有一含Na+的无色透明溶液.只可能含有以下离子中的若干种:K+.NH4+.Cu2+.Cl-.Mg2+.Ba2+.CO32-.SO42-.为了确定溶液中所含离子及其物质的量浓度.某同学设计实验如下.取三份100mL上述水溶液进行如下实验．根据上述实验.请回答操作实验现象①第一份加入AgNO3溶液有白色沉淀产生②第二份加入足量NaOH溶液.加热收集到气体672mL� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

11．有一含Na⁺的无色透明溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K⁺、NH₄⁺、Cu²⁺、Cl^-、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，为了确定溶液中所含离子及其物质的量浓度，某同学设计实验如下，取三份100mL上述水溶液进行如下实验．
根据上述实验，请回答

操作		实验现象
①第一份加入AgNO₃溶液		有白色沉淀产生
②第二份加入足量NaOH溶液，加热		收集到气体672mL（标准状况）
	③第三份先加入足量BaCl₂溶液，再向产生的沉淀中加入足量盐酸经洗涤、干燥后	先产生干燥沉淀6.63g，之后沉淀变为4.66g

（1）溶液中肯定不存在的离子是Cu²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺，不能确定是否存在的离子是K⁺、Cl^-．
（2）请用离子方程式表示沉淀减少的原因BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑．
（3）对于存在的且能定量计算出离子浓度，请写出它们的物质的量浓度：c（NH₄⁺）=0.3mol•L^-1，c（CO₃^2-）=0.1mol•L^-1，c（SO₄^2-）=0.2mol•L^-1．

分析有一含Na⁺的无色透明溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K⁺、NH₄⁺、Cu²⁺、Cl^-、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，
①第一份加入AgNO₃溶液有白色沉淀产生，溶液中可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②第二份加入足量NaOH溶液，加热收集到气体672mL（标准状况），则溶液中含有NH₄⁺，n（NH₃）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol；
③第三份先加入足量BaCl₂溶液，再向产生的沉淀中加入足量盐酸经洗涤、干燥后，先产生干燥沉淀6.63g，
之后沉淀变为4.66g，说明沉淀部分能溶于稀盐酸，则生成的沉淀为BaCO₃、BaSO₄，n（BaSO₄）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，n（BaCO₃）=$\frac{6.63g-4.66g}{197g/mol}$=0.01mol，根据离子共存知，溶液中一定不含Cu²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；
根据以上分析知，不能确定溶液中是否含有K⁺、Cl^-；
要检验K⁺，需要进行焰色反应；
根据c=$\frac{n}{V}$计算铵根离子、碳酸根离子和硫酸根离子浓度．

解答解：有一含Na⁺的无色透明溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K⁺、NH₄⁺、Cu²⁺、Cl^-、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，
①第一份加入AgNO₃溶液有白色沉淀产生，溶液中可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②第二份加入足量NaOH溶液，加热收集到气体672mL（标准状况），则溶液中含有NH₄⁺，n（NH₃）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol；
③第三份先加入足量BaCl₂溶液，再向产生的沉淀中加入足量盐酸经洗涤、干燥后，先产生干燥沉淀6.63g，
之后沉淀变为4.66g，说明沉淀部分能溶于稀盐酸，则生成的沉淀为BaCO₃、BaSO₄，n（BaSO₄）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，n（BaCO₃）=$\frac{6.63g-4.66g}{197g/mol}$=0.01mol，根据离子共存知，溶液中一定不含Cu²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；
根据以上分析知，不能确定溶液中是否含有K⁺、Cl^-；
要检验K⁺，需要进行焰色反应；
（1）通过以上分析知，溶液中一定不含的离子为Cu²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺，不能确定是否含有的离子为K⁺、Cl^-，
故答案为：Cu²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；K⁺、Cl^-；
（2）硫酸钡不溶于水和稀盐酸，但碳酸钡能溶于稀盐酸，所以导致固体质量减少，离子反应方程式为BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑，
故答案为：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑；
（3）c（NH₄⁺）=$\frac{0.03mol}{0.1L}$=0.3 mol•L^-1，c （CO₃^2-）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1 mol•L^-1，c （SO₄^2-）=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.2 mol•L^-1，故答案为：c（NH₄⁺）=0.3 mol•L^-1，c （CO₃^2-）=0.1 mol•L^-1，c （SO₄^2-）=0.2 mol•L^-1．

点评本题考查以离子检验为载体考查物质检验实验方案设计，为高频考点，明确离子性质及离子共存是解本题关键，知道常见离子之间的反应，题目难度不大．

练习册系列答案

相关题目

3．A、B、C、D、E几种常见物质之间有如图转化关系：

（1）若C是可以用来对自来水进行消毒的单质气体，E是一种易与CO₂反应的淡黄色固体，则D的电子式

，C的化学式Cl₂．
（2）若E是酸酐，且为易挥发的晶体，则B的化学式为S或H₂S，D是造成酸雨（填一种环境污染的名称）的主要原因．
（3）若C是水，B是无氧有机化合物，其密度在标准状况下为1.25g•L^-1，E能使紫色石蕊试液变红色．则A的结构简式是CH₃CH₂OH．
A、B、D、E四种物质中易溶于C的物质有ADE．

2．甲醇是一种重要的化工原料．
（1）已知：①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ•mol^-1
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ•mol^-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$ O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8kJ/mol．
（2）甲醇与水蒸气催化重整可获得清洁能源，具有广泛的应用前景．其反应为：
CH₃OH （g）+H₂O （g）?CO₂（g）+3H₂（g）△H=-72.0kJ/mol
①该反应的平衡常数表达式为$\frac{c（C{O}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}{c（C{H}_{3}OH）c（{H}_{2}O）}$．
②下列措施中能使平衡时n（CH₃OH）/n（CO₂）减小的是（双选）CD．
A．加入催化剂 B．恒容充入He（g），使体系压强增大
C．将H₂（g）从体系中分离 D．恒容再充入1molH₂O（g）

19．工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如图1所示：

（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H₂O（g）?CO₂+H₂．T℃时，往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气．反应建立平衡后，体系中c（H₂）=0.12mol•L^-1．该温度下此反应的平衡常数K=1（填计算结果）．
（2）合成塔中发生反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H＜0．下表为不同温度下该反应的平衡常数．由此可推知，表中T₁＜573K（填“＞”、“＜”或“=”）．

T/℃	T₁	300	T₂
K	1.00×10⁷	2.45×10⁵	1.88×10³

（3）N₂和H₂以铁作催化剂从145℃就开始反应，不同温度下NH₃的产率如图2所示．温度高于900℃时，NH₃产率下降的原因是温度高于900℃时，平衡向左移动
（4）硝酸厂的尾气直接排放将污染空气，目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：
CH₄（g）+4NO₂=（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-574kJ•mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-1160kJ•mol^-1
则甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为：CH₄（g）+2NO₂（g）=CO₂（g）+N₂（g）△H=-867kJ/mol
（5）氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水．科学家利用此原理，设计成氨气-氧气燃料电池，则在碱性条件下通入氨气发生的电极反应式为2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O．

6．在100℃时，将0.10mol的N₂O₄气体充入1L抽空的密闭容器中，隔一定时间对该容器内的物质进行分析，得到如下表格数据：

时间/s 浓度（mol/L）	0	20	40	60	80	100
c（N₂O₄）	0.10	c₁	0.05	c₃	a	b
c（NO₂）	0.00	0.06	c₂	0.12	0.12	0.12

试填空：
（1）该反应的化学方程式为N₂O₄?2 NO₂，达到平衡时N₂O₄的转化率为60%，表中c₂＞c₃，a=b（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）20s时，N₂O₄的浓度c₁=0.07mol/L，在0～20s内N₂O₄的平均反应速率为0.0015mol•（L•s）^-1．
（3）若在相同情况下最初向该容器中充入的是NO₂气体，则要达到上述同样的平衡状态，NO₂的起始浓度是0.2mol/L．

16．危险品的安全存放事关重大．
（1）电石是一种遇水即产生可燃性气体的物质，主要成分是CaC₂，常含有杂质CaS．
①CaC₂中所含化学键类型是离子键、非极性共价键阴离子电子式为

②写出CaC₂与盐酸反应的化学方程式CaC₂+2HCl═CaCl₂+C₂H₂↑．
（2）Mg₂Si遇水会产生自燃性气体，也是一种危险品．64g该自燃性气体在25℃101KPa下充分完全燃烧生成液态水和固态氧化物时放出akJ热量，写出该自燃性气体燃烧热的热化学方程式SiH₄（g）+2O₂（g）═SiO₂（s）+2H₂O（l）△H=-$\frac{a}{2}$kJ/mol．
（3）LiAlH₄遇水立即发生爆炸性的猛烈反应并放出氢气，同时生成两种碱，写出此反应的化学方程式LiAlH₄+4H₂O=LiOH+Al（OH）₃↓+4H₂↑．
（4）格式试剂RMgX（R表示烃基、X表示卤素）遇水剧烈反应，生成可燃性烃RH和Mg（OH）X．
（5）NaCN是一种剧毒物质，处理该物质常用三种方法．
①CN^-与S₂O₃^2-反应生成两种离子，一种与Fe²⁺可生成红色弱电解质，另一种与H作用产生能使品红溶液腿色的刺激性气体，写出离子反应方程式CN^-+S₂O₃^2-=SCN^-+SO₃^2-．
②用过氧化氢处理NaCN可生成可溶性碳酸盐和氨，写出离子反应方程式H₂O₂+CN^-+OH^-=CO₃^2-+NH₄⁺．
③用氯气处理CN是选修一上介绍的一种方法，可谓以毒攻毒，请写出碱性条件下用氯气氧-化CN生成可溶性碳酸盐和一种空气中主要气体的离子反应方程式-5Cl₂+12OH^-+2CN^-=10Cl^-+2CO₃^2-+6H₂O+N₂↑．

3．学习化学要准确掌握化学基本概念和研究方法．按要求回答下列问题：
（1）下列是某同学对有关物质进行分类的列表：

	碱	酸	盐	碱性氧化物	酸性氧化物
第一组	Na₂CO₃	H₂SO₄	NaHCO₃	CaO	CO₂
第二组	NaOH	HCl	NaCl	Na₂O	SO₂
第三组	NaOH	CH₃COOOH	CaF₂	Al₂O₃	SO₂

找出上述三组分类中的错误，错误物质的化学式为Na₂CO₃、Al₂O₃．
（2）下列2个反应，按要求填写相关量．
①2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂反应中，每消耗lmol Na₂O₂生成16g O₂；
②除去NaCl溶液中少量的Na₂SO₄杂质，要判断所加BaCl₂溶液是否过量，可向滤液中加入X溶液，X可以是D（填代号）
A．NaOH B．AgNO₃ C．HCl D．Na₂SO₄
（3）配平下面化学方程式，回答下列问题：
3C+2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄═2K₂SO₄+3CO₂↑+2Cr₂（SO₄）₃+8H₂O
①H₂SO₄在上述反应中表现出来的性质是（填选项编号）C．
A．氧化性 B．氧化性和酸性 C．酸性 D．还原性和酸性
②若反应中电子转移了0.8mol，则产生的气体在标准状况下的体积为4.48L．
（4）在一个密闭容器中放入M、N、Q、P四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如下表，按要求回答下列问题：

物质	M	N	Q	P
反应前质量（g）	50	1	3	12
反应后质量（g）	X	26	3	30

该变化的基本反应类型是分解反应，Q物质的作用为催化剂．

20．判断正误（正确的打“√”、错误的打“×”）
（1）冰水混合物实际上是纯净物                                    （　　）
（2）电解质发生电离需要通电才能进行                              （　　）
（3）NaHSO₄在水中发生电离产生H⁺，所以NaHSO₄属于酸                 （　　）
（4）同温同压下气体密度之比等于摩尔质量之比                       （　　）
（5）向100mL0.1mol/L 的H₂SO₄ 溶液中加入0.02molNaOH固体后，溶液的导电性
无显著变化                                                      （　　）

1．下列溶液中的c（Cl^-）与50mL 1mol•L^-1AlCl₃ 溶液中的c（Cl^-）相等的是（　　）

	A．	150mL1mol•L^-1氯化钠溶液		B．	75mL1mol•L^-1氯化亚铁溶液
	C．	50 mL3mol•L^-1氯酸钾溶液		D．	25mL1.5 mol•L^-1氯化钙溶液

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