2021届高三化学一轮复习考点训练:离子推断【答案+详解】
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离子推断1.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( ) A.能使石蕊显红色的溶液:K+、Mg2+、HCO-3、SO2-4B.水电离出来的c(H+)=10-13 mol·L-1的溶液:NH+4、Fe2+、NO-3、Cl-C.c(H+)c(OH-)=1012的溶液:K+、Fe3+、Cl-、SO2-4D.加入铝片能放出H2的溶液:Na+、CH3COO-、Cu2+、SO2-4解析:选C。
能使石蕊显红色的溶液呈酸性,HCO-3不能大量存在,A错误;水电离出来的c(H+)=10-13mol·L-1的溶液可能呈强酸性或强碱性,酸性条件下NO-3将Fe2+氧化为Fe3+,Fe2+和NO-3(H+)不能大量共存,碱性条件下NH+4、Fe2+不能大量存在,B错误;c(H+)c(OH-)=1012的溶液呈酸性,K+、Fe3+、Cl-、SO2-4互不反应,能大量共存,C正确;加入铝片能放出H2的溶液可能呈酸性或强碱性,酸性条件下CH3COO-与H+反应生成弱电解质CH3COOH,碱性条件下Cu2+与OH-反应生成沉淀Cu(OH)2,不能大量共存,D错误。
2.根据下表提供的数据可知,在溶液中能大量共存的微粒组是( )A.H2CO3、HCO-3、CH3COO-、CN-B.HCO-3、CH3COOH、CN-、CO2-3C.HCN、HCO-3、CN-、CO2-3D.HCN、HCO-3、CH3COO-、CN-解析:选D。
根据表中电离常数可知,酸性:CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO-3。
H2CO3的酸性强于HCN,H2CO3和CN-能够反应生成HCO-3和HCN,H2CO3和CN-在溶液中不能大量共存,故A错误;CH3COOH的酸性强于H2CO3和HCN,CH3COOH能够与HCO-3、CO2-3、CN-反应,在溶液中不能大量共存,故B错误;HCN的酸性强于HCO-3,HCN 与CO2-3反应生成HCO-3,在溶液中不能大量共存,故C错误;HCN、HCO-3、CH3COO -、CN-之间不反应,在溶液中能够大量共存,故D正确。
3.某溶液中大量存在五种离子:NO-3、SO2-4、Fe3+、H+、X,其物质的量之比为n(NO-3)∶n(SO2-4)∶n(Fe3+)∶n(H+)∶n(X)=2∶3∶1∶3∶1,则X可能为( )A.Fe2+B.Mg2+C.Cl-D.Ba2+解析:选B。
五种离子的物质的量之比为n(NO-3)∶n(SO2-4)∶n(Fe3+)∶n(H +)∶n(X)=2∶3∶1∶3∶1,由于溶液不显电性,则X为阳离子。
由电荷守恒可知,X带2个正电荷。
SO2-4与Ba2+反应生成硫酸钡沉淀,在酸性溶液中硝酸根能氧化亚铁离子,所以X可能为Mg2+。
4.某澄清透明溶液中,可能大量存在下列离子中的若干种:H+、NH4+、K+、Mg2+、Cu2+、Br-、AlO2-、Cl-、SO42-、CO32-,现进行如下实验:①用试管取少量溶液,逐滴加入稀盐酸至过量,溶液先浑浊后又变澄清,有无色气体放出。
将溶液分为3份。
②在第1份溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,溶液先浑浊后又变澄清。
加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,未见明显现象。
③在第2份溶液中加入新制的氯水和CCl4,振荡后静置,下层溶液显橙红色。
则下列推断正确的是:A.溶液中一定有K+、Br-、AlO2-、CO32-B.溶液中一定没有NH4+、Mg2+、Cu2+、Cl-C.不能确定溶液中是否有K+、Cl-、SO42-D.往第3份溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液可确认是否有Cl-【答案】A【解析】A项、由实验现象可知,溶液中一定存在K+、Br-、CO32-、AlO2-,故A正确;B项、由实验操作可知,一定不含NH4+、H+、Mg2+、Cu2+,不能确定溶液中是否含Cl-,故B错误;C项、溶液中一定含K+,不能确定是否含Cl-、SO42-,故C 错误;D项、由于溶液事先已经加入盐酸,往第3份溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液无法确认是否有Cl-,故D错误。
5.某固体混合物中可能含有K+、Na+、Cl﹣、CO32﹣、SO42﹣等离子,将该固体溶解于蒸馏水,对所得溶液进行如下实验:下列推断正确的是( )A.该混合物一定是K2CO3和NaClB.该混合物可能是Na2CO3和KClC.该混合物可能是Na2SO4和Na2CO3D.该混合物一定是K2SO4和NaCl【答案】B【解析】溶液中加入过量Ba(NO3)2,出现白色沉淀,该白色沉淀可能是BaSO4,也可能是BaCO3,也可能是它们的混合物,但白色沉淀加入过量盐酸,沉淀溶解,因此该白色沉淀为BaCO3,说明原溶液中一定含有CO32-,一定不含有SO42-,滤液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,出现白色沉淀,该沉淀为AgCl,说明原溶液中一定含有Cl-,焰色反应为黄色,溶液中含有Na元素,则原溶液中一定含有Na+,原溶液中可能含有K+。
由上述分析可知,一定含Na+、Cl﹣、CO32﹣,不含SO42﹣,则一定不含Na2SO4,不能确定是否含K+,则该混合物可能是K2CO3和NaCl,也可能为Na2CO3和KCl,故选项B正确。
6.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( ) A.无色透明溶液:Al3+、NH+4、Cl-、S2-B.中性溶液:Al3+、Fe3+、SO2-4、NO-3C.K wc(OH-)=1×10-13 mol·L-1的溶液:Na+、K+、SiO2-3、CO2-3D.0.1 mol·L-1的NaClO溶液:Mg2+、Fe2+、SO2-4、SCN-解析:选C。
Al3+与S2-能发生相互促进的水解反应而不能大量共存,A项错误;Al3+、Fe3+水解使溶液呈酸性,B项错误;K wc(OH-)=1×10-13mol·L-1的溶液pH为13,Na+、K+、SiO2-3、CO2-3能大量共存,C项正确;ClO-会将Fe2+氧化为Fe3+,D项错误。
7.某固体混合物,仅含有以下阴、阳离子中的某几种(不考虑水的电离):为了判断该混合物的组成,现依次进行如下实验,根据实验现象,回答下列问题:(1)取该固体混合物,加水后固体完全溶解得到无色溶液,用pH试纸测得溶液的pH为12。
则混合物组成中肯定不存在的离子是________。
(2)向(1)所得溶液中滴加盐酸,开始有沉淀生成,继续滴加,沉淀消失,同时有无色无味气体逸出。
则肯定存在的离子是________,可以排除的离子是________。
(3)取以上实验的上层澄清液,滴加AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
你认为还有哪些离子尚待检验:________(填离子符号),请你对尚待检验的离子提出合理的检验方法(要求写出具体的步骤、现象与结论):____________________________________【答案】MnO4-、Ag+、Mg2+ AlO2-、CO32-、K+ Ba2+、SO32- Cl-取(1)中所得溶液少许于试管中,用硝酸酸化后滴加AgNO3溶液,若有白色沉淀生成则含有Cl-,否则不含Cl-【解析】(1) 排除的离子排除的依据MnO溶液无色,MnO显紫色NH溶液呈碱性,且未嗅到刺激性气味Ag+、Mg2+碱性溶液中无法大量存在(2) 肯定存在的离子判断依据AlO加盐酸有沉淀产生,继续加盐酸沉淀溶解CO 加盐酸后有无色无味气体逸出K +根据溶液呈电中性原则,溶液中至少含有一种阳离子排除的离子排除的依据Ba 2+与CO 无法大量共存SO 酸化后逸出的气体没有刺激性气味(3)待检验离子 理由与检验方法Cl -步骤(2)加入盐酸,引入了Cl -,无法确定原溶液是否含有Cl -。
检验时要取(1)中所得溶液,滴加硝酸和硝酸银溶液,看是否有白色沉淀生成综上,答案如下:(1)肯定不存在的离子是 MnO 4-、Ag +、Mg 2+;(2) 肯定存在的离子是AlO 2-、CO 32-、K +;可以排除的离子是Ba 2+、SO 32-; (3) 尚待检验的离子是Cl -;尚待检验的离子提出合理的检验方法:取(1)中所得溶液少许于试管中,用硝酸酸化后滴加AgNO 3溶液,若有白色沉淀生成则含有Cl-,否则不含Cl-。
8.某强酸性溶液X中含有Ba2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO32-、S、Cl-、N。
中的一种或几种,取该溶液进行连续实验,实验过程如下:(已知气体D在常温常压下呈红棕色)(1)上述离子中,溶液X中除H+外肯定还含有的离子是_,一定不含的离子是__,不能确定是否含有的离子是_______,检验其中阳离子的方法是________。
(2)沉淀G的化学式为______。
(3)写出生成A的离子方程式:________。
(4)写出溶液H中通入过量CO2的离子方程式:________。
【答案】Al3+、NH4+、Fe2+、SO42—CO32-、SO32-、NO3-、Ba2+Fe3+、Cl—取少量X溶液放在试管中,加入几滴KSCN,溶液不变红色说明无Fe3+Fe(OH)33Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O[Al(OH)4]- + CO2= Al(OH)3↓ + HCO3-【解析】由于H+会与 SO32-反应,该强酸性溶液必无SO32-;加入过量Ba(NO3)2后产生沉淀,则溶液中必有CO32-或SO42-,说明原溶液中不含Ba2+;溶液中加入过量NaOH 后产生气体,则含NH4+;得到的溶液再通入过量CO2又得到沉淀,由Al的化合物间的转化关系可知溶液中必有Al3+,则无CO32-(Al3+与 CO32-发生双水解)而有SO42-(溶液中不含Ba2+);气体D在常温常压下呈红棕色,可推知由于加入Ba(NO3)2后产生NO 气体,说明溶液中有还原性物质,即含有Fe2+,原溶液中不含有NO3-;(1)综合以上分析可知,溶液X中除H+外肯定还含有的离子是Al3+、NH4+、Fe2+、SO42—;一定不含的离子是CO32-、SO32-、NO3-、Ba2+;不能确定是否含有的离子是Fe3+、Cl—;检验Fe3+的方法为:取少量X溶液放在试管中,加入几滴KSCN,溶液不变红色说明无Fe3+;综上所述,本题答案是:Al3+、NH4+、Fe2+、SO42—; CO32-、SO32-、NO3-、Ba2+; Fe3+、Cl—;取少量X溶液放在试管中,加入几滴KSCN,溶液不变红色说明无Fe3+。
(2)原溶液中含有H+、Al3+、NH4+、Fe2+、SO42—,加入硝酸钡后,Fe2+被硝酸氧化为铁离子,硫酸根离子与钡离子生成硫酸沉淀过滤除去;因此剩余的滤液中加入过量的氢氧化钠溶液,生成红褐色沉淀氢氧化铁,因此沉淀G的化学式为Fe(OH)3;本题答案是:Fe(OH)3。