内容正文:
专题强化3 离子共存及离子推断
【方法与技巧】
一、离子共存
1.离子反应发生的条件
(1)复分解反应型
①生成难溶的物质;
1
K+、Na+、NH、NO一般无沉淀;
2
Cl-、Br-、I-
与Ag+沉淀;
3
SO
与Ca2+、Ag+、Pb2+、Ba2+沉淀;
4
CO、SO
与K+、Na+、NH不沉淀;
5
OH-
与K+、Na+、Ba2+不沉淀;
②生成难电离(弱酸、弱碱、水)的物质;
H+:与除SO、NO、Cl-、Br-、I-、ClO、MnO、Cr2O等外的阴离子反应;
OH-:与除K+、Na+、Ca2+、Ba2+等外的阳离子反应;OH-与弱酸的酸式酸根离子反应;
③生成易挥发的物质;
H+
CO/HCO、SO/HSO
OH-
NH(浓溶液并加热)
(2)氧化还原反应型:强氧化性物质+强还原性物质―→弱还原性物质+弱氧化性物质;
①常见的氧化性离子:ClO-、Fe3+、MnO(H+)、Cr2O、NO+H+;
②常见的还原性的离子:S2-(HS-)、SO(HSO)、I-、Fe2+、Br-;
(3)生成络合物:Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3;
2.离子共存
(1)离子共存的本质:离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存;
(2)判断离子能否大量共存的方法:“三看”
①一看:溶液的颜色;
离子
Cu2+
Fe3+
Fe2+
MnO
Cr2O
CrO
Cr3+
溶液颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
橙红色
黄色
绿色
【注】澄清透明溶液可以是有色溶液;
②二看:溶液的酸碱性;
溶液酸碱性的判断方法
呈酸性的溶液
①常温下,pH<7的溶液; ②使pH试纸变红的溶液;
③使石蕊溶液呈红色的溶液; ④c(H+)>c(OH-)的溶液;
除SO、NO、Cl-、Br-、I-、ClO、MnO、Cr2O72-等外的阴离子都不能大量共存;
呈碱性的溶液
①常温下,pH>7的溶液; ②使pH试纸变蓝的溶液;③能使石蕊溶液呈蓝色的溶液; ④使酚酞试液变红的溶液; ⑤c(OH-)> c(H+)的溶液;
除K+、Na+、Ca2+、Ba2+等外的阳离子以及弱酸的酸式酸根离子都不能大量共存;
【注】弱酸的酸式酸根离子既不能与H+大量共存,又不能与OH-大量共存;
③三看:离子间能否发生三类反应;
a.离子间发生复分解反应;b.离子间发生氧化还原反应; c.离子间发生络合反应;
(3)离子共存判断中常见的限制条件
①无色溶液:有色离子不能大量共存;
②“透明”:生成沉淀的离子不能大量共存,可以“有色”;
③pH=1:溶液显酸性,OH-及弱酸的酸根离子不能大量共存;
④遇酚酞呈红色或pH=13:溶液呈碱性,H+及弱碱的阳离子、弱酸的酸式酸根离子不能大量
共存;
⑤因发生氧化还原反应而不能大量共存:能发生氧化还原反应的氧化性离子和还原性离子不能
大量共存;
⑥ “一定”、“可能”还是“不能”大量共存:确定是“可能性”还是“肯定性”;
【强化训练1】
1.下列各组离子在溶液中能大量共存的是( )
A.H+、Fe2+、Cl-、OH- B.Mg2+、K+、OH-、Cl-
C.NH、Ca2+、NO、CO D.K+、H+、Cl-、SO
2.在无色透明酸性溶液中能大量共存的离子组是( )
A.Al3+、Ag+、NO、Cl- B.Mg2+、NH、NO、Cl-
C.K+、CO、Cl-、Na+ D.Na+、OH-、SO、Fe2+
3.以下各组离子能在溶液中大量共存的是( )
A.含有大量SO的溶液:加入Mg2+、Cu2+、Cl-、NO
B.滴加酚酞变红的溶液:加入SO、Cu2+、K+、Cl-
C.所含溶质为NaHSO4的溶液:加入K+、CO、NO、Na+
D.常温下,加入铁粉能生成H2的溶液:加入Na+、K+、Cl-、CO
4.下列各组离子在碱性条件下能大量共存,在强酸性条件下不能大量共存的是( )
A.Mg2+、Na+、SO、Cl- B.K+、CO、Cl-、NO
C.Na+、K+、NO、SO D.NH、Na+、SO、NO
5.下列各组中的离子,能大量共存的是( )
A.无色溶液:K+、Na+、MnO、SO
B.酸性溶液:Mg2+、Na+、SO、Cl-
C.能使pH试纸变蓝色的溶液:Cl-、HCO、SO、NH
D.碱性溶液:K+、Cl-、NO、Cu2+
6.下列各组中的离子一定能大量共存的是( )
A.在无色溶液中:Na+、Fe3+、Cl-、SO
B.在含大量Fe3+的溶液中:NH、K+、NO、OH-
C.在强碱溶液中:Na+、K+、NO、CO
D.在滴加紫色石蕊溶液显红色的溶液中:K+、Fe2+、Cl-、CO
7.下列各组离子在溶液中可大量共存的是( )
A.在水溶液中:HCO、Na+、K+、H+
B.在水溶液中:K+、Mg2+、SO、OH-
C.滴入酚酞溶液显红色的溶液中:K+、Na+、Cu2+、SO
D.碱性溶液中:Na+、K+、NO、CO
8.在碱性溶液中能大量共存且溶液为无色透明的离子组是( )
A.K+、MnO、Na+、Cl- B.K+、Na+、NO、CO
C.Na+、H+、NO、SO D.Fe3+、Na+、Cl-、SO
二、离子的检验
1.检验离子的“四种方法”
(1)生成沉淀,如Cl−、SO的检验; (2)生成气体,如NH4+、CO的检验;
(3)显现特殊颜色,如Fe3+的检验; (4)焰色试验:金属或金属离子的检验;
2.常见阴离子的检验
(1)Cl-:加入硝酸酸化的硝酸银溶液,有白色沉淀生成;
(2)SO:先加入足量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生;
(3)CO:加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,再加入稀盐酸沉淀溶解,并放出无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体;
3.常见阳离子的检验
(1)Fe3+
①NaOH溶液:加入NaOH溶液,产生红褐色沉淀;
②KSCN溶液:加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液,溶液呈红色;Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3;
(2)Fe2+
①NaOH溶液:加NaOH溶液生成白色沉淀,在空气中迅速变为灰绿色,最后变为红褐色;
②KSCN溶液、氯水:加KSCN后无颜色变化,再滴加氯水溶液变成红色;
(3)NH:加入NaOH浓溶液并加热,放出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体;
(4)Na+:焰色试验,火焰呈黄色;
(5)K+:焰色试验,透过蓝色钴玻璃火焰呈浅紫色;
4.离子检验实验操作的答题模板
(1)操作 ⇒ 现象 ⇒ 结论;
(2)取样,加入……⇒有……生成 ⇒……的是……;
以SO的检验为例:取少量溶液于试管中,加入足量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则证明有SO;
【强化训练2】
1.下列叙述中有关离子检验的结论正确的是( )
A.加入Na2CO3溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀消失,原溶液中一定含有Ba2+
B.加入BaCl2溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不溶解,原溶液中一定含有SO
C.加入AgNO3溶液有白色沉淀产生,原溶液中一定含有Cl-
D.加入稀盐酸产生无色无味气体,将气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,原溶液中可能含CO
2.下列关于溶液中所含离子检验的说法正确的是( )
A.用洁净铂丝蘸取某溶液进行焰色试验时,火焰呈黄色,则原溶液中有Na+、无K+
B.取少量某溶液于试管中,加入少量新制氯水,再滴加KSCN溶液,若溶液变红,说明该溶液中含Fe3+
C.先加适量的稀硝酸将溶液酸化,再加入AgNO3溶液,产生了白色沉淀,则原溶液中一定含有大量的Cl-
D.将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,则该溶液中含有CO
三、离子推断
1.解题思路
(1)根据实验操作及实验现象判断一定含有的离子―→根据离子共存判断一定不含的离子―→根据电荷守恒判断含有的其他离子―→最后确定可能含有的离子;
(2)必须注意两点:
①所加试剂引入的离子对后续实验的影响;
②运用电荷守恒判断溶液中含有的其他离子时要将定性与定量的方法相结合;
2.解题过程中的“四项基本原则”
①肯定性原则:根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子
熟记几种常见的有色离子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO、CrO、Cr2O;
②互斥性原则:在肯定某些离子存在的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在;
要注意题目中的隐含条件,如酸性、碱性、指示剂的变化情况等;
③电中性原则:溶液呈电中性,一定既含有阳离子,又含有阴离子,且正电荷总数与负电荷总数相等(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子);
④进出性原则:实验过程中,一定要注意所加试剂引入的离子,是否对下一步实验造成干扰;
【强化训练3】
1.某无色透明的溶液中只含有Cu2+、Mg2+、Ba2+、H+、Ag+、SO、HCO、OH-、NO中的
三种离子,若向其中加入石蕊溶液,溶液显蓝色,则原溶液中存在的离子是( )
A.Ba2+、OH-、NO B.Ag+、HCO、NO
C.Mg2+、Ag+、SO D.Mg2+、SO、OH-
2.某地甲、乙两厂排放的污水中各含有下列8种离子中的4种(两厂废水所含离子不同):Ag+、Ba2+、Fe2+、Na+、Cl-、SO、NO、OH-。若两厂单独排放污水都会造成严重的水污染,如将两厂的污水按一定比例混合,沉淀后污水便能变得无色澄清,溶质主要含硝酸钠,污染程度大大降低。根据所给信息有以下几种说法,你认为正确的是( )
A.Na+和NO来自同一工厂 B.Cl-和NO一定来自同一工厂
C.Ag+和Na+可能来自同一工厂 D.SO和OH-一定来自同一工厂
3.某无色溶液中只可能含有K+、Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-、OH-、CO、SO中的一种或几种,
对其进行如下实验操作,下列对该溶液的说法正确的是( )
①取少量溶液,滴加无色酚酞溶液,酚酞溶液变红;
②另取少量溶液,加入足量BaCl2溶液,产生白色沉淀;
③向②所得混合物中加足量盐酸,沉淀部分溶解,并有无色气体生成;
④将③所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成;
A.一定含K+、OH-、CO、SO B.可能含Cl-、OH-
C.一定不含Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl- D.无法判断离子种类
4.某无色、澄清溶液中可能含有①Na+、②SO、③Cl-、④HCO、⑤CO、⑥H+、
⑦Cu2+中的几种,且每种离子的个数均相等。依次进行下列实验,每步所加试剂均过量,观察
到的现象如下,下列结论正确的是( )
步骤
操作
现象
(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溶液和稀盐酸
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
A.该实验无法确定是否含有③ B.肯定含有的离子是①②⑥
C.可能含有的离子是①③ D.肯定不含的离子有④⑤⑦
5.某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:①取少量样品加入足量水仍有部
分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解;②取少量样品加入足量稀硫
酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。该白色粉末可能为( )
A.NaHCO3、Al(OH)3 B.AgCl、NaHCO3 C.Na2SO3、BaCO3 D.Na2CO3、CuSO4
6.有一包固体粉末,由CaCO3、Na2SO4、KNO3、BaCl2、CuSO4中的三种物质组成,取样品进
行如图实验,从实验可以判断( )
A.该固体粉末中一定不含有BaCl2 B.该固体粉末中一定含有KNO3
C.它的组成可能是CaCO3、BaCl2、Na2SO4 D.它的组成一定是CaCO3、Na2SO4、KNO3
7.有A、B、C、D四种化合物,分别由K+、Ba2+、SO、CO、OH-中的两种组成,它们具有下列性质:
①A不溶于水和盐酸;②B不溶于水,但溶于盐酸,并放出无色无刺激性气味的气体E;
③C的水溶液呈碱性,与硫酸反应生成A;④D可溶于水,与硫酸作用时放出气体E,E可使澄清石灰水变浑浊。
(1)推断A、B、C、D的化学式:A.________,B.________,C.________,D.________;
(2)写出下列反应的离子方程式:
B与盐酸反应:_________________________________________________;
C与硫酸反应:_________________________________________________;
E(少量)与澄清石灰水反应:______________________________________;
8.离子反应是中学化学中重要的反应类型,回答下列问题:
(1)在发生离子反应的反应物或生成物中,一定存在______________;
①单质 ②氧化物 ③电解质 ④盐 ⑤化合物
(2)将两种化合物一起溶于水得到一种无色透明溶液,溶液中含有下列离子中的某些离子:K+、
Mg2+、Fe3+、Ba2+、SO、OH-、CO和Cl-,取该溶液进行如下实验:
Ⅰ.取少量溶液滴入紫色石蕊溶液,溶液呈蓝色。
Ⅱ.取少许溶液滴入BaCl2溶液,无白色沉淀产生。
Ⅲ.另取少许溶液先滴加硝酸再加AgNO3溶液,产生白色沉淀。
Ⅳ.再取少许原溶液滴入少量H2SO4溶液,有白色沉淀产生。
①根据以上现象判断,原溶液中肯定不存在的离子是________;肯定存在的离子是__________;
②写出实验Ⅲ和Ⅳ中可能发生反应的离子方程式:
Ⅲ.____________________________;Ⅳ._____________________________;
③若溶液中各种离子的个数相等,确定溶液中 (填“有”或“无”)K+,判断依据是___________;
【巩固训练】
1.在强酸性溶液中,下列能大量共存的无色透明离子组是( )
A.K+、Na+、NO、Cu2+ B.Mg2+、Na+、Cl-、SO
C.K+、Na+、Br-、OH- D.Na+、Ba2+、Zn2+、SO
2.在溶液中能大量共存,加入OH-有沉淀产生,加入H+有气体放出的是( )
A.Na+、Cu2+、Cl-、SO B.Fe3+、K+、SO、NO
C.Na+、CO、OH-、NO D.Na+、Ca2+、Cl-、HCO
3.下列各组离子在溶液中可以大量共存,且加入氢氧化钠溶液后也不产生沉淀的是( )
A.Na+、Ba2+、Cl-、SO B.K+、Na+、NO、OH-
C.H+、NH、Fe3+、SO D.H+、Cl-、CH3COO-、NO
4.下列各组离子在给定条件下能大量共存的是( )
A.在pH=1的溶液中:NH、K+、CO、Cl-
B.有SO存在的溶液中:Na+、Mg2+、Ca2+、Br-
C.使酚酞溶液变红的溶液中:Na+、Cl-、SO、Fe3+
D.无色透明的水溶液中:K+、Ba2+、Cl-、NO
5.在下列条件的溶液中,各组离子一定能够大量共存的是( )
A.使酚酞溶液变红的溶液:Na+、Cl-、SO、Fe3+
B.在碱性溶液中:K+、Cl-、NO、Mg2+
C.可与锌反应放出氢气的溶液中:Na+、Ca2+、Cl-、CO
D.使pH试纸变蓝的溶液中:Ba2+、Na+、NO、Cl-
6.对于某些离子的检验及结论一定正确的是( )
A.向某溶液中加入稀盐酸产生无色气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,则原溶液中一定有CO
B.向某溶液中加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加稀硝酸,沉淀不消失,则原溶液中一定有Ag+
C.向某溶液中先加入盐酸酸化,没有明显现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,则原溶液中一定有SO
D.向某溶液中加入碳酸钠溶液产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,则原溶液一定有Ba2+
7.有三种溶液分别标记为①②③,在Na2CO3溶液中加入①时有白色沉淀产生,继续加入②
时白色沉淀全部溶解同时产生气泡,再加入③时又产生白色沉淀。设每次加入的反应物都能完
全反应,则上述①②③所代表的溶液可能是( )
选项
①
②
③
A
BaCl2溶液
HNO3溶液
Na2SO4溶液
B
CaCl2溶液
HNO3溶液
KCl溶液
C
KCl溶液
H2SO4溶液
CaCl2溶液
D
BaCl2溶液
H2SO4溶液
CaCl2溶液
8.某无色溶液中,可能含有以下几种离子:Na+、K+、Cl-、Ba2+、SO、CO、MnO,已知各离子数目均相等。取两份溶液进行实验:
①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生。
②第二份加的Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生,再加入过量的稀硝酸,沉淀不溶解。
以下推测正确的是( )
A. 一定存在Na+、Ba2+、Cl- B. 一定存在Na+、K+、MnO
C. 可能存在K+、SO、Cl- D. 一定存在Na+、K+、SO
9.某无色透明溶液中可能大量存在Ag+、Mg2+、Cu2+、Fe3+、Na+中的几种。请回答下列问题:
(1)不做任何实验就可以确定原溶液中一定不存在的离子是______________;
(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________________,有关的离子方程式为___________________;
(3)取(2)中的滤液,加入过量的NaOH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)原溶液可能大量存在的阴离子是_________;
A.Cl- B.NO C.CO D.OH-
10.A、B、C、D四种可溶性盐,其阳离子分别是Na+、Ba2+、Cu2+、Ag+中的某一种,阴离子
分别是Cl-、SO、CO、NO中的某一种。现做以下实验:
①将四种盐各取少量,分别溶于盛有5 mL蒸馏水的4支试管中,只有B盐溶液呈蓝色
②分别向4支试管中加入2 mL稀盐酸,发现A盐溶液中产生白色沉淀,C盐溶液中有较多气泡产生,而D盐溶液无明显现象
(1)根据上述实验事实,推断这四种盐的化学式分别为:
A________;B________;C________;D________;
(2)写出下列反应的离子方程式:
①A+D:_____________________________________________________;
②B+D:_____________________________________________________;
③C+HCl气体:___________________________________________;
11.某河道两旁有甲、乙两工厂。两工厂排放的工业废水中,共含K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、NO六种离子;
(1)甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中所含的3种离子为____________________;
(2)乙厂的废水中含有另外3种离子。加一定量的________(填“活性炭”或“铁粉”),可以回收其中
的金属________(填写金属元素符号);
(3)若将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可以使废水中的某些离子转化为沉淀,经过滤后
的废水可用来浇灌农田;
①某些离子转化为沉淀的离子方程式为______________________________;
②经过滤后的废水中主要含有的溶质为______________________________;
【答案】
【强化训练1】
1.D。解析:H+与OH-不能大量共存,故不选A;OH-与Mg2+反应生成Mg(OH)2沉淀,不能大量共存,故不选B;Ca2+与CO反应生成CaCO3沉淀,不能大量共存,故不选C;K+、H+、Cl-、SO相互之间不反应,能大量共存,故选D。
2.B。解析:Ag+与Cl-反应生成氯化银沉淀;CO在酸性溶液中不能大量共存;Fe2+为有色离子,H+与OH-发生反应,在溶液中不能大量共存。
3.A。解析:含有大量SO的溶液中,SO、Mg2+、Cu2+、Cl-、NO各离子之间不反应,能大量共存,A项正确;滴加酚酞变红的溶液呈碱性,碱性条件下Cu2+不能大量存在,B项错误;所含溶质为NaHSO4的溶液中含有大量H+,H+与CO反应生成二氧化碳和水而不能大量存在,C项错误;常温下,加入铁粉能生成H2的溶液呈酸性,酸性条件下CO不能大量存在,D项错误。
4.B。解析:Mg2+在碱性溶液中不能大量共存,A项错误;碱性溶液中该组离子之间不反应,可大量共存,CO在酸性溶液中不能大量共存,B项正确;酸性、碱性溶液中该组离子之间均不反应,可大量共存,C项错误;NH在碱性溶液中不能大量共存,D项错误。
5.B。解析:A项,MnO为紫色,无色溶液中MnO不能大量存在;B项,各离子间不反应,能大量共存;C项,能使pH试纸变蓝色的溶液为碱性溶液,碱性溶液中HCO、NH都不能大量存在;D项,碱性溶液中Cu2+不能大量存在。
6.C。解析:A项中Fe3+为棕黄色,不合题意;B项中Fe3+会和OH-反应生成氢氧化铁沉淀,不合题意;C项中这些离子都可以大量共存;D项中滴加紫色石蕊溶液显红色的溶液呈酸性,有大量的H+,H+和CO会反应,所以不能大量共存,不合题意。
7.D。解析:A项,HCO与H+反应生成CO2气体;B项,Mg2+与OH-生成Mg(OH)2沉淀;C项,滴入酚酞溶液显红色的溶液呈碱性,不能大量存在Cu2+。
8.B。解析:含MnO的溶液呈紫色,A项错误;H+与OH-反应生成H2O,不能大量共存,C项错误;含Fe3+的溶液呈棕黄色,且Fe3+与OH-反应生成Fe(OH)3沉淀,不能大量共存,D项错误。
【强化训练2】
1.D。解析:加入Na2CO3溶液有白色沉淀产生,再加盐酸白色沉淀消失,原溶液中可能不含Ba2+而含有Ca2+,A项错误;加入BaCl2溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,原溶液中可能不含SO而含有Ag+,B项错误;加入AgNO3溶液有白色沉淀产生,原溶液中可能不含Cl-而含有CO,C项错误;加入稀盐酸产生无色无味气体,将气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,证明生成二氧化碳,则原溶液中可能含CO或HCO,D项正确。
2.C。解析:用铂丝蘸取待测液,在酒精灯火焰上灼烧,焰色为黄色,说明待测液中含Na+,没有透过蓝色钴玻璃片观察,不能确定是否含K+,A错误;Fe3+和KSCN溶液反应使溶液呈红色,但Fe2+易被氯水氧化生成Fe3+,先加氯水再加KSCN溶液,产生的现象可能由Fe2+引起,不能说明原溶液中有Fe3+,B错误;先加适量的稀硝酸将溶液酸化,排除碳酸根离子等的干扰,再加入AgNO3溶液,产生的白色沉淀为AgCl,则原溶液中一定含有大量的Cl-,C正确;将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,该溶液可能含有CO、HCO、SO或HSO等,D错误。
【强化训练3】
1.A。解析:由“无色”知溶液中不含Cu2+;加入石蕊溶液,溶液显蓝色,说明溶液中含有OH-,Mg2+、H+、Ag+、HCO都与OH-反应,故不存在;由溶液呈电中性知溶液中一定含有Ba2+,则不含SO;根据溶液中含有三种离子,可知存在NO。
2.D。
3.A。解析:①无色溶液说明不含Cu2+,滴加无色酚酞溶液变红,说明含OH-,则不含Ag+;②加入足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明含CO或SO或两者都有,则一定不含Ba2+;③向②所得混合物中加足量盐酸,沉淀部分溶解,并有无色气体生成,说明原溶液中含CO和SO;④向滤液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,说明滤液中含有Cl-,但可能是加入的BaCl2溶液及盐酸引入的,不能确定原溶液是否含有Cl-。根据溶液呈电中性,则溶液中一定含K+。综上所述,原溶液一定含有K+、OH-、CO、SO。
4.B。解析:因溶液是无色的,则溶液中不含Cu2+;(1)向溶液中滴加2~3滴紫色石蕊溶液,溶液变红,说明溶液显酸性,含有H+,不含CO和HCO;(2)向溶液中滴加BaCl2溶液和稀盐酸,有白色沉淀生成,此沉淀为BaSO4,说明溶液中含有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,此沉淀为AgCl,因(2)中引入了Cl-,故无法说明溶液中是否含有Cl-;由于每种离子的浓度均相等,且溶液呈电中性,则溶液中一定含有Na+,一定不含Cl-;结合以上分析可知,溶液中一定含有①Na+、②SO、⑥H+,一定不含③Cl-、④HCO、⑤CO、⑦Cu2+。
5.C。解析:实验①中“加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解”―→AgCl不溶解,B项错误;实验②现象“仍有固体存在”―→
6.B。解析:由以上流程图可知,一定含有CaCO3、KNO3,硫酸钠和氯化钡不会同时存在,则组成可能为CaCO3、Na2SO4、KNO3或CaCO3、KNO3、BaCl2。
7.(1)BaSO4 BaCO3 Ba(OH)2 K2CO3
(2)2H++BaCO3===CO2↑+H2O+Ba2+;Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O;
Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O;
解析:①常见的不溶于水和盐酸的物质是氯化银和硫酸钡,结合所给离子知A是硫酸钡;②B不溶于水,但溶于盐酸并放出无色无刺激性气味的气体,则B是碳酸钡,E是二氧化碳;③C的水溶液呈碱性,与硫酸反应生成硫酸钡,则C是氢氧化钡;④D可溶于水,与硫酸作用时放出气体CO2,则D是碳酸钾。
8.(1)③⑤;
(2)①Mg2+、Fe3+、SO、CO Ba2+、OH-、Cl-;
②H++OH-===H2O Cl-+Ag+===AgCl↓ Ba2++SO+2H++2OH-===BaSO4↓+2H2O
③无;溶液中一定有Ba2+、Cl-、OH-,浓度相等时电荷守恒,所以无K+;
解析:(1)离子反应是有离子参加的反应,发生的条件是化合物在一定的条件下必须电离出能反应的离子,则必须是电解质发生电离,所以正确答案为电解质和化合物。
(2)①无色溶液,则溶液中不含Fe3+;溶液使紫色石蕊溶液呈蓝色,说明溶液含OH-,不含Mg2+;滴入BaCl2溶液无白色沉淀产生,则SO、CO排除;另取溶液,先滴加硝酸再滴加AgNO3溶液产生白色沉淀,则存在Cl-;再取少许原溶液滴入H2SO4溶液,有白色沉淀产生,则有Ba2+;已确定存在的离子为Ba2+、Cl-、OH-,未确定的离子有K+,肯定不存在的离子是Mg2+、Fe3+、SO、CO。
②实验Ⅲ:溶液有OH-和Cl-,加入稀硝酸与硝酸银,反应的离子方程式:H++OH-===H2O, Cl-+Ag+===AgCl↓;实验Ⅳ:溶液中含有Ba2+和OH-,与H2SO4溶液反应的离子方程式:Ba2++SO+2H++2OH-===BaSO4↓+2H2O。
③溶液中肯定存在的离子是Ba2+、OH-、Cl-;设各离子数目均为N,根据电荷守恒规律:2×N=1×N+1×N,满足电荷守恒,溶液呈电中性,所以确定溶液中无钾离子。
【巩固训练】
1.B。解析:Cu2+在溶液中呈蓝色,故A不符; Mg2+、Na+、Cl-、SO及H+之间不反应,能大量共存,故B符合;H+和OH-反应生成水,不能大量共存,故C不符;Ba2+与SO生成硫酸钡沉淀,不能大量共存,故D不符。
2.D。解析:A项,该组离子之间不反应,可大量共存,但加H+无气体生成,错误;B项,该组离子之间不反应,可大量共存,但加H+无气体生成,错误;C项,该组离子之间不反应,可大量共存,但加入OH-无沉淀生成,错误;D项,该组离子之间不反应,可大量共存,加入OH-有碳酸钙沉淀产生,加入H+有二氧化碳气体生成,正确。
3.B。解析:A项,Ba2+与SO可生成BaSO4沉淀而不能大量共存;C项,离子可以大量共存,但加入过量NaOH后,Fe3+可与OH-结合生成Fe(OH)3沉淀;D项,H+与CH3COO-可结合成CH3COOH而不能大量共存。
4.D。解析:pH=1的溶液为酸性溶液,CO在酸性溶液中不能大量共存,A项错误;由于CaSO4微溶于水,因此有SO存在的溶液中Ca2+不能大量共存,B项错误;使酚酞溶液变红的溶液为碱性溶液,在碱性溶液中Fe3+不能大量共存,C项错误。
5.D。解析:使酚酞溶液变红的溶液为碱性溶液,铁离子不能共存;Mg2+在碱性溶液中生成Mg(OH)2沉淀;与锌反应放出氢气的溶液为酸性溶液,H+与CO不能共存。
6.C。解析:加入盐酸产生无色气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,溶液中也可能含有HCO或SO等离子,A项错误;加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,生成的白色沉淀可能为硫酸钡,原溶液中不一定含有银离子,B项错误;向某溶液中先加入盐酸酸化,没有明显现象,排除了Ag+等干扰离子,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,该沉淀一定为硫酸钡,则原溶液中一定有SO,C项正确;可能生成了CaCO3、MgCO3等白色沉淀,所以原溶液中不一定有Ba2+,D项错误。
7.A。解析:在Na2CO3溶液中加入①时有白色沉淀产生,可排除C项;继续加入②时白色沉淀全部溶解同时产生气泡,可排除D项;再加入③时又产生白色沉淀,可排除B项。
8.D。解析:无色溶液,则溶液中不含 MnO;①加入AgNO3溶液有沉淀产生,因Cl-、SO、CO都能与Ag+反应生成沉淀,则三者至少有一种;②第二份加的Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生,再加入过量的稀硝酸,沉淀不溶解,说明生成的沉淀只有BaSO4,原溶液中有SO无CO,根据互斥性原则,有SO就无Ba2+;已确定存在的离子有SO,肯定不存在的离子有MnO、CO、Ba2+,暂时不确定的离子有Na+、K+、Cl-;再根据题干已知各离子数目均相等,则可以确定Na+、K+的存在,Cl-一定不存在。故一定存在的离子为Na+、K+、SO,一定不存在的离子为Cl-、MnO、CO、Ba2+。
9.(1)Cu2+、Fe3+;(2)Ag+;Ag++Cl-===AgCl↓;(3)Mg2+;Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;(4)B;
解析:(1)无色透明溶液中不可能含有有色离子Cu2+、Fe3+。(2)加盐酸有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成,则肯定存在Ag+。 (3)加NaOH溶液有白色沉淀出现,肯定含有Mg2+。(4)原溶液中由于含有Ag+、Mg2+,则阴离子中不可能含有Cl-、CO、OH-,可能含NO。
10.(1)AgNO3 CuSO4 Na2CO3 BaCl2;
(2)①Ag++Cl-===AgCl↓;②SO+Ba2+===BaSO4↓;③CO+2H+===CO2↑+H2O;
解析:由于这四种盐均可溶,则Ba2+不可能与SO、CO组合,Cu2+不可能与CO组合,Ag+只能与NO组合。由实验①可知,B为铜盐(Cu2+在水溶液中呈蓝色);由实验②可知,A为AgNO3(与稀盐酸反应生成AgCl白色沉淀),C为碳酸盐(CO与稀盐酸反应生成CO2气体),只能是Na2CO3;则剩余阳离子为Ba2+,它与Cl-形成BaCl2,与盐酸不反应,即D为BaCl2,则B一定是CuSO4。
11.(1)K+、Cl-、OH-;(2)铁粉;Ag;
(3)①Ag++Cl-===AgCl↓、Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓;②KNO3(或硝酸钾);
解析:(1)甲厂的废水呈碱性,则溶液中含有大量的OH-,与OH-反应的Ag+、Fe3+不能大量共存,根据溶液呈电中性可知甲厂废水中应含有K+,乙厂废水中含有Ag+、Fe3+,则与Ag+反应的Cl-不能大量存在,根据溶液呈电中性可知乙厂废水中还有NO,由此可知:甲厂废水中含有K+、Cl-、OH-,乙厂废水中含有Ag+、Fe3+、NO。(2)乙厂废水中含有Ag+、Fe3+、NO,活性炭只能吸附,不能置换出金属,所以要置换出金属单质,应该加入铁粉,将银离子转换成金属银。(3)①根据两厂废水中含有的离子可知,混合后反应的离子方程式为Ag++Cl-===AgCl↓、Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓。②经过滤后的废水中主要含有的溶质为硝酸钾。
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