某水溶液只可能含有K+.Al3+.Fe3+.Mg2+.Ba2+.NH4+.Cl-.SO42-中的若干种离子．某同学取100mL的溶液分成两等份进行如下实验:①第一份加过量的氢氧化钠溶液后加热.收集到0.02mol的气体.无沉淀产生.同时得到溶液甲．②向溶液甲中通过量的二氧化碳气体.生成白色沉淀.沉淀经过滤.洗涤灼烧后.得到1.02g固体．③第二份加足量� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

15．某水溶液只可能含有K⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Cl^-、SO₄^2-中的若干种离子．某同学取100mL的溶液分成两等份进行如下实验：
①第一份加过量的氢氧化钠溶液后加热，收集到0.02mol的气体，无沉淀产生，同时得到溶液甲．
②向溶液甲中通过量的二氧化碳气体，生成白色沉淀，沉淀经过滤，洗涤灼烧后，得到1.02g固体．
③第二份加足量的氯化钡溶液后，生成白色沉淀，沉淀经盐酸充分洗涤，干燥，得到11.65g固体．
据此，该同学得到的结论正确的是（　　）

	A．	实验①中产生的气体为氨气，并可得原溶液中c（NH₄⁺）=0.1 mol•L^-1
	B．	实验③中的沉淀中一定有BaSO₄，可能有Mg（OH）₂
	C．	若要判断原溶液中是否有Cl^-，无需另外设计实验验证
	D．	原溶液中一定有K⁺，且c（K⁺）≥0.4 mol•L^-1

分析 ①第一份加过量NaOH溶液后加热，收集到0.02mol气体，即为氨气，一定含有NH₄⁺，物质的量为0.02mol，浓度为：$\frac{0.02mol}{0.05L}$=0.4mol/L，无沉淀生成，则一定不含有Fe³⁺、Mg²⁺；
②向甲溶液中通入过量CO₂，生成白色沉淀，即为氢氧化铝，则原溶液中一定有Al³⁺，一定不含有碳酸根离子，铝离子和过量的氢氧化钠反应生成偏铝酸钠溶液，溶液中通入过量CO₂，生成白色沉淀，即为氢氧化铝，氢氧化铝沉淀经过滤、洗涤、灼烧后，得到1.02g固体即为氧化铝，根据铝元素守恒，得到铝离子的物质的量是$\frac{1.02g}{102g/mol}$×2=0.02mol，浓度为：$\frac{0.02mol}{0.05L}$=0.4mol/L；
③第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，则一定含有硫酸根离子，无钡离子．沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，得到11.65g固体即硫酸钡的质量是11.65g，物质的量为：$\frac{11.65g}{233g/mol}$=0.05mol，根据元素守恒，所以硫酸根离子的物质的量是0.05mol，浓度为：$\frac{0.05mol}{0.05L}$=1mol/L，
综上可知，一定含有的离子是：NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，其浓度分别是：0.4mol/L；0.4mol/L；1mol/L，一定不含Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、SO₄²，不能确定是否存在氯离子．以此解答该题．

解答解：①第一份加过量NaOH溶液后加热，收集到0.02mol气体，即为氨气，一定含有NH₄⁺，物质的量为0.02mol，浓度为：$\frac{0.02mol}{0.05L}$=0.4mol/L，无沉淀生成，则一定不含有Fe³⁺、Mg²⁺；
②向甲溶液中通入过量CO₂，生成白色沉淀，即为氢氧化铝，则原溶液中一定有Al³⁺，一定不含有碳酸根离子，铝离子和过量的氢氧化钠反应生成偏铝酸钠溶液，溶液中通入过量CO₂，生成白色沉淀，即为氢氧化铝，氢氧化铝沉淀经过滤、洗涤、灼烧后，得到1.02g固体即为氧化铝，根据铝元素守恒，得到铝离子的物质的量是$\frac{1.02g}{102g/mol}$×2=0.02mol，浓度为：$\frac{0.02mol}{0.05L}$=0.4mol/L；
③第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，则一定含有硫酸根离子，无钡离子．沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，得到11.65g固体即硫酸钡的质量是11.65g，物质的量为：$\frac{11.65g}{233g/mol}$=0.05mol，根据元素守恒，所以硫酸根离子的物质的量是0.05mol，浓度为：$\frac{0.05mol}{0.05L}$=1mol/L，
综上可知，一定含有的离子是：NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，其浓度分别是：0.4mol/L；0.4mol/L；1mol/L，一定不含Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、SO₄²，不能确定是否存在氯离子．
A．根据以上分析可知，c （NH₄⁺）=0.4 mol•L^-1，故A错误；
B．根据以上分析可知，③中的白色沉淀中一定有BaSO₄，因溶液不存在镁离子，则没有生成氢氧化镁，故B错误；
C．由以上分析可知，不能确定存在氯离子，故C错误；
D．任何溶液中都存在电荷守恒，NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，其浓度分别是：0.4mol/L；0.4mol/L；1mol/L，可以知道NH₄⁺、Al³⁺的正电荷总量小于SO₄^2-负电荷总量，依据电荷守恒，则一定有K⁺存在，若无氯离子存在，则0.4×1+0.4×3+c（K⁺）×1=1×2，解得c（K⁺）=0.4mol/L，故D正确．
故选D．

点评本题考查离子的检验，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目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

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5．喹硫平是一种非经典抗精神疾病的药物，对多种神经递质受体有相互作用，其结构为

，它的合成路线如下：

已知：（Ⅰ）反应①为取代反应；
（Ⅱ）A的系统命名为1，4-二溴-2-丁烯．
（Ⅲ）

请回答下列问题：
（1）物质

含有的官能团名称为碳碳双键和羧基．
（2）分子式为C₁₃H₉NO₄S的物质的结构简式是

．
（3）反应⑤的目的是保护碳碳双键，防止被酸性高锰酸钾溶液氧化．
（4）物质B的同分异构体有多种，符合下列条件的物质的结构简式为HCOOCH（CH₃）₂．
①能发生银镜反应；
②与NaOH能反应，与NaHCO₃不反应；
③核磁共振氢谱只有三个峰．
（5）已知：-SH（巯基）的性质与-OH相似，则

在一定条件下发生缩聚反应的化学方程式为

．
（6）

是一种重要的有机化合物．请设计合理方案，完成从

到

的合成路线流程图（无机试剂任用）．

6．在下列给定条件的溶液中，一定能大量共存的离子组是（　　）

	A．	无色溶液：Cu²⁺、H⁺、Cl^-、HSO₃^-
	B．	能使pH试纸呈红色的溶液：Na⁺、Fe²⁺、Cl^-、NO₃^-
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3．研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义．
（1）①硫离子的结构示意图为

．
②加热时，硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O．
（2）25℃，两种酸的电离平衡常数如下表：

	Ka₁	Ka₂
H₂SO₃	1.3×10^-2	6.3×10^-8
H₂CO₃	4.2×10^-7	5.6×10^-11

①HSO₃^-的电离平衡常数表达式K=$\frac{c（S{{O}_{3}}^{2-}）c（{H}^{+}）}{c（HS{{O}_{3}}^{-}）}$．
②0.10mol•L^-1Na₂SO₃溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）．
③H₂SO₃溶液和NaHCO₃溶液反应的离子方程式为H₂SO₃+HCO₃^-=HSO₃^-+CO₂↑+H₂O．

10．常温下，下列有关叙述正确的是（　　）

	A．	NaB溶液的pH=8，c（Na⁺）-c（B^-）=9.9×10^-7 mol/L
	B．	Na₂CO₃溶液中，2c（Na⁺）=c（CO${\;}_{3}^{2-}$）+c（HCO${\;}_{3}^{-}$）+c（H₂CO₃）
	C．	pH相等的①NH₄NO₃、②（NH₄）₂SO₄、③NH₄HSO₄三种溶液中，c（NH${\;}_{4}^{+}$）大小顺序为：①＞②＞③
	D．	10 mL pH=12的氢氧化钠溶液中加入pH=2的HA溶液至pH刚好等于7，则所得溶液体积V（总）=20 mL

20．

如图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容．
Ⅰ．硫酸具有多种性质，热的浓硫酸与铜片反应体现出浓硫酸的性质是酸性和强氧化性
Ⅱ．现用该浓硫酸准确配制100mL　1mol/L的稀硫酸．可供选用的仪器有：①胶头滴管；②烧瓶；③烧杯；④药匙；⑤量筒；⑥托盘天平．
请回答下列问题：
（1）配制稀硫酸时，上述仪器中不需要使用的有②④⑥（填序号），还缺少的仪器有100mL容量瓶玻璃棒（写仪器名称）；
（2）经计算，配制100mL 1mol/L的稀硫酸需要用量筒量取上述浓硫酸的体积为5.4mL（保留一位小数），量取浓硫酸时应选用①（①10mL、②50mL、③100mL）规格的量筒．

7．将14克Na₂O、Na₂O₂的混合物放入87.6克水中，可得1.12升氧气（标准状况），所得溶液的密度为1.18克/毫升，求原混合物中各成分的物质的量之比和所得溶液的质量分数和物质的量浓度．

4．

空气质量日报中有一项重要检测指标是SO₂的含量，结合所学知识回答下列问题．工业制硫酸的过程中，SO₂催化氧化的原理为：
2SO₂（g）+O₂（g）?△催化剂 2SO₃（g）+Q
某温度下，测得SO₂（g）的平衡转化率（a）与体系总压强（ p ）的关系如图所示．
（1）a、b两点对应的平衡常数K（a）= K（b）（填“＞”、“＜”或“=”，下同），SO₃浓度c（a）＜c（b）．c点时，反应速率υ（正）＜υ（逆）．将一定量的SO₂（g）和O₂（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应得到如表中的两组数据：

实验编号	温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol
实验编号	温度/℃	SO₂	O₂	SO₂	O₂
1	T₁	4	2	x	0.8
2	T₂	4	2	0.4	y

（2）实验1从开始到反应达到化学平衡时，用去时间t 分钟，则υ（SO₂）表示的反应速率为$\frac{1.2}{t}$mol•L^-1•min^-1，温度T₁大于T₂的理由是反应放热，温度升高，平衡向左移动，反应物转化率低．
（3）制取SO₂的尾气用NaOH溶液吸收，可得到Na₂SO₃和NaHSO₃两种盐．
①0.1mol/L的NaHSO₃溶液中c（H⁺）＞c（OH^-），用水解和电离理论的角度解释其原因HSO₃^-的电离程度大于水解程度，若往溶液中加入氨水至中性，则c（Na⁺）=c（HSO₃^-）+c（SO₃^2-）+c（H₂SO₃）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②往0.1mol/L 的Na₂SO₃溶液加入少量NaOH固体，完全溶解后溶液中c（Na⁺）：c（SO₃^2-）的比值变大（填“变大”、“变小”或“保持不变”）．

5．设N_A为阿伏加德罗常数的值．下列说法不正确的是（　　）

	A．	5NH₄NO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2HNO₃+4N₂↑+9H₂O的反应中，生成28 g N₂，转移的电子数目为3.75N_A
	B．	高温下，0.2 mol Fe与足量水蒸气反应，生成的H₂分子数目为0.3N_A
	C．	氢氧燃料电池正极消耗22.4 L（标准状况）气体时，电路中通过的电子数目为4N_A
	D．	室温下，1 L pH=13的NaOH溶液中，由水电离的OH^-数目为10^-13N_A

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