1 000mL某待测液中除含有0.2mol?L-1的Na+外.还可能含有下列离子中的一种或多种: 阳离子 K+.NH4+.Fe3+.Ba2+ 阴离子 Cl-.Br-.CO32-.HCO3-.SO32-.SO42-现进行如下实验操作(每次实验所加试剂均过量):(1)写出生成白色沉淀B的离子方程式: ．(2)待测液中肯定不存在的阳离子是．(3)若无色气体D是� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

1 000mL某待测液中除含有0.2mol?L^-1的Na⁺外，还可能含有下列离子中的一种或多种：

阳离子	K⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Ba²⁺
阴离子	Cl^-、Br^-、CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、SO₄^2-

现进行如下实验操作（每次实验所加试剂均过量）：

（1）写出生成白色沉淀B的离子方程式：

．
（2）待测液中肯定不存在的阳离子是

．
（3）若无色气体D是单一气体：

阴离子	Cl^-	Br^-	CO₃^2-	HCO₃^-	SO₃^2-	SO₄^2-
浓度/mol?L^-1

①将阴离子的物质的量浓度填入下表中（一定不存在的填“0”，不能确定的填“？”）：
②判断原溶液中K⁺是否存在，若存在，求其物质的量浓度的最小值，若不存在，请说明理由：

．
（4）若无色气体D是混合气体：
①待测液中一定含有的阴离子是

．
②沉淀A中能与稀硝酸反应的成分是

（写化学式）．

考点：无机物的推断,离子方程式的书写

专题：推断题,离子反应专题

分析：（1）（2）待测液和氯化钡溶液反应得到沉淀A，则溶液中可能含有CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-，向沉淀中加入稀硝酸生成气体，且有部分沉淀不溶解，则溶液中存在CO₃^2-，可能存在SO₃^2-、SO₄^2-中的两种或一种，根据离子共存知，溶液中不存在Ba²⁺；
滤液A中有Ba²⁺，加入过量的NaOH溶液得到气体B、白色沉淀B，则溶液中一定含有NH₄⁺、HCO₃^-，一定不存在Fe³⁺，气体B为NH₃，白色沉淀B为BaCO₃，滤液B中通入氯气，得浅黄绿色溶液，溶液中一定没有Br^-，滤液B中加入硝酸银、硝酸溶液得到白色沉淀C，C为AgCl，说明滤液B中含有Cl^-，由于加入氯化钡溶液，不能确定原溶液中是否含有Cl^-；
（3）若无色气体D是单一气体，则D为CO₂，E为CaCO₃，溶液中含有CO₃^2-，白色沉淀D只能为BaSO₄，溶液中一定没有SO₃^2-，一定含有SO₄^2-，计算B（碳酸钡）、E（碳酸钙）、硫酸钡的物质的量，根据离子守恒计算各离子的浓度；
根据电荷守恒判断是否含有钾离子，若溶液含有K⁺，当溶液中没有Cl^-，K⁺离子浓度最小，根据电荷守恒计算；
（4）若无色气体D是混合气体，只能为CO₂、NO混合气体，白色沉淀D只能为BaSO₄，溶液中一定含有SO₃^2-，不能确定是否含有SO₄^2-，沉淀A中一定含有BaCO₃，BaSO₃．

解答： 解：待测液和氯化钡溶液反应得到沉淀A，则溶液中可能含有CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-，向沉淀中加入稀硝酸生成气体，且有部分沉淀不溶解，则溶液中存在CO₃^2-，可能存在SO₃^2-、SO₄^2-中的两种或一种，根据离子共存知，溶液中不存在Ba²⁺；
滤液A中有Ba²⁺，加入过量的NaOH溶液得到气体B、白色沉淀B，则溶液中一定含有NH₄⁺、HCO₃^-，一定不存在Fe³⁺，气体B为NH₃，白色沉淀B为BaCO₃，滤液B中通入氯气，得浅黄绿色溶液，溶液中一定没有Br^-，滤液B中加入硝酸银、硝酸溶液得到白色沉淀C，C为AgCl，说明滤液B中含有Cl^-，由于加入氯化钡溶液，不能确定原溶液中是否含有Cl^-；
（1）由上述分析可知，白色沉淀B为碳酸钡，是由HCO₃^-、Ba²⁺、OH^-反应生成，反应离子方程式为：HCO₃^-+Ba²⁺+OH^-=BaCO₃↓+H₂O，
故答案为：HCO₃^-+Ba²⁺+OH^-=BaCO₃↓+H₂O；
（2）由上述分析可知，溶液中一定没有的阳离子是：Fe³⁺、Ba²⁺，
故答案为：Fe³⁺、Ba²⁺；
（3）①由上述分析可知，不能确定原溶液中是否含有Cl^-，溶液中一定没有Br^-．
若无色气体D是单一气体，则D为CO₂，E为CaCO₃，溶液中含有CO₃^2-，白色沉淀D只能为BaSO₄，溶液中一定没有SO₃^2-，一定含有SO₄^2-，
B（碳酸钡）的物质的量=

19.7

197g/mol

=0.1mol，则n（HCO₃^-）=0.1mol，故c（HCO₃^-）=

0.1mol

=0.1mol/L，
E（碳酸钙）的物质的量=

10g

100g/mol

=0.1mol，则n（CO₃^2-）=0.1mol，故c（CO₃^2-）=

0.1mol

=0.1mol/L，
D（硫酸钡）的物质的量=

11.65g

233g/mol

=0.05mol，则n（SO₄^2-）=0.05mol，故c（SO₄^2-）=

0.05mol

=0.05mol/L，
故答案为：

阴离子	Cl^-	Br^-	CO₃^2-	HCO₃^-	SO₃^2-	SO₄^2-
浓度/mol?L^-1	？	0	0.1	0.1	0	0.05

②n（NH₄⁺）=n（NH₃）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，则c（NH₄⁺）=0.1mol/L，溶液中c（Na⁺）=0.2mol/L，c（HCO₃^-）=0.1mol/L，c（CO₃^2-）=0.1mol/L，c（SO₄^2-）=0.05mol/L，单位体积为正电荷=1×0.1mol/L+1×0.2mol/L=0.3mol/L，单位体积内负电荷=1×0.1mol/L+2×0.1mol/L+2×0.05mol/L=0.4mol/L，则单位体积为正电荷＜单位体积内负电荷，故一定含有K⁺，当溶液中没有Cl^-，K⁺离子浓度最小，根据电荷守恒可知，c（K⁺）最小浓度=0.4mol/L-0.3mol．L=0.1mol/L，
故答案为：存在；K⁺离子最小浓度为0.1mol/L；
（4）由上述分析可知，溶液中一定含有CO₃^2-、HCO₃^-，不能确定原溶液中是否含有Cl^-，溶液中一定没有Br^-．
若无色气体D是混合气体，只能为CO₂、NO混合气体，白色沉淀D只能为BaSO₄，溶液中一定含有SO₃^2-，不能确定是否含有SO₄^2-，沉淀A中一定含有BaCO₃，BaSO₃，
①待测液中一定含有的阴离子是CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-，故答案为：CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-；
②沉淀A中BaCO₃，BaSO₃能与稀硝酸反应，故答案为：BaCO₃、BaSO₃．

点评：本题考查了离子的推断、检验，熟悉物质的性质是解本题关键，根据实验过程中反应现象、离子共存条件来确定溶液中存在的离子，注意根据溶液中电荷守恒确定钾离子是否存在，同时考查学生综合运用知识解决问题的能力，题目难度较大．

练习册系列答案

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如图装置中发生反应的离子方程式为：Cu+2H⁺=Cu²⁺+H₂↑，下列说法正确的是（　　）

A、a、b不可能是同种材料的电极

B、该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸

C、该装置可能是a、b未形成闭合回路，电解质溶液是稀硝酸

D、该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸

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有A、B、C、D、E、F六种短周期元素，原子序数依次增大．已知A的一种核素的原子核为质子，B原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍．B原子的最外层电子数是D、E原子最外层电子数之和，C原子的最外层电子数是D、F原子最外层电子数之和．下列推论不正确的是（　　）

A、A、B两元素能形成多种化合物

B、D、E两元素的最高价氧化物对应的水化物可相互反应

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D、C、F两种元素可以形成化合物

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铝作为材料金属在现代社会中发挥着巨大的作用，铝的化合物在工农业生产及人们的日常生活中也具有广泛地作用．
（1）若将铝溶解，下列试剂中最好选用

（填编号）．
A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸
（2）工业制备金属铝利用含有杂质氧化铁和二氧化硅的铝土矿（主要成分为氧化铝）为原料，先制备Al（OH）₃．方法是先在铝土矿中加入硫酸，过滤，然后在滤液中加入过量的NaOH溶液，再过滤，在滤液中通入

（一种过量的气体），该反应的离子方程式

．
（3）工业上用电解熔融Al₂O₃的方法制备金属铝，其阴极反应式为

．
（4）我国首创以铝、空气、海水为能源的新型电池．该电池以取之不尽的海水为电解液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流．这种海水电池的能量比“干电池”高20～50倍．该新型电池用于航海标志灯已研制成功，只要把灯放入海水中数秒钟，就会发出耀眼的白光．该电池的总反应为：4Al+3O₂+6H₂O═4Al（OH）₃．其负极材料为

，正极反应式为

．
（5）碱式氯化铝（分子式可表示为Al₂（OH）_nCl_（6-n））是一种新型无机混凝剂，该产品对工业污水、造纸水、印染水具有较好的净化效果．为确定碱式氯化铝分子式中的n值，可采用沉淀称量法．准确称取碱式氯化铝样品4.97g，配制成500mL溶液，用硝酸酸化后，然后逐滴加入过量的AgNO₃溶液．然后对沉淀进行过滤、洗涤、干燥，称取沉淀物质量为14.35g．该碱式氯化铝中的n=

．

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（Ⅰ）氨是一种重要的化工原料，氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一．
（1）恒温下，向一个2L的密闭容器中充入1mol N₂和2.6mol H₂，反应过程中对NH₃的浓度进行检测，得到的数据如下表所示：

时间/min	5	10	15	20	25	30
c（NH₃）/（ mol?Lˉ¹）	0.08	0.14	0.18	0.20	0.20	0.20

此条件下，该反应达到化学平衡时，氮气的浓度为

．
（2）希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides用一种特殊的电解方法合成氨．即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气，分别通入到570℃的电解池中，用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H⁺）为介质，金属钯多晶薄膜做电极，转化率高达78%．其实验装置如图甲．阴极的电极反应式

．

（3）用标准盐酸标定某氨水的浓度时应该选择下列哪种指示剂最好

．
A．甲基橙 B．石蕊 C．酚酞
（Ⅱ） pC类似pH，是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值，如溶液中某溶质的浓度为：1×10ˉ³mol?Lˉ¹，则pC=-lg（1×10ˉ³）=3．某温度下，H₂CO₃溶液的pC-pH关系如图乙．
请回答下列问题：
（1）pH=2～4时，H₂CO₃溶液中主要存在的离子为

；
（2）求此温度下H₂CO₃?H⁺+HCO₃ˉ 的电离平衡常数

；
（3）能够抵抗外来少量酸碱的影响、保持自身 pH变化不大的溶液，称之为缓冲溶液．如浓度均为0.1mol?Lˉ¹的NaHCO₃和Na₂CO₃混合溶液就是一种缓冲溶液，加入少量酸或碱，由于平衡HCO₃ˉ?H⁺+CO₃²ˉ移动，溶液中H⁺浓度变化不大．根据上述信息，确定氨水和氯化铵的混和溶液能不能形成缓冲溶液

．

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按照下列要求书写方程式；
（1）除去NaHCO₃溶液中混有的Na₂CO₃，相应的化学方程式

．
（2）除去Na₂CO₃固体中混有的NaHCO₃，相应的化学方程式

．
（3）除去CO₂气体中混有的HCl，相应的离子方程式

．
（4）除去Fe中混有的Al，相应的离子方程式

．
（5）除去FeCl₃溶液中混有的FeCl₂，相应的离子方程式

．

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甲醇是一种可再生的优质燃料，用途广泛，研究其作用具有广阔前景．
（1）已知在常温常压下，测得反应的反应热如下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H₁=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-566.0kJ/mol
CH₃OH不完全燃烧生成CO和气态水的热化学方程式是

．
（2）工业上生产甲醇的反应如下：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49kJ/mol
在某温度下，容积均为1L的A、B两个容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容．容器B中经10s后达到平衡．达到平衡时的有关数据如下表：

容器	A	B
反应物投入量	1mol CO₂（g）和3mol H₂（g）	1mol CH₃OH（g）和1mol H₂O（g）
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