的质量分数。(3)说明检验 SO42-前先加入稀硝酸至无气泡的原因。
四、综合应用题(本大题共1小题,每题15分,共15分)
29. 某化学实验室对一份无色工业废水进行阴离子检验。取废水 100.00 mL,加入稀盐酸至不再产生气泡并煮沸,冷却后加入过量氯化钡溶液,过滤、洗涤、干燥,得到硫酸钡沉淀 0.2334 g。已知硫酸钡摩尔质量为 233.4 g/mol,硫酸根摩尔质量为 96.0 g/mol。另取废水分装于试管中,分别进行如下实验:加入稀盐酸有无色气体产生,气体能使澄清石灰水变浑浊;用稀硝酸酸化后加入硝酸银溶液,生成淡黄色沉淀;向另一份试液中加入少量氯水和四氯化碳,振荡后有机层呈紫色。(1)计算该废水中硫酸根离子的物质的量浓度和质量浓度。(2)根据实验现象,判断该废水中可检出的阴离子。(3)说明进行硫酸根和卤素离子检验时,为什么通常要先酸化试液。
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2027版山东省(春季高考)化工与环境类《化学实验技术》45分钟专题训练卷,试卷命题与山东省春季高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固化工与环境类理论知识,熟悉考试题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为春季高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加山东省春季高考化工与环境类的学生。45分钟专题训练卷,欢迎同学和老师们下载使用。
《化学实验技术》
五、物质的检验
专题19 Cl-、Br-、I-、CO32-、SO42-等阴离子的检验
时间:45分钟 总分:100分
班级___________姓名__________学号__________成绩________
一、单项选择题(本大题共25小题,每题2分,共50分)
1. 某无色未知溶液分装成三份:第一份加入稀硝酸酸化后滴加硝酸银溶液,生成淡黄色沉淀;第二份加入稀盐酸酸化后滴加氯化钡溶液,无白色沉淀;第三份加入稀盐酸,无气泡产生。对该溶液中阴离子的判断正确的是( )
A. 含 Br-,不含 SO42-和 CO32-
B. 含 Cl-,不含 SO42-和 CO32-
C. 含 I−,不含 Cl-和 CO32-
D. 含 SO42-,不含 Br-和 CO32-
【答案】A
【解析】稀硝酸酸化后加入硝酸银生成淡黄色沉淀可判断含 Br-,酸化后加氯化钡无白色沉淀说明不含 SO42-,加稀盐酸无气泡说明不含 CO32-。
2. 检验溶液中是否含有 Cl-,常用的试剂组合是( )
A. 稀HNO3和AgNO3溶液
B. 稀HCl和BaCl2溶液
C. 稀和石灰水
D. 稀NaOH和酚酞试液
【答案】A
【解析】Cl-与Ag+生成白色AgCl沉淀,稀HNO3可排除CO32-等离子的干扰。
3. 实验室中硝酸银溶液应保存在( )
A. 无色透明的细口瓶中
B. 棕色试剂瓶中并避光保存
C. 敞口的大烧杯中
D. 铁制容器中
【答案】B
【解析】硝酸银见光容易分解,应盛放在棕色试剂瓶中并避光保存;敞口放置会吸收空气中的水分和杂质,铁制容器会与硝酸银发生置换反应而腐蚀。故选B。
4. 某无色溶液先用稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,无明显现象。该溶液中不可能含有( )
A. SO₄²⁻
B. NO₃⁻
C. Na⁺
D. Cl⁻
【答案】D
【解析】用稀硝酸酸化后加入硝酸银溶液无明显现象,说明溶液中不含Cl-(否则会生成不溶于稀硝酸的白色AgCl沉淀);SO42-、NO3-、Na+都不能通过该操作判断。故选D。
5. 某溶液加入稀盐酸后产生无色气体,气体通入澄清石灰水后变浑浊,该溶液中可能含有( )
A. SO42-
B. CO32-
C. Cl-
D. NO3-
【答案】B
【解析】CO32-遇酸生成CO2,CO2能使澄清石灰水变浑浊。
6. 用稀硝酸酸化的硝酸银溶液检验Cl⁻、Br⁻、I⁻时,三种卤化银沉淀的颜色由浅到深依次为( )
A. AgI、AgBr、AgCl
B. AgBr、AgCl、AgI
C. AgCl、AgBr、AgI
D. AgI、AgCl、AgBr
【答案】C
【解析】AgCl为白色沉淀,AgBr为淡黄色沉淀,AgI为黄色沉淀,颜色由浅到深依次为AgCl、AgBr、AgI,据此可以鉴别Cl-、Br-、I-。故选C。
7. 检验溶液中 CO32- 时,最能直接证明其存在的现象是( )
A. 加稀盐酸后产生无色气体
B. 气体通入澄清石灰水变浑浊
C. 加氯化钡后生成白色沉淀
D. 加硝酸银后生成浅色沉淀
【答案】B
【解析】CO32-遇酸产生二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
8. 检验 SO42-时,加入稀盐酸后再滴加BaCl2溶液,若出现的现象是( )
A. 白色沉淀且不溶于酸
B. 淡黄色沉淀且溶于酸
C. 黄色沉淀且受热分解
D. 蓝色沉淀且遇碱变深
【答案】A
【解析】SO42-与Ba2+生成BaSO4白色沉淀,该沉淀不溶于稀盐酸。
9. 检验溶液中 SO42- 时,较规范的操作是先加稀盐酸酸化,再加入( )
A. 氯化钡溶液
B. 硝酸银溶液
C. 碳酸钠溶液
D. 氢氧化钠溶液
【答案】A
【解析】SO42-与 Ba2+生成白色 BaSO4 沉淀,先酸化可排除碳酸盐等干扰。
10. 两瓶无色溶液分别含 Br-和 I−,加入少量氯水后再加入四氯化碳振荡,能证明含 I−的是( )
A. 水层呈浅黄色
B. 水层呈橙红色
C. 有机层呈紫红色
D. 有机层呈橙红色
【答案】C
【解析】氯水能把 I−氧化为碘单质,碘在四氯化碳中呈紫红色。
11. 某无色溶液中加入AgNO3溶液,生成黄色沉淀,该沉淀不溶于稀HNO3,该溶液中可能含有( )
A. Cl-
B. Br-
C. I−
D. SO42-
【答案】C
【解析】I−与Ag+生成黄色AgI沉淀,AgI不溶于稀HNO3。
12. 向同时含 Br−和 I−的无色溶液中加入少量氯水,再滴加四氯化碳,振荡静置后有机层呈紫红色。下列说法正确的是( )
A. Br−先被氯水氧化
B. I−先被氯水氧化,说明 I−的还原性强于 Br−
C. 两种离子同时被氧化
D. 该现象说明溶液中只含 I−
【答案】B
【解析】少量氯水优先氧化还原性较强的I−(还原性I−>Br−),生成的I2溶于四氯化碳呈紫红色;此时Br−尚未被氧化,说明I−的还原性强于Br−。故选B。
13. 某无色溶液中可能含有下列选项所列离子中的若干种。取样加稀硝酸有气体生成,气体使澄清石灰水变浑浊;酸化后的溶液加硝酸钡有白色沉淀;过滤后滤液加硝酸银仍有白色沉淀。该溶液中一定含有( )
A. Cl-和 CO32-
B. SO42-和 CO32-
C. Cl-和 SO42-
D. Cl-、SO42-和 CO32-
【答案】D
【解析】碳酸根产生二氧化碳证明有 CO32-,酸化后钡盐沉淀证明有 SO42-,滤液中银盐沉淀证明有 Cl-。
14. 某无色溶液加入少量氯水后再加入四氯化碳振荡、静置,有机层(下层)呈橙红色。该溶液中可能含有( )
A. Cl⁻
B. I⁻
C. SO₄²⁻
D. Br⁻
【答案】D
【解析】氯水能把Br-氧化为Br2,Br2易溶于四氯化碳而使有机层呈橙红色;若含I-则有机层呈紫红色,Cl-与氯水不反应,SO42-也不与氯水反应。故选D。
15. 检验溶液中 I− 时,先加入少量氯水,再加入淀粉溶液,若含 I−,可观察到( )
A. 溶液呈浅绿色
B. 溶液呈砖红色
C. 溶液呈蓝色
D. 溶液呈紫红色
【答案】C
【解析】氯水可把 I−氧化为 I2,碘遇淀粉显蓝色。
16. 检验卤素离子时,加入AgNO3溶液前通常先加入稀HNO3,其主要目的是( )
A. 增强Ag+的氧化能力
B. 加快AgNO3溶解速度
C. 除去CO32-等干扰离子
D. 提高卤化银沉淀质量
【答案】C
【解析】CO32-也能与Ag+形成沉淀,稀HNO3可消除其干扰。
17. 检验卤素离子时,常用稀硝酸酸化溶液而不使用稀盐酸,其主要原因是( )
A. 稀硝酸的氧化性比稀盐酸强
B. 稀盐酸会引入Cl⁻,干扰Cl⁻的检验
C. 稀盐酸的酸性比稀硝酸强
D. 稀硝酸能溶解卤化银沉淀
【答案】B
【解析】检验卤素离子时需先酸化排除CO32-等干扰,但不能使用稀盐酸,因为稀盐酸会引入Cl-,使Cl-的检验无法判断;稀硝酸不能溶解卤化银沉淀,其酸性也不比稀盐酸强。故选B。
18. 某溶液可能含有Cl-、Br-、I−中的一种,加入AgNO3溶液生成白色沉淀,该沉淀加入稀氨水后溶解。该离子应为( )
A. Cl-
B. Br-
C. I−
D. SO42-
【答案】A
【解析】AgCl为白色沉淀,能溶于稀氨水,是鉴别Cl-的重要依据。
19. 某溶液可能含 CO32- 和 Cl-。为分别检验两种离子,较合理的操作顺序是( )
A. 先加硝酸银溶液,再加稀硝酸
B. 先加稀硝酸酸化,再加硝酸银溶液
C. 先加氯化钡溶液,再加硝酸银溶液
D. 先加氢氧化钠溶液,再加稀硝酸
【答案】B
【解析】CO32-会与 Ag+生成沉淀,先用稀硝酸除去 CO32-后再检验 Cl-。
20. 检验含有CO32-杂质的溶液中是否存在SO42-,较合理的操作是( )
A. 先加BaCl2溶液,再加稀盐酸
B. 先加稀盐酸,再加BaCl2溶液
C. 先加AgNO3溶液,再加稀硝酸
D. 先加NaOH溶液,再加酚酞试液
【答案】B
【解析】先用稀盐酸除去CO32-干扰,再用Ba2+检验SO42-生成BaSO4沉淀。
21. 向某溶液中加入BaCl₂溶液,产生白色沉淀;再加入足量稀盐酸,沉淀部分溶解并产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。该溶液中( )
A. 只含CO₃²⁻
B. 只含SO₄²⁻
C. 同时含CO₃²⁻和SO₄²⁻
D. 不含CO₃²⁻和SO₄²⁻
【答案】C
【解析】BaCl2与CO32-、SO42-都能生成白色沉淀(BaCO3、BaSO4)。加入足量稀盐酸后沉淀部分溶解并放出能使澄清石灰水变浑浊的气体,说明溶解的是BaCO3、不溶解的是BaSO4,故原溶液中同时含有CO32-和SO42-。故选C。
22. 某溶液加入稀HNO3无气泡,再加入AgNO3溶液产生黄色沉淀,继续加入氨水沉淀不溶。该溶液中最可能含有( )
A. CO32-
B. Cl-
C. SO42-
D. I−
【答案】D
【解析】黄色AgI沉淀不溶于氨水,且加酸无气泡说明不是CO32-。
23. 某样品溶液中可能含 CO32-,直接加入 BaCl2 溶液出现白色沉淀。要确认是否含 SO42-,应进一步( )
A. 加稀盐酸后观察沉淀是否溶解
B. 加硝酸银后观察沉淀是否变色
C. 加氯水后观察溶液是否褪色
D. 加淀粉后观察溶液是否显蓝色
【答案】A
【解析】BaCO3能溶于稀盐酸,而 BaSO4不溶于稀盐酸,可据此区别。
24. 某溶液可能同时含有 Cl−和 SO42−。下列检验顺序合理的是( )
A. 先加足量 BaCl2溶液,再取上层清液滴加 AgNO3溶液
B. 先滴加 AgNO3溶液,再滴加 BaCl2溶液
C. 同时滴加 BaCl2和 AgNO3溶液
D. 先加足量 Ba(NO3)2溶液,再取上层清液滴加 AgNO3溶液
【答案】D
【解析】检验 SO42−时应选用不含 Cl−的钡盐 Ba(NO3)2,防止引入 Cl−干扰 Cl−的检验:先加足量 Ba(NO3)2使 SO42−完全沉淀(白色沉淀不溶于稀硝酸),再取上层清液滴加 AgNO3溶液,若仍有白色沉淀(不溶于稀硝酸)则证明含 Cl−。若先加 BaCl2会引入 Cl−,使 Cl−的检验无法判断;AgNO3与 Cl−、SO42−均可能生成沉淀且 Ag2SO4微溶,不能直接混用。故选D。
25. 检验溶液中的 Cl−时,若先用稀硫酸酸化,再加入硝酸银溶液,出现白色沉淀。对此操作的判断正确的是( )
A. 正确,白色沉淀即为 AgCl
B. 正确,稀硫酸不影响 Cl−的检验
C. 错误,应用稀盐酸酸化
D. 不能确定含有 Cl−,因为微溶的 Ag2SO4也可能生成白色沉淀
【答案】D
【解析】检验Cl−时应先用稀硝酸酸化,以排除CO32−等离子的干扰;若改用稀硫酸酸化,SO42−与Ag+可生成微溶的Ag2SO4白色沉淀,因此不能确定白色沉淀一定是AgCl。故选D。
二、简答题(本大题共2小题,每题10分,共20分)
26. 设计一个实验方案,验证某未知溶液是否含有硫酸根离子。
【答案】取少量待测液于洁净试管中,先滴加足量稀盐酸,振荡。若无气泡产生、无白色沉淀生成(排除 CO₃²⁻、SO₃²⁻、Ag⁺ 等离子的干扰),再进行下一步。再向试管中滴加少量氯化钡(BaCl₂)溶液,振荡。若产生白色沉淀,且沉淀不溶于稀盐酸,则证明原溶液中含有硫酸根离子(SO₄²⁻);若无明显现象,则不含 SO₄²⁻。
【解析】先取待测液的独立样品,加入足量稀盐酸:CO₃²⁻、SO₃²⁻ 遇盐酸会分别放出 CO₂、SO₂ 气体,Ag⁺ 遇 Cl⁻ 会生成不溶于酸的白色 AgCl 沉淀,故若无气泡、无沉淀,说明这些干扰离子均不存在;酸化同时可防止后续加入 Ba²⁺ 时,CO₃²⁻、SO₃²⁻ 生成 BaCO₃、BaSO₃ 白色沉淀而造成误判。再滴加 BaCl₂ 溶液:Ba²⁺ 与 SO₄²⁻ 反应生成不溶于稀盐酸(也不溶于稀硝酸)的白色 BaSO₄ 沉淀,这是 SO₄²⁻ 的特征反应;若沉淀可溶于酸,则不是 BaSO₄。因此 "先酸化无现象、加 BaCl₂ 产生不溶于酸的白色沉淀",即可证明原溶液含 SO₄²⁻。
27. 实验室有三瓶失去标签的无色溶液,已知分别含有 Cl-、CO32-、SO42- 中的一种。简述不用焰色反应时的检验步骤、现象和结论。
【答案】(1)分别取少量试液,滴加稀盐酸,有无色气体产生且能使澄清石灰水变浑浊的为含 CO32-的溶液。(2)对剩余两种试液分别先滴加稀盐酸酸化,再滴加 BaCl2 溶液,产生白色沉淀的为含 SO42-的溶液。(3)最后一种试液先滴加稀硝酸酸化,再滴加 AgNO3 溶液,产生白色沉淀的为含 Cl-的溶液。
【解析】(1)CO32-遇酸生成 CO2,CO2使澄清石灰水变浑浊。(2)SO42-在酸性条件下与 Ba2+生成难溶 BaSO4。(3)Cl-在硝酸酸化条件下与 Ag+生成白色 AgCl,酸化可排除 CO32-等干扰。
三、计算题(本大题共1小题,每题15分,共15分)
28. 某可溶性固体样品由 NaCl、Na2CO3、Na2SO4 和少量不参与反应的杂质组成。称取 2.500 g 样品,溶于水并定容至 250.0 mL。取 25.00 mL 试液,加入足量稀硝酸至不再产生气泡,再加入足量 BaCl2 溶液,过滤、洗涤、干燥,得 BaSO4 沉淀 0.1167 g。另取 25.00 mL 试液,加入足量 CaCl2 溶液,使 CO32-完全沉淀,过滤、洗涤、干燥,得 CaCO3 沉淀 0.1001 g。已知相对分子质量:BaSO4 为 233.4,CaCO3 为 100.1,Na2SO4 为 142.0,Na2CO3 为 106.0。(1)计算样品中 Na2SO4 的质量分数。(2)计算样品中 Na2CO3 的质量分数。(3)说明检验 SO42-前先加入稀硝酸至无气泡的原因。
【答案】(1)Na2SO4 的质量分数为 28.4%。(2)Na2CO3 的质量分数为 42.4%。(3)先除去 CO32-,防止其与 Ba2+生成 BaCO3 白色沉淀,干扰 SO42-的检验。
【解析】
(1)25.00 mL 中 ,全量中 ,质量为 ,质量分数为 。
(2)25.00 mL 中 ,全量中 ,质量为 ,质量分数为 。
(3)CO32-遇酸生成 CO2 气体被除去,酸化后再加 BaCl2,所得白色沉淀可用于判断 SO42-。
四、综合应用题(本大题共1小题,每题15分,共15分)
29. 某化学实验室对一份无色工业废水进行阴离子检验。取废水 100.00 mL,加入稀盐酸至不再产生气泡并煮沸,冷却后加入过量氯化钡溶液,过滤、洗涤、干燥,得到硫酸钡沉淀 0.2334 g。已知硫酸钡摩尔质量为 233.4 g/mol,硫酸根摩尔质量为 96.0 g/mol。另取废水分装于试管中,分别进行如下实验:加入稀盐酸有无色气体产生,气体能使澄清石灰水变浑浊;用稀硝酸酸化后加入硝酸银溶液,生成淡黄色沉淀;向另一份试液中加入少量氯水和四氯化碳,振荡后有机层呈紫色。(1)计算该废水中硫酸根离子的物质的量浓度和质量浓度。(2)根据实验现象,判断该废水中可检出的阴离子。(3)说明进行硫酸根和卤素离子检验时,为什么通常要先酸化试液。
【答案】(1),;
;。
(2) 可检出 、、 和 I−。
(3)检验硫酸根时酸化可除去碳酸根等干扰,防止生成碳酸钡沉淀;检验卤素离子时用稀硝酸酸化,可避免碳酸根等与银离子生成沉淀而干扰判断。
【解析】(1)硫酸钡与硫酸根按物质的量一比一对应,由沉淀质量先求物质的量,再除以样品体积求浓度。(2)气体使石灰水变浑浊说明有碳酸根,淡黄色银盐指示溴离子,有机层紫色指示碘离子。(3)酸化的核心作用是排除碳酸根等杂质干扰。
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