题目内容
15.某无色溶液可能含有Na+、NH4+、Fe3+、Al3+、Mg2+、CO32-、SO42-、Cl-等离子中的一种或几种,为确定其组成,做如下的实验:①取少量待测液,向其中滴入硝酸酸化的氯化钡溶液,生成白色沉淀,并过滤;
②取①中滤液,加硝酸银溶液,产生白色沉淀;
③另取少量待测溶液,向其中加入氢氧化钠溶液,产生白色沉淀,再加入过量的氢氧化钠溶液时,沉淀部分溶解.过滤,取滤液加热,无气体放出.
试分析该待测液中一定存在Al3+、Mg2+、SO42-离子,一定不存在CO32-、NH4+、Fe3+不能确定的离子是Na+、Cl-;简述待测液中不确定离子的进一步检验方法焰色反应检验是否含Na+,取原溶液少许加足量硝酸钡反应后,过滤,取滤液滴加硝酸银观察是否生成沉淀检验Cl-.
分析 无色可知一定不含Fe3+,由①可知白色沉淀为硫酸钡,则一定含SO42-,
由②可知白色沉淀为AgCl,但①中氯化钡引入氯离子;
由③可知,沉淀部分溶解,沉淀一定为氢氧化镁和氢氧化铝的混合物,且过滤,取滤液加热,无气体放出,则不含NH4+,一定含Al3+、Mg2+,不含CO32-,以此来解答.
解答 解:无色可知一定不含Fe3+,由①可知白色沉淀为硫酸钡,则一定含SO42-,
由②可知白色沉淀为AgCl,但①中氯化钡引入氯离子;
由③可知,沉淀部分溶解,沉淀一定为氢氧化镁和氢氧化铝的混合物,且过滤,取滤液加热,无气体放出,则不含NH4+,一定含Al3+、Mg2+,不含CO32-,
综上所述,待测液中一定存在Al3+、Mg2+、SO42-离子,一定不存在CO32-、NH4+、Fe3+,不能确定的离子是Na+、Cl-;待测液中不确定离子的进一步检验方法为焰色反应检验是否含Na+,取原溶液少许加足量硝酸钡反应后,过滤,取滤液滴加硝酸银观察是否生成沉淀检验Cl-,
故答案为:Al3+、Mg2+、SO42-;CO32-、NH4+、Fe3+;Na+、Cl-;焰色反应检验是否含Na+,取原溶液少许加足量硝酸钡反应后,过滤,取滤液滴加硝酸银观察是否生成沉淀检验Cl-.
点评 本题考查常见离子的检验,为高频考点,把握离子的性质、离子之间的反应和现象为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意氯离子的检验为易错点,题目难度不大.
练习册系列答案
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3.下列离子方程式书写完全正确的是( )
| A. | 用氯化铁溶液腐蚀铜板:Fe3++Cu=Fe2++Cu2+ | |
| B. | NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合至溶液显中性:Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O | |
| C. | 在碳酸氢镁溶液中加入过量氢氧化钠溶液:Mg2++2HCO3-+4OH-=Mg(OH)2↓+2H2O+2CO32- | |
| D. | 向稀醋酸中加入石灰石:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O |
4.检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁,可选用的试剂是( )
| A. | NaOH | B. | KMnO4 | C. | KSCN | D. | 氯水 |
10.常温下,根据表中的几种物质的电离平衡常数回答下列问题:
(1)常温下,等浓度的NH4NO3和NH4NO2两份溶液,测得NH4NO2溶液中c(NH4+)较小,试分析原因:NO2-水解显碱性,对铵根离子水解起到促进作用.0.1mol•L-1NH4NO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(NO2-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-),NO2-水解反应的平衡常数Kh=1.4×10-11 mol•L-1(保留两位有效数字).
(2)常温下,用氨水吸收CO2得到NH4HCO3溶液,其pH>7 (填“>”、“<”或“=”);反应NH3•H2O+H2CO3?NH4++HCO3-+H2O的平衡常数K=800.
(3)少量CO2通入到过量的NaClO溶液中发生反应的离子方程式ClO-+CO2+H2O═HCO3-+HClO:
| NH3•H2O | 2×10-5 |
| HNO2 | 7×10-4 |
| HClO | 3×10-8 |
| H2CO3 | K1=4×10-7 K2=4×10-11 |
(2)常温下,用氨水吸收CO2得到NH4HCO3溶液,其pH>7 (填“>”、“<”或“=”);反应NH3•H2O+H2CO3?NH4++HCO3-+H2O的平衡常数K=800.
(3)少量CO2通入到过量的NaClO溶液中发生反应的离子方程式ClO-+CO2+H2O═HCO3-+HClO:
20.
近年来,雾霾天气频繁出现,严重影响人们的生活和健康.其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5,其主要来源为燃煤、机动车尾气等.因此,对PM2.5,SO2,NOx等进行研究具有重要意义.请回答下列问题:
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样.
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如表一:
表一:
根据表一中数据计算试样的pH=4.
(2)我国北方到了冬季烧煤供暖所产生的废气也是雾霆的主要来源之一.经研究发现将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧能够降低燃煤时NO的排放,主要反应如下:
①2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H1
若②N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H2=+180.5kJ•mol-1
③CO(g)?C(s)+$\frac{1}{2}$O2△H3=+110.5kJ•mol-1
④C(s)+O2(s)?CO2(g)△H4=-393.5kJ•mol-1
则△H1=-746.5kJ•mol-1
(3)活性炭可处理大气污染物NO.在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质).一定条件下发生反应:C(s)+2NO(g)?CO2(g)+N2(g)△H.当温度分别在T1℃和T2℃时,测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如表二:
表二:
①列式计算上述反应T1℃时的平衡常数K1=4;
②若T1<T2,则该反应的△H=<0(填“>”、“<”或“=”)理由是:从T1到T2,NO的浓度增大,说明升高温度,平衡逆向移动,由于升高温度平衡向吸热方向移动,所以该反应的逆反应为吸热反应,则△H<0.
(4)利用如图所示的电解装置可将雾霆中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4则物质A是硫酸(填名称),阴极的电极反应式是:NO+5e-+6H+=NH4++H2O.电解方程式为:5SO2+2NO+8H2O=(NH4)2SO4+4H2SO4.
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样.
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如表一:
表一:
| 离子 | K+ | Na+ | NH4+ | SO42- | NO3- | Cl- |
| 浓度/mol•L-1 | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
(2)我国北方到了冬季烧煤供暖所产生的废气也是雾霆的主要来源之一.经研究发现将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧能够降低燃煤时NO的排放,主要反应如下:
①2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H1
若②N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H2=+180.5kJ•mol-1
③CO(g)?C(s)+$\frac{1}{2}$O2△H3=+110.5kJ•mol-1
④C(s)+O2(s)?CO2(g)△H4=-393.5kJ•mol-1
则△H1=-746.5kJ•mol-1
(3)活性炭可处理大气污染物NO.在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质).一定条件下发生反应:C(s)+2NO(g)?CO2(g)+N2(g)△H.当温度分别在T1℃和T2℃时,测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如表二:
表二:
| 物质 温度/℃ | 活性炭 | NO | CO2 | N2 |
| 初始 | 3.000 | 0.10 | 0 | 0 |
| T1 | 2.960 | 0.020 | 0.040 | 0.040 |
| T2 | 2.975 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
②若T1<T2,则该反应的△H=<0(填“>”、“<”或“=”)理由是:从T1到T2,NO的浓度增大,说明升高温度,平衡逆向移动,由于升高温度平衡向吸热方向移动,所以该反应的逆反应为吸热反应,则△H<0.
(4)利用如图所示的电解装置可将雾霆中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4则物质A是硫酸(填名称),阴极的电极反应式是:NO+5e-+6H+=NH4++H2O.电解方程式为:5SO2+2NO+8H2O=(NH4)2SO4+4H2SO4.
7.地下水受到硝酸盐污染已成为世界范围内一个相当普遍的环境问题.用零价铁去除水体中的硝酸盐(NO3-)是地下水修复研究的热点之一.
(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如图1所示.

作负极的物质是铁;正极的电极反应式是NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O.
(2)将足量铁粉投入水体中,测定NO3-去除率和pH,结果如表:
在pH=4.5的水体中,NO3-的去除率低的原因是FeO(OH)不导电,阻碍电子转移.
(3)为提高pH=4.5的水体中NO3-的去除率,某课题组在初始pH=4.5的水体中分别投入①Fe2+、②Fe、③Fe和Fe2+做对比实验结果如图2:①此实验可得出的结论是本实验条件下,Fe2+不能直接还原NO3-,在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率,Fe2+的作用可能是Fe2+将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4.表中NO3-去除率和铁的最终物质形态不同的原因初始pH低时,产生的Fe2+充足;初始pH高时,产生的Fe2+不足.
(4)地下水呈中性,在此条件下,要提高NO3-的去除速率,可采取的措施有减小铁粉的颗粒大小,增大反应接触面积或加入活性炭,形成微电池.(写出一条)
(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如图1所示.
作负极的物质是铁;正极的电极反应式是NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O.
(2)将足量铁粉投入水体中,测定NO3-去除率和pH,结果如表:
| 初始pH | pH=2.5 | pH=4.5 |
| 1小时pH | 接近中性 | 接近中性 |
| 24小时pHNO3-的去除率 | 接近100% | <50% |
| 铁的最终物质形态 |
(3)为提高pH=4.5的水体中NO3-的去除率,某课题组在初始pH=4.5的水体中分别投入①Fe2+、②Fe、③Fe和Fe2+做对比实验结果如图2:①此实验可得出的结论是本实验条件下,Fe2+不能直接还原NO3-,在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率,Fe2+的作用可能是Fe2+将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4.表中NO3-去除率和铁的最终物质形态不同的原因初始pH低时,产生的Fe2+充足;初始pH高时,产生的Fe2+不足.
(4)地下水呈中性,在此条件下,要提高NO3-的去除速率,可采取的措施有减小铁粉的颗粒大小,增大反应接触面积或加入活性炭,形成微电池.(写出一条)
4.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X元素形成的一种单质是自然界中硬度最大的物质,Y位于周期表中VA族,Z是短周期中金属性最强的元素,W3-与氩原子核外电子排布相同.下列说法正确的是( )
| A. | 原子半径:r(Z)>r(W)>r(Y)>r(X) | |
| B. | Y的简单气态氢化物的热稳定性比W的强 | |
| C. | Z3W中既含有离子键又含有共价键 | |
| D. | X的单质不能与Y的最高价氧化物对应的水化物反应 |
5.下列指定反应的离子方程式正确的是( )
| A. | Fe3O4溶于足量稀HNO3:Fe3O4+8H+═Fe2++2Fe3++4H2O | |
| B. | NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合至中性:H++SO42-+Ba2++OH-═BaSO4↓+H2O | |
| C. | K37ClO3与浓盐酸在加热条件下生成氯气:37ClO3-+6Cl-+6H+═37Cl-+3Cl2↑+3H2O | |
| D. | 4mol•L-1的NaAlO2溶液与7mol•L-1的盐酸等体积互相均匀混合:4AlO2-+7H++H2O═3Al(OH)3↓+Al3+ |