今有一混合物的水溶液.只可能含有以下离子中的若干种:K+.Al3+.Fe3+.Mg2+.Ba2+.NH4+.Cl-.CO32-.SO42-.现取三份100mL溶液进行如下实验:(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生,(2)第二份加足量NaOH溶液加热后.只收集到气体0.02mol.无沉淀生成.同时得到溶液甲,(3)在甲溶液中通入过量CO2.生成白色沉淀.沉淀经过滤.洗� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

14．今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-，现取三份100mL溶液进行如下实验：
（1）第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生；
（2）第二份加足量NaOH溶液加热后，只收集到气体0.02mol，无沉淀生成，同时得到溶液甲；
（3）在甲溶液中通入过量CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02g．
（4）第三份加足量BaCl₂溶液后，得白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65g．{已知：NaAlO₂+2H₂O═NaHCO₂+Al（OH）₃↓}．根据上述实验回答：
（1）一定不存在的离子是Fe³⁺、Mg²⁺、CO₃^2-、Ba²⁺，不能确定是否存在的离子是Cl^-．
（2）试确定溶液中肯定存在的离子及其浓度（可不填满）：
离子符号NH₄⁺，浓度0.2mol/L；
离子符号Al³⁺，浓度0.2mol/L；
离子符号SO₄^2-，浓度0.5mol/L．
（3）试确定K⁺是否存在是（填“是”或“否”），判断的理由是根据电荷守恒，溶液中一定存在钾离子．

分析（1）第一份加入几滴AgNO₃溶液后有沉淀产生，溶液中可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
（2）第二份加过量NaOH溶液加热后，只收集到气体0.02mol，无沉淀生成，该气体是氨气，一定有铵根离子，铵根离子的物质的量是0.02mol，无沉淀生成，一定不含Fe³⁺、Mg²⁺；
（3）在甲溶液中通入过量CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02g，说明原溶液中一定存在Al³⁺，结合离子共存可知一定不存在CO₃^2-；1.02g为氧化铝的质量，其物质的量为：$\frac{1.02g}{102g/mol}$=0.01mol，说明每份溶液中含有0.02molAl³⁺；
（4）第三份加足量BaCl₂溶液后，得白色沉淀，该白色沉淀为硫酸钡，说明原溶液中一定存在SO₄^2-，则一定不存在钡离子；沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65g，则硫酸钡的物质的量为：$\frac{11.65g}{233g/mol}$=0.05mol，说明每份溶液中含有0.05molSO₄^2-；
0.02molAl³⁺所带正电荷为0.06mol、0.02mol铵根离子带有0.02mol正电荷，而0.05molSO₄^2-所带负电荷为0.1mol，根据电荷守恒可知，说明溶液中一定还含有阳离子K⁺，据此对各选项进行判断．

解答解：第一份加入几滴AgNO₃溶液后有沉淀产生，溶液中可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
第二份加过量NaOH溶液加热后，只收集到气体0.02mol，无沉淀生成，该气体是氨气，一定有铵根离子，铵根离子的物质的量是0.02mol，无沉淀生成，一定不含Fe³⁺、Mg²⁺；在甲溶液中通入过量CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02g，说明原溶液中一定存在Al³⁺，结合离子共存可知一定不存在CO₃^2-；1.02g为氧化铝的质量，其物质的量为：$\frac{1.02g}{102g/mol}$=0.01mol，说明每份溶液中含有0.02molAl³⁺；
第三份加足量BaCl₂溶液后，得白色沉淀，该白色沉淀为硫酸钡，说明原溶液中一定存在SO₄^2-，则一定不存在钡离子；沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65g，则硫酸钡的物质的量为：$\frac{11.65g}{233g/mol}$=0.05mol，说明每份溶液中含有0.05molSO₄^2-；
0.02molAl³⁺所带正电荷为0.06mol、0.02mol铵根离子带有0.02mol正电荷，而0.05molSO₄^2-所带负电荷为0.1mol，根据电荷守恒可知，说明溶液中一定还含有阳离子K⁺，
（1）根据分析可知，一定存在的离子为：K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，一定不存在的离子为：Fe³⁺、Mg²⁺、CO₃^2-、Ba²⁺，根据分析可知，无法确定是否存在Cl^-，所以溶液中可能存在Cl^-，
故答案为：Fe³⁺、Mg²⁺、CO₃^2-、Ba²⁺；Cl^-；
（2）铵根离子的物质的量是0.02mol，含有0.02molAl³⁺，含有0.05molSO₄^2-，0.02molAl³⁺所带正电荷为0.06mol、0.02mol铵根离子带有0.02mol正电荷，而0.05molSO₄^2-所带负电荷为0.1mol，根据电荷守恒可知，说明溶液中一定还含有阳离子K⁺，溶液体积为0.1L，所以其浓度分别为0.2mol/L、0.2mol/L、0.5mol/L，
故答案为：NH₄⁺、0.2mol/L；Al³⁺、0.2mol/L；SO₄^2-、0.5mol/L；
（3）溶液中正电荷的总物质的量为：n（NH₄⁺）+3n（Al³⁺）=0.02mol+3×0.02mol=0.08mol，
负电荷的总物质的量为：2n（SO₄^2-）=0.1mol，根据电荷守恒，溶液中一定存在钾离子，由于可能存在氯离子，则钾离子的物质的量至少为：0.1mol-0.08mol=0.02mol，c（K⁺）≥0.2mol．l^-1，故答案为：是；根据电荷守恒，溶液中一定存在钾离子．

点评本题考查常见离子的检验，题目难度中等，采用定性实验和定量计算分析相结合的模式，增大了解题难度，同时涉及离子共存、离子反应等都是解题需注意的信息，尤其是K⁺的确定易出现失误．

练习册系列答案

（1）“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为：Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O．
（2）“酸浸”时，提高浸出速率的具体措施有酸的浓度、温度．（写出两个）
（3）“碱溶”的目的是发生反应为Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，将Al（OH）₃ 转化为AlO₂^-，以便和Fe（OH）₃分离．物质X的化学式为CO₂．
（4）从流程中分离出来的Fe（OH）₃沉淀可在碱性条件下用KClO溶液处理，制备新型水处理剂高铁酸钾（K₂FeO₄），该反应的离子方程式为：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
（5）若根据过滤出的Fe（OH）₃沉淀来推算煤矸石中Fe₂O₃的含量，须将沉淀清洗干净，检验沉淀是否洗干净的具体操作方法是取最后一次洗涤液的滤液少许于试管中，滴入几滴稀硝酸酸化的硝酸银溶液，观察是否有沉淀生成，若无沉淀生成，则说明沉淀已洗干净，否则沉淀未洗干净．

16．设N_A代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）

	A．	标准状况下，1.12LSO₃所含的原子数是0.2N_A
	B．	3.9gNa₂O₂吸收足量的CO₂时转移电子数是0.05N_A
	C．	20g重水中含有中子数为8N_A
	D．	28g乙烯和环丁烷（C₄H₈）的混合气体中含有的碳原子数为3N_A

2．将4mol A气体和2mol B气体在2L密闭容器中混合并在一定条件下发生反应：2A（g）+B（g）═2C（g）若经2s后测得C的浓度为0.6mol•L^-1，则：
（1）用物质A表示的反应速率为0.3mol/（L．s）．
（2）2s时物质A的转化率是30%．
（3）2s时物质B的浓度为0.7mol/L．
（4）反应过程中容器内气体的平均相对分子质量如何变化？增大（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）．气体的密度如何变化？不变．

9．

某化学兴趣小组拟用右图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色．提供化学药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液．
（1）稀硫酸应放在1中（填写仪器编号）．
（2）本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，再关闭开关B、打开开关AC就可观察到氢氧化亚铁的颜色．试分析实验开始时排尽装置中空气的理由防止生成的氢氧化亚铁被氧化．
（3）该实验使用铁粉，除反应速率可能太快外，还可能会造成的不良后果是铁粉进入导管从而堵塞导管．此空删去
（4）在FeSO₄溶液中加入（NH₄）₂SO₄固体可制备硫酸亚铁铵晶体[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]（式量为392），该晶体比一般亚铁盐稳定，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇．
①为洗涤（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O粗产品，下列方法中最合适的是D．
A．用冷水洗 B．先用冷水洗，后用无水乙醇洗
C．用30%的乙醇溶液洗 D．用90%的乙醇溶液洗
②为了测定产品的纯度，称取a g产品溶于水，配制成500mL溶液，用浓度为c mol•L^-1的酸性KMnO₄溶液滴定．每次所取待测液体积均为25.00mL，实验结果记录如下：

实验次数	第一次	第二次	第三次
消耗高锰酸钾溶液体积/mL	25.52	25.02	24.98

滴定过程中发生反应的离子方程式为MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．
滴定终点的现象是最后一滴滴入，溶液由无色变为浅紫色，且30s不变色．
通过实验数据计算的该产品纯度为$\frac{980c}{a}$×100%（用字母ac表）．上表中第一次实验中记录数据明显大于后两次，其原因可能是BC．
A．实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积
B．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡
C．第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过，后两次未润洗
D．该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长，有部分变质，浓度降低．

19．医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物．以工业碳酸钙（含有少量Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺等杂质）生产医药级二水合氯化钙（CaCl₂•2H₂O的质量分数为97.0%-103.0%）的主要流程如图：

（1）除杂操作是加入氢氧化钙，调节溶液的pH为8.0-8.5，以除去溶液中的少量Al³⁺、Fe³⁺．检验Fe（OH）3是否沉淀完全的试验操作是取少量上层清液与试管中，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，则表明Fe（OH）₃沉淀完全．
（2）酸化操作是加入盐酸，调节溶液的pH约为4.0，其目的有：①将溶液中的少量Ca（OH）₂转化为CaCl₂；②防止Ca²⁺在蒸发时水解；防止溶液吸收空气中CO₂．
（3）测定样品中Cl^- 含量的方法是：a．称取0.7500g样品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c．用0.05000mol•L-1AgNO₃溶液滴定至终点，消耗AgNO₃溶液体积的平均值为20.39mL．
①计算上述样品中CaCl₂•2H₂O的质量分数为99.9%．
②若用上述办法测定的样品中CaCl₂•2H₂O的质量分数有时超过100.0%（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有样品中存在少量的NaCl或少量的CaCl₂.2H₂O失水．

6．无水FeCl₃呈棕红色，在空气中极易潮解，100℃左右时升华，工业上常用作有机合成催化剂．某学习小组利用如图装置（夹持仪器略去）制备并收集无水FeCl₃．

请回答：
（1）按气流方向各装置依次连接的合理顺序为dhifeccggba（填仪器接口的字母编号）．
（2）连接好各装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品，②①④③（请按正确的顺序填人下列步骤的序号）．
①加热Fe粉反应一段时间 ②打开分液漏斗活塞通一段时间气体
③关闭分液漏斗活塞 ④停止加热，充分冷却
（3）装置A的作用为吸收多余的Cl₂、防止外界的水蒸气进入E中．
（4）装置C中反应的化学方程式为2KMnO₄+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O
（5）装置D中盛有的试剂为浓硫酸（写名称）；装置E中冷水浴的作用为冷凝，便于FeCl₃收集
（6）从实验安全考虑，整套装置存在一处明显不足，请指出B、E之间的连接导管太细，FeCl₃易凝华沉积而堵塞导管．

3．下列关于能量变化的叙述中不正确的是（　　）

	A．	碳酸的电离为吸热过程，所以碳酸盐与盐酸反应放热
	B．	已知NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ•mol^-1，则含 40.0g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量多于57.3 kJ
	C．	通过NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ•mol^-1，可知 1molH₂O（l）完全电离需要吸热57.3kJ
	D．	铝热反应为放热反应

4．（1）在标准状况下，有物质①4gH₂，②33.6LCH₄，③1molH₂O，④3.01×10²³个O₂，含分子数最多的是（填序号，下同）①，含原子数最少的是④，质量最大的是②，体积最小的③；密度由大到小的顺序为：③＞④＞②＞①．
（2）含有相同氧原子数的CO和CO₂，其质量比为14：11；物质的量比为2：1；碳原子数比为2：1；原子数比为4：3．
（3）含有电子数相等的CO和CO₂ 气体在同温同压下的体积比为11：7；密度比为7：11．

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