《高中化學(xué)》第55講離子的檢驗、物質(zhì)的鑒別與推斷

PAGE第55講離子的檢驗、物質(zhì)的鑒別與推斷層次1基礎(chǔ)性1.(2024·河南豫北名校聯(lián)考)下列各組物質(zhì)中,只用蒸餾水(可用組內(nèi)物質(zhì))無法檢驗的是()A.無水硫酸銅、硫酸鈉、硫酸鋇B.過氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉C.碳酸鈉、氫氧化鈉、硫酸鉀D.濃硫酸、NaOH溶液、苯2.下列實驗可實現(xiàn)鑒別目的的是()A.用KOH溶液鑒別SO3(g)和SO2B.用濕潤碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2C.用CO2鑒別Na[Al(OH)4]溶液和CH3COONa溶液D.用BaCl2溶液鑒別AgNO3溶液和K2SO4溶液3.(2023·廣東梅州三模)下列各組物質(zhì)中,只用蒸餾水(可用組內(nèi)物質(zhì))無法檢驗的是()A.無水硫酸銅、氫氧化鋇、硫酸鎂、碳酸鋇B.乙醇、硝基苯、甲苯C.硫酸鋁、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、硝酸鎂D.碳酸鈉、碳酸鉀、硫酸鉀、氯化鋇4.將液體Y滴加到盛有固體X的試管中,并在試管口對生成的氣體進(jìn)行檢驗。下表中固體X、液體Y及檢測方法對應(yīng)關(guān)系錯誤的是()選項固體X液體Y檢測方法ACaO濃氨水蘸有濃鹽酸的玻璃棒BCu濃硫酸干燥的紅色石蕊試紙CNa2O2水帶火星的木條DNa2CO3稀硫酸滴有澄清石灰水的玻璃片5.(2023·廣東河源期末)化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。下列實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論均正確的是()選項實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論A向某溶液滴入氯水后再滴KSCN溶液溶液變紅色該溶液一定含F(xiàn)e2+B向某溶液中滴入硝酸鋇溶液溶液中出現(xiàn)白色沉淀原溶液中一定含有SOC將維生素C研細(xì)加入三氯化鐵溶液中溶液由黃色變淺綠色維生素C有還原性D將海帶灰浸出液過濾,在濾液中加入氯水,再滴幾滴淀粉溶液溶液呈藍(lán)色海帶中含碘單質(zhì)6.某無色溶液可能由K2CO3、MgCl2、NaHCO3、BaCl2溶液中的一種或幾種組成。取樣,向溶液中加入燒堿溶液出現(xiàn)白色沉淀;另取樣,加入稀硫酸也出現(xiàn)白色沉淀并放出氣體。據(jù)此分析,下列判斷正確的是()A.一定有MgCl2B.一定有MgCl2和NaHCO3C.一定有K2CO3D.一定有BaCl2和NaHCO37.離子反應(yīng)在實驗室制備物質(zhì)和工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的作用。某無色溶液中可能含有Na+、Ba2+、Cl-、Br-、SO32-步驟操作現(xiàn)象①用pH試紙檢驗溶液的pH大于7②向①所得溶液中滴加新制氯水,再加入CCl4振蕩,靜置CCl4層呈橙色③向②所得水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸有白色沉淀產(chǎn)生④向③的濾液中加入AgNO3溶液有白色沉淀產(chǎn)生請回答下列問題:(1)根據(jù)步驟①可知,一定不存在的離子是。(2)步驟②發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為、。(3)綜合上述四步操作,無法確定是否存在的離子有。層次2綜合性8.通過實驗得出的結(jié)論正確的是()A.將某固體試樣完全溶于鹽酸,再滴加Ba(NO3)2溶液,出現(xiàn)白色沉淀,則該固體試樣中存在SOB.將某固體試樣完全溶于鹽酸,再滴加KSCN溶液,沒有出現(xiàn)紅色,則該固體試樣中不存在Fe3+C.在某固體試樣加水后的溶液中滴加NaOH溶液,沒有產(chǎn)生使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,該固體試樣中仍可能存在NHD.在某固體試樣加水后的上層清液中滴加鹽酸出現(xiàn)白色沉淀,再加NaOH溶液沉淀又溶解,則該固體試樣中存在SiO9.某固體混合物由NaCl、BaCl2、Al2(SO4)3、FeCl3、Na2CO3中的兩種組成,進(jìn)行如下實驗:①將混合物溶于水,溶液變渾濁同時有氣泡產(chǎn)生;②向①反應(yīng)液中滴加稀硫酸至過量,沉淀完全溶解;③向②溶液中滴加KSCN溶液,未見明顯現(xiàn)象;④取③反應(yīng)后的液體做焰色試驗,可觀察到黃色火焰,根據(jù)實驗現(xiàn)象可判斷其組成為()A.BaCl2、Al2(SO4)3B.BaCl2、Na2CO3C.Al2(SO4)3、Na2CO3D.FeCl3、Na2CO310.某同學(xué)為檢驗溶液中是否含有常見的四種離子,進(jìn)行了如圖操作。其檢驗過程中產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)。下列結(jié)論正確的是()A.原溶液中一定含有SOB.原溶液中一定含有NHC.原溶液中一定含有Cl-D.原溶液中一定含有Fe3+11.(2024·湖南岳陽模擬)固體M由Fe2(SO4)3、Fe、KBr、K2SO3、AgNO3和BaCl2中的幾種或全部物質(zhì)組成。①往少量M中加足量稀硫酸得到氣體X、溶液Y和白色固體Z,向溶液Y中加少量稀AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀(Ag2SO4是微溶物,濃度較小時不會沉淀);②另取少量溶液Y,加入足量NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀,一段時間后顏色變深。下列說法正確的是()A.氣體X一定是SO2或H2B.M中一定含有Fe2(SO4)3C.M中一定不含KBr,一定有BaCl2D.Z一定是BaSO412.溶液X中含有下表離子中的某5種,且其濃度均為0.1mol·L-1(不考慮水的電離與離子水解)。向溶液X中加入足量稀鹽酸,有無色氣體生成,經(jīng)分析,反應(yīng)前后陰離子種類沒有變化。下列敘述不正確的是()陽離子陰離子Na+、Fe3+、Ca2+、Fe2+、Mg2+、Al3+OH-、NO3-、HCO3-、COA.溶液X中含有2種陽離子和3種陰離子B.溶液X中不可能含有HCO3-C.生成的無色氣體是NOD.根據(jù)電荷守恒,原溶液中一定含Ca2+13.(2024·廣東汕頭模擬)下列實驗方案能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?)選項實驗?zāi)康膶嶒灧桨窤配制500mL0.2mol·L-1CuSO4溶液將16.0gCuSO4·5H2O溶于蒸餾水配成500mL溶液B驗證Na2SO3是否變質(zhì)向少量Na2SO3溶液中滴足量鹽酸,再滴少量BaCl2溶液,觀察是否產(chǎn)生白色沉淀C檢驗CH3CH2Br中的溴元素將CH3CH2Br與NaOH溶液振蕩后共熱,一段時間后冷卻,取上層溶液加入AgNO3溶液,觀察是否產(chǎn)生黃色沉淀D比較CH3COOH和HClO的酸性強弱用pH試紙分別測定濃度相等的CH3COONa溶液和NaClO溶液的pH14.某鹽M由兩種陽離子和一種陰離子構(gòu)成,為了確定M的組成,進(jìn)行如圖實驗:下列說法正確的是()A.加入NaOH溶液的離子反應(yīng)為NH4++OH-NH3↑+H2B.上述白色沉淀是BaSO4C.加入氯水發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe2++Cl22Cl-+Fe3+D.M可能是NH4Fe(SO4)215.某工業(yè)廢水中僅含表中離子中的5種(不考慮水的電離及離子的水解),且各種離子的物質(zhì)的量濃度均為0.1mol·L-1。陽離子K+、Mg2+、Fe3+、Al3+、Fe2+陰離子Cl-、CO32-、NO3某同學(xué)欲探究廢水的組成,進(jìn)行了如下實驗:①用鉑絲蘸取少量溶液,在火焰上灼燒,無紫色火焰(透過藍(lán)色鈷玻璃觀察)。②取少量溶液,加入KSCN溶液無明顯變化。③另取溶液加入少量鹽酸,有無色氣體生成,該無色氣體遇空氣變成紅棕色;此時溶液依然澄清,且溶液中陰離子種類不變。④向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。請推斷:(1)由①、②、③判斷,溶液中一定不含有的陰離子是(寫離子符號,下同),一定不含有的陽離子是。(2)③中加入少量鹽酸生成無色氣體的離子方程式是,④中生成白色沉淀的離子方程式是。(3)該同學(xué)最終確定原溶液中所含陰離子是,陽離子是(寫離子符號)。(4)另取100mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,充分反應(yīng)后過濾,洗滌,灼燒至恒重,得到的固體質(zhì)量為g。層次3創(chuàng)新性16.現(xiàn)有四種溶液m、n、p、q,分別含陰陽離子NH4+、Na+、Ba2+、Al3+、OH-、SO42-(1)p是,q是(均填化學(xué)式)。(2)寫出在m中逐滴滴入p,沉淀減少時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:。(3)實驗室檢驗q中陽離子需要的試劑和試紙是。(4)①經(jīng)分析,SO42-存在于(填“m”“n”“p”或“q②實驗室常用重量法檢驗該溶液中SO42-的濃度,步驟如下:Ⅰ.用量筒取該溶液8.0mL并轉(zhuǎn)移至小燒杯中;Ⅱ.加入鹽酸酸化,然后加入足量的BaCl2溶液(沉淀反應(yīng)在接近沸騰的溫度下進(jìn)行);Ⅲ.a.所用量筒的規(guī)格為。A.10mL B.50mLC.100mL D.500mLb.過濾時,沉淀物顆粒的大小會影響過濾速度,從利于過濾的角度分析,沉淀反應(yīng)需要在接近沸騰的溫度下進(jìn)行的原因可能是。c.檢驗沉淀洗滌干凈的方法是。d.計算,硫酸根的濃度為mol·L-1(用含a的式子表示)。第55講離子的檢驗、物質(zhì)的鑒別與推斷1.C解析A項,加入蒸餾水,溶液呈藍(lán)色的是無水硫酸銅,不溶于水的是硫酸鋇,剩下的是硫酸鈉;B項,過氧化鈉溶于蒸餾水,與水反應(yīng)生成氣體有氣泡冒出,利用碳酸鈉和碳酸氫鈉溶解度不同,可區(qū)分;C項,碳酸鈉、氫氧化鈉、硫酸鉀三者溶于水,無明顯現(xiàn)象,不可檢驗;D項,濃硫酸溶于水放出大量的熱,苯不溶于水,剩下的是NaOH溶液。2.C解析SO2、SO3(g)均能與KOH反應(yīng),都沒有明顯現(xiàn)象,A項錯誤;Br2(g)、NO2都是紅棕色氣體且有強氧化性,在溶液中都能氧化KI而生成I2,使試紙顯藍(lán)色,B項錯誤;CO2通入Na[Al(OH)4]溶液中生成氫氧化鋁沉淀,醋酸酸性強于碳酸,CO2通入醋酸鈉溶液無明顯現(xiàn)象,C項正確;氯化鋇和硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀沉淀,與硫酸鉀反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀,現(xiàn)象相同而不能鑒別,D項錯誤。3.D解析加入蒸餾水,呈藍(lán)色的是無水硫酸銅,不溶于水的是碳酸鋇,用硫酸銅溶液可以檢驗出氫氧化鋇溶液,剩下的是硫酸鎂溶液,A正確;加入蒸餾水,乙醇與水互溶,硝基苯在水的下層,甲苯在水的上層,B正確;先加入蒸餾水配成溶液,互滴能檢驗出硫酸鋁溶液、氫氧化鈉溶液,利用硫酸鋁溶液可以檢驗出碳酸氫鈉溶液,剩下的是硝酸鎂溶液,C正確;加入蒸餾水,只能檢驗出氯化鋇,D錯誤。4.B解析A項,濃氨水滴加到生石灰上產(chǎn)生氨氣,可以用蘸有濃鹽酸的玻璃棒來檢驗氨氣,正確;B項,銅和濃硫酸反應(yīng)需加熱,產(chǎn)生的二氧化硫氣體遇石蕊溶液變紅色或使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅色,錯誤;C項,過氧化鈉和水反應(yīng)生成氧氣和氫氧化鈉,氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃,正確;D項,碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,在滴有澄清石灰水的玻璃片上有渾濁現(xiàn)象,正確。5.C解析原溶液可能本來就存在Fe3+,A錯誤;如果溶液顯酸性,向溶液中加入硝酸根,在酸性環(huán)境下硝酸根具有強氧化性,可能把原溶液的SO32-氧化成了SO42-,B錯誤;Fe3+溶液加入維生素C后由黃色變淺綠色,說明Fe3+被還原為Fe2+,維生素C有還原性,C正確;碘離子被氧化為碘單質(zhì),海帶中含的是I-6.D解析向溶液中加入燒堿溶液出現(xiàn)白色沉淀,可能是NaOH與MgCl2反應(yīng)生成Mg(OH)2白色沉淀,也可能是NaOH與NaHCO3反應(yīng)生成Na2CO3,Na2CO3與BaCl2反應(yīng)生成BaCO3白色沉淀;加入稀硫酸也出現(xiàn)白色沉淀并放出氣體,該白色沉淀一定是稀硫酸與BaCl2生成的BaSO4,氣體是稀硫酸與K2CO3或NaHCO3反應(yīng)生成的CO2,因一定存在BaCl2,則一定沒有K2CO3,故一定有NaHCO3;綜上所述,該無色溶液一定含有BaCl2和NaHCO3,一定沒有K2CO3,可能有MgCl2,故D正確。7.答案(1)Ba2+(2)Cl2+SO32-+H2OSO42Cl2+2Br-Br2+2Cl-(3)Cl-、SO4解析由步驟①并結(jié)合鹽類水解的知識可知,原溶液中一定有SO32-,則一定不含Ba2+。由步驟②CCl4層呈橙色可知,原溶液中含有Br-。步驟③中白色沉淀為BaSO4,可能為原溶液中含有的SO32-被氧化生成的SO42-與Ba2+反應(yīng)產(chǎn)生的,因此,不能確定原溶液是否含SO42-。由步驟④可知,白色沉淀為AgCl,但是Cl-可能是加入新制氯水時引入的,因此,不能確定原溶液是否含有Cl-。根據(jù)溶液電荷守恒可知,原溶液中一定含有Na+。綜上所述,原溶液中一定不存在的是Ba2+,一定存在的是SO328.C解析當(dāng)固體中含有SO32-時,在酸性條件下滴加Ba(NO3)2溶液時SO32-會被氧化生成SO42-,故不一定是SO42-,A錯誤;若固體為FeCl3和Fe的混合物時,也有相同的現(xiàn)象,故固體試樣中可能存在Fe3+,B錯誤;檢驗NH4+時應(yīng)加NaOH溶液,且需要加熱,產(chǎn)生使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,選項中沒有加熱,故不能確定有沒有銨根離子,C正確;滴加鹽酸出現(xiàn)白色沉淀,再加9.C解析根據(jù)實驗①可知溶于水的過程中發(fā)生碳酸根離子和Al3+或Fe3+的相互促進(jìn)的水解反應(yīng),根據(jù)實驗②可知,沉淀不是BaSO4,一定沒有BaCl2,結(jié)合實驗①④,可確定一定有Na2CO3,根據(jù)實驗③可知沒有FeCl3,則一定有Al2(SO4)3。10.B解析原溶液中加入鹽酸酸化的硝酸鋇,如果其中含有亞硫酸根離子,則會被氧化為硫酸根離子,所以原溶液中不一定含有SO42-,故A錯誤;產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體是氨氣,所以原溶液中一定含有NH4+,故B正確;原溶液中加入鹽酸酸化的硝酸鋇,引進(jìn)了氯離子,能和硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀沉淀的離子不一定是原溶液中含有的氯離子,故C錯誤;原溶液中加入鹽酸酸化的硝酸鋇,如果其中含有亞鐵離子,則亞鐵離子會被氧化為鐵離子,鐵離子遇KSCN溶液而使溶液呈紅色,所以原溶液中不一定含有Fe11.C解析向溶液Y中加入少量稀AgNO3生成白色沉淀,則該沉淀為AgCl,則原固體M中一定含有BaCl2,一定不含KBr;向溶液Y中加入足量NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀,且一段時間后顏色變深,則溶液Y中一定含有Fe2+,不含F(xiàn)e3+,原固體M中可能含有Fe,Fe與稀硫酸反應(yīng)生成Fe2+和H2,也可能含有Fe2(SO4)3,Fe3+被SO32-或Fe還原為Fe2+;原固體中可能含有AgNO3,酸性條件下的NO3-具有氧化性,被Fe或SO32-全部還原成NO,Ag+則轉(zhuǎn)化成AgCl沉淀,也可能部分會轉(zhuǎn)化成Ag2SO4沉淀。綜上可知,固體M中一定有BaCl2,Fe和Fe2(SO4)3二者至少含有一種,可能有AgNO3和K2SO3,一定沒有KBr;氣體X可能是H2、SO2、H2和SO2的混合氣體、H2和NO的混合氣體、SO2和NO的混合氣體或H2、SO2和NO的混合氣體;白色固體Z可能是BaSO4、BaSO4和AgCl或BaSO412.D解析根據(jù)互斥原則,OH-不能與Fe3+、Al3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+、HCO3-大量共存;HCO3-不能與OH-、Fe3+、Al3+大量共存;CO32-不能與Fe3+、Al3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+大量共存。向溶液X中加入足量的稀鹽酸,陰離子種類沒有發(fā)生改變,說明溶液X中含有Cl-,加入稀鹽酸有無色氣體產(chǎn)生,該氣體不能是CO2,氣體如果是CO2,則溶液X中含有CO32-或HCO3-或二者都有,溶液X與足量的稀鹽酸反應(yīng)時陰離子種類會減少,因此無色氣體為NO,溶液X中含有NO3-,NO3-在酸中具有強氧化性,轉(zhuǎn)化成NO,溶液X中應(yīng)含有還原性離子,即Fe2+,溶液X中有5種離子,離子濃度均為0.1mol·L-1,溶液呈電中性,另外兩種離子為Mg2+和SO42-。A項,含有的離子是NO3-、Fe2+、Cl-、Mg2+、SO42-,3種陰離子和2種陽離子,正確;B項,溶液X中一定不含有HCO3-和CO32-13.B解析配制500mL0.2mol·L-1CuSO4溶液,需稱取CuSO4·5H2O的質(zhì)量為0.5L×0.2mol·L-1×250g·mol-1=25.0g,A不符合題意;向Na2SO3溶液中滴加足量鹽酸,目的是除去SO32-,再滴加少量BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,則該沉淀為BaSO4,說明Na2SO3被氧化為Na2SO4,Na2SO3已變質(zhì),反之則未變質(zhì),B符合題意;AgNO3能和NaOH反應(yīng)生成AgOH沉淀,會干擾實驗,因此在加入AgNO3溶液之前,應(yīng)加稀硝酸酸化,C不符合題意;NaClO溶液具有漂白性,能將pH14.B解析由圖示信息可知,實驗中加入KSCN溶液,無明顯現(xiàn)象,加入氯水后,溶液變紅色,說明原溶液中含有Fe2+,實驗中加入濃NaOH溶液加熱后產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,說明原溶液中含有NH4+,實驗中先加入足量的稀鹽酸,無明顯現(xiàn)象,加入足量的BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀,說明原溶液中含有SO42-,由此分析可知,某鹽M的組成為(NH4)2Fe(SO4)2。由分析可知,原溶液中含有Fe2+和NH4+,故加入NaOH溶液的離子反應(yīng)為Fe2++NH4++3OH-NH3↑+H2O+Fe(OH)2↓,A錯誤;由分析可知,白色沉淀是BaSO4,B正確;加入氯水發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++Cl22Cl-+2Fe3+,選項中離子方程式電荷不守恒,C錯誤;由分析可知,原溶液中含有Fe2+、不含F(xiàn)e3+,則M不可能是NH4Fe(SO4)2,M的組成為(NH4)15.答案(1)CO32-、SiO32(2)3Fe2++NO3-+4H+3Fe3++NO↑+2H2OBa2++SO42-(3)Cl-、NO3-、SO42-Fe2+、Mg解析(1)由①、②、③判斷,溶液中一定不含有的陽離子是K+、Fe3+,一定不含有的陰離子是CO32-和SiO32-。(2)③中加入少量鹽酸生成無色氣體的離子方程式是3Fe2++NO3-+4H+3Fe3++NO↑+2H2O;④中生成白色沉淀的離子方程式是Ba2++SO42-BaSO4↓。(3)根據(jù)工業(yè)廢水中僅含表中離子中的5種,最終確定原溶液中所含的陰離子是Cl-、NO3-、SO42-,陽離子是Fe2+、Mg2+。(4)原溶液中所含陽離子是Fe2+、Mg2+,若向原溶液中加入足量的NaOH溶液,充分反應(yīng)后過濾、洗滌、灼燒至恒重,得到的固體是MgO和Fe2O3,根據(jù)題意知各離子的物質(zhì)的量均為0.01mol,所以m(MgO)=0.01mol×40g·mol-1=0.4g,m(Fe2O3)=0.005mol×160g·mol-1=0.8g,所得固體的質(zhì)量為16