题目内容

19．在K+浓度为1mol•L-1的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子．（已知H2SiO3为不溶于水的胶状沉淀，加热时易分解为两种氧化物；Ag2CO3是难溶物．）
阳离子Na+、Ag+、Ca2+、Ba2+
阴离子NO3-、CO32-、SiO32-、SO42-
现取该溶液100mL进行如下实验（气体体积均在标准状况下测定）．
序号实验内容实验结果
Ⅰ向该溶液中加入足量稀盐酸产生白色胶状沉淀并放出标准状况下0.56L气体
Ⅱ将Ⅰ的反应混合液过滤，对沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体质量固体质量为2.4g
Ⅲ向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液无明显现象
请回答下列问题．
（1）实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是Ag+、Mg2+、Ba2+；
（2）实验Ⅰ中生成气体的离子方程式为CO32-+2H+=H2O+CO2↑；
（3）通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，NO3-是否存在不一定（选填“是”或“不一定”或“否”）．
（4）判断Na+是否存在，若存在求其最小浓度存在，其浓度至少为0.3mol/L，若不存在说明理由：-．

分析 由题意“溶液为澄清溶液”可知：溶液中含有的离子一定能够大量共存；由实验Ⅰ可知，该溶液中一定含有CO32-，其浓度为$\frac{\frac{0.56L}{22.4L/mol}}{0.1L}$=0.25mol/L，则一定没有Ag+、Mg2+、Ba2+；由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32-，发生反应SiO32-+2H+=H2SiO3↓，硅酸加热分解生成二氧化硅，固体质量为2.4g为二氧化硅的质量，根据硅原子守恒，SiO32-的浓度为：$\frac{\frac{2.4g}{60g/mol}}{0.1L}$=0.4mol/L；由实验Ⅲ可知溶液中不含SO42-，根据电荷守恒2c（CO32-）+2c（SiO32-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有Na+，且其浓度至少为0.8mol/L，不能确定NO3-是否存在，据此进行解答．

解答 解：由题意“溶液为澄清溶液”可知：溶液中含有的离子一定能够大量共存；由实验Ⅰ可知，该溶液中一定含有CO32-，其浓度为$\frac{\frac{0.56L}{22.4L/mol}}{0.1L}$=0.25mol/L，则一定没有Ag+、Mg2+、Ba2+；由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32-，发生反应SiO32-+2H+=H2SiO3↓，硅酸加热分解生成二氧化硅，固体质量为2.4g为二氧化硅的质量，根据硅原子守恒，SiO32-的浓度为：$\frac{\frac{2.4g}{60g/mol}}{0.1L}$=0.4mol/L；由实验Ⅲ可知溶液中不含SO42-，根据电荷守恒2c（CO32-）+2c（SiO32-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞1mol/L，因此溶液中一定含有Na+，且其浓度至少为0.8mol/L，不能确定NO3-是否存在，
（1）由实验Ⅰ可知，加入足量稀盐酸生成白色沉淀并在标准状况下放出0.56L气体，则该溶液中一定含有CO32-、SiO32-，则一定没有Ag+、Mg2+、Ba2+，
故答案为：Ag+、Mg2+、Ba2+；
（2）实验Ⅰ中生成气体的离子方程式为CO32-+2H+=H2O+CO2↑，
故答案为：CO32-+2H+=H2O+CO2↑；
（3）根据分析可知，溶液中不一定存在硝酸根离子，
故答案为：不一定；
（4）根据以上计算可知，不能确定NO3-，c（CO32-）=0.25mol/L，c（SiO32-）=0.4mol/L，一定不存在硫酸根离子，所以c（SO42-）=0，根据电荷守恒2c（CO32-+）+2c（SiO32-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞1mol/L，因此溶液中一定含有Na+，且其浓度至少为0.3mol/L，
故答案为：存在；其浓度至少为0.3mol/L．

点评 本题考查较综合，涉及离子共存、离子检验及相关物质的量浓度的计算等，注重高频考点的考查，题目难度中等，把握离子反应反应条件及常见离子的检验方法为解答的关键，注意电荷守恒判断Na+是否存在为解答本题的难点、易错点．

练习册系列答案
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1．求25℃时，
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（3）某浓度的HAC溶液中，由水电离的c（H+）=1×10-12mol/L，求该溶液的pH=2．
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（6）pH=8的NaOH溶液稀释为原体积的100倍，所得溶液的PH=7．
9．已知①Cl2+2FeCl2═2FeCl3
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若某种溶液中含有Fe2+、I-、Cl-，要氧化除去I-而不影响Fe2+和Cl-，可加入的试剂是（　　）
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7．硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料．制备硫酸铜是无机化学实验教学中一个重要的实验．由于铜不能与稀硫酸直接反应，实验中将浓硝酸分次加入到铜粉与稀硫酸中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体（装置如图1、2所示）．

（1）图1中，烧瓶中发生的离子反应方程式为Cu+4H++2NO3-═Cu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O．
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（3）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：
第一组：空气为氧化剂法
方案1：以空气为氧化剂．将铜粉在仪器B中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应．
方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应．向反应液中加FeSO4或Fe2（SO4）3，反应完全后，向其中加物质甲调节pH到3～4，产生Fe（OH）3沉淀，过滤、蒸发、结晶，滤渣作催化剂循环使用．（已知Fe（OH）3和Cu（OH）2完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4．）
请回答下列问题：
①方案1中的B仪器名称是坩埚．
②方案2中甲物质是b（填字母序号）．
a、CaO            b、CuCO3          c、CaCO3
第二组：过氧化氢为氧化剂法
将3.2g铜丝放到45mL 1.5mol/L的稀硫酸中，控温在50℃．加入18mL 10%的H2O2，反应0.5h后，升温到60℃，持续反应1h后，过滤、蒸发结晶、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4•5H2O 10.6g．请回答下列问题：

③该反应的离子反应方程式为Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O．
④上述两种氧化法中，更符合绿色化学理念的是第二组（填“第一组”或“第二组”），理由是第一组中的方案1需要加热，消耗能源，方案2所得产品含有铁元素杂质．而第二组方案几乎不产生有害气体，且所得产品纯度较高．
14．在体积一定的密闭容器中，进行如下化学反应：
t℃70080083010001200
K0.60.91.01.72.6
CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）其化学平衡常数K和温度t的关系如表，回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$．
（2）该反应为吸热反应（选填吸热、放热）．
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是bc（多选不得分）．
a．容器中压强不变                 b．混合气体中 c（CO）不变
c．υ正（H2）=υ逆（H2O）          d．c（CO2）=c（CO）
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c（CO2）•c（H2）=c（CO）•c（H2O），试判断此时的温度为830℃．
（5）某温度下SO2的转化反应的2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）平衡常数K=532.4．
下面三个混合体系中各物质的浓度如下表：
体系c（SO2）  mol/Lc（O2）  mol/Lc（SO3）  mol/L浓度商
（1）0.06000.4002.000不填
（2）0.09600.3000.500不填
（3）0.08620.2631.020不填
试判断各体系反应进行的方向：体系（2）正向；体系（2）：已平衡（填正向、逆向或已平衡）．
4．下列离子方程式书写正确的是（　　）
A．实验室制Cl2：MnO2+2H++2Cl-═Mn2++Cl2↑+2H2O
B．用过量氨水吸收工业尾气中的SO2：2NH3•H2O+SO2=2NH4++SO32-+H2O
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D．苯酚浊液与纯碱溶液混合后变澄清：2C6H5OH+CO32-=2C6H5O-+CO2↑+H2O
11．下列叙述正确的是（　　）
A．除0族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属族的族序数
B．在周期表里，主族元素所在的族序数等于原子核外电子数
C．副族元素没有非金属元素
D．元素的原子序数越大，其原子半径也越大
8．下列离子方程式书写正确的是（　　）
A．过氧化钠与水的反应：O2-+H2O=2OH-
B．金属钠与水的反应：Na+H2O=Na++OH-+H2↑
C．金属钠与硫酸铜溶液的反应：2Na+Cu2+=Cu+2Na+
D．硫酸氢钠溶液与碳酸氢钠溶液的反应：H++HCO3-=H2O+CO2↑
9．短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示，其中Y元素原子的最外层电子数是电子层数的两倍．回答下列问题：
 X
  Y  Z
（1）Z元素在元素周期表中的位置是第三周期第VIA族．
（2）下列能证明Y元素与Z元素的得电子能力强弱的是BC．（填序号）
A．氢化物水溶液的酸性     B．最高价氧化物对应的水化物的酸性
C．气态氢化物的稳定性     D．与金属化合时每个原子得电子的多少
（3）比较Y和Z简单离子半径大小（用离子符号表示）S2-＞Cl-
（4）X元素的某种气态氢化物分子中含有10个电子．该物质在加热条件下能够将CuO还原为Cu，同时生成一种气体，该气体是空气中的成分之一．则反应的化学方程式为3CuO+2NH3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+3H2O+N2．若反应中有6.02×1022个电子发生转移，则有4g的CuO参加反应．

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