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    20．某工业废水中仅含表离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L．
    　阳离子　K+　 Cu2+　 Fe3+　 Al3+　 Fe2+
    　阴离子　　 Cl-　 CO32-　NO3-  SO42-　 SiO32-
    甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：
    I．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）．
    Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化．
    Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变．
    Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成．
    请推断：
    （1）由I、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是K+、Fe3+（写离子符号）．
    （2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O．
    （3）将Ⅲ中红棕色气体（标况下）收集一满试管然后倒扣入水中（假设溶质不扩散），所得溶液的物质的量浓度为0.045mol/L（精确到千分位）．
    （4）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是Fe2+、Cu2+，阴离子是Cl-、NO3-、SO42-．（写离子符号）
    （5）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体为CuO和Fe2O3质量为1.6g．

    分析 Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察），说明没有K+．
    Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化，说明没有Fe3+．
    Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变，说明 Fe2+与NO3-和H+反应生成NO，即溶液中有Fe2+、NO3-，加盐酸溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中有Cl-，加盐酸溶液依然澄清加盐酸说明没有SiO32-；
    Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明有SO42-；根据以上判断分析．

    解答 解：Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察），说明没有K+．
    Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化，说明没有Fe3+．
    Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变，说明 Fe2+与NO3-和H+反应生成NO，即溶液中有Fe2+、NO3-，加盐酸溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中有Cl-，加盐酸溶液依然澄清加盐酸说明没有SiO32-；
    Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明有SO42-；
    （1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是K+、Fe3+，
    故答案为：K+、Fe3+；
    （2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体，是Fe2+与NO3-和H+反应生成NO，其离子方程式：3Fe2++NO3-+4H+═3Fe3++NO+2H2O；
    故答案为：3Fe2++NO3-+4H+═3Fe3++NO+2H2O；
    （3）标准状况下，将一充满NO2气体的试管，倒扣于水中，至液面不再升高时，再充入氧气可以使液面继续上升至充满试管，最后得到的硝酸，设试管体积为VL，最终试管中所得溶液的浓度为$\frac{\frac{VL}{22.4L/mol}}{VL}$=0.045mol/L，
    故答案为：0.045；
    （4）由以上推断可知溶液中阴离子为 Cl-、NO3-、SO42-，且各为0.1mol/L；已经推断出的阳离子是Fe2+，其浓度为0.1mol/L，由电荷守恒可知溶液中还有一种+2价阳离子，所以还有Cu2+，所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是：Fe2+、Cu2+；阴离子是：Cl-、NO3-、SO42-；
    故答案为：Fe2+、Cu2+；Cl-、NO3-、SO42-；
    （5）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，Fe2+生成Fe（OH）2，又被氧气氧化为Fe（OH）3，Cu2+生成Cu（OH）2，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体为Fe2O3和CuO；
    根据元素守恒：n（CuO）=n（Cu2+）=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol；n（Fe2O3）=$\frac{1}{2}$n（Fe2+）=0.005mol，
    所以固体质量为：m（CuO）+m（Fe2O3）=0.01mol×80g/mol+0.005mol×160g/mol=1.6g，
    故答案为：Fe2O3和CuO；1.6g．

    点评 本题考查离子的检验，侧重考查学生的分析能力和计算能力，注意把握离子的性质以及实验现象的判断，难度不大．

    练习册系列答案
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    5．如图，将锌片和铜片用导线连接后放入稀硫酸中，下列有关说法中正确的是（　　）
    A．铜片为电池的负极
    B．SO42-向负极移动
    C．电子从铜片流向锌片
    D．铜片上发生的电极反应为Cu-2e-═Cu2+

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    6．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Y和Z位于同一主族．m、n、p均为由这些元素组成的二元化合物，甲、乙、丙为其中三种元素对应的单质，丙为黄色固体，易溶在XZ2中，p是一种二元弱酸．上述物质的转化关系如图所示（反应条件省略）．下列说法正确的是（　　）
    A．原子半径：W＜X＜Y
    B．W与X组成的化合物中可能含有极性键和非极性键
    C．Y与Z组成的化合物一定有漂白性
    D．W与X、Y、Z组成的简单化合物的稳定性：X＞Y＞Z

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    科目：高中化学 来源： 题型：计算题

    8．把10.2g镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中，得到H2的物质的量为0.5mol，计算：
    （1）该合金中铝的质量分数；
    （2）该合金中镁和铝的物质的量之比．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    15．下列电极反应式与出现的环境相匹配的是（　　）
    选项电极反应式出现的环境
    AO2+2H2O+4e-═4OH-碱性环境下氢氧燃料电池的负极反应
    B4OH--4e-═O2↑+2H2O弱酸性环境下钢铁的吸氧腐蚀
    CCu-2e-═Cu2+用铜做电极电解NaOH溶液的阳极反应
    DH2-2e-═2H+用惰性电极电解H2SO4溶液的阳极反应
    A．AB．BC．CD．D

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    5．已知某反应A（g）+B（g）?C（g）+D（g），反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题．
    （1）该反应是吸热反应（填“吸热”或“放热”），该反应的△H=（E1-E2）kJ/mol（用含E1、E2的代数式表示），1mol 气体A和1mol气体B具有的总能量比1mol 气体C和1mol气体D具有的总能量一定低（填“一定高”“一定低”或“高低不一定”）．
    （2）若在反应体系中加入催化剂使逆反应速率增大，则E1和E2的变化是：E1减小，E2减小，△H不变（填“增大”“减小”或“不变”）．
    （3）一般硫粉含有S（单斜）和S（正交）两种同素异形体．已知常温下：
    S（单斜）+O2（g）═SO2（g）△H=-297.16kJ/mol
    S（正交）+O2（g）═SO2（g）△H=-296.83kJ/mol
    下列说法正确的是C
    A．S（g）+O2（g）═SO2（g）△H＞-297.16kJ/mol
    B．单斜硫转变为正交硫的能量变化可用如图所示

    C．常温下正交硫比单斜硫稳定
    D．单斜硫转化为正交硫的反应是物理变化．

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    12．氮化铝（AlN）是一种新型无机非金属材料，为了分析某AlN样品（样品中的杂质不与NaOH溶液反应）中AlN的含量，某实验小组设计了如下两种实验方案．已知：AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑
    【方案1】取一定量的样品，用图1装置测定样品中AlN的纯度（夹持装置已略去）．

    （1）图1C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸．
    （2）完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先检查装置的气密性，再加入实验药品．接下来的实验操作是关闭K1，打开K2，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体．打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化．通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入C装置．
    （3）由于上述装置还存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见C装置出口处连接一个干燥装置．
    【方案2】按图2步骤测定样品中A1N的纯度：
    （4）图2步骤②生成沉淀的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓．
    （5）图2步骤③的操作是过滤、洗涤．A1N的纯度是$\frac{41{m}_{2}}{51{m}_{1}}$×100%（用m1、m2表示）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    9．化学镀银法是非金属表面镀银的常用方法，如图是研究化学镀银中银元素利用率的实验装置（夹持仪器略）：
    化学镀银中的反应如下：
    Ⅰ：4AgNO3+N2H4•H2O=4Ag↓+N2↑+4HNO3+H2O
    Ⅱ：NH3•H2O+HNO3=NH4NO3+H2O
    Ⅲ：Ag++2NH3•H2O?[Ag（NH3）2]++2H2O
    （1）写出N2H4的电子式．已知稀硝酸的氧化性强于Ag+，NH3•H2O中加适量氨水的一个重要目的是控制溶液的pH在8-9之间，简述溶液不能呈酸性的理由如果溶液呈酸性，被还原的是HNO3，而得不到银单质，从而导致实验失败．
    （2）带有导管a的分液漏斗叫恒压漏斗，下列关于恒压漏斗在该实验中的作用说法正确的是BC（填选项字母）
    A．防止稀硫酸倒吸进人圆底烧瓶
    B．使漏斗中液体顺利流下
    C．减小液体体积对测量气体体积的误差
    D．方便检验装置的气密性
    （3）银膜是否均匀致密的关键在于“沉银”速率控制，一般速率越慢，银膜越均匀越致密．简述加入氨水的另外一个目的与Ag+反应降低任由中Ag+浓度，以达到降低反应速率的目的．
    （4）未被还原的Ag+占总银元素质量比（ω1）叫非还原损耗，被还原但是没有在镀件上附着沉淀的银占总银元素质量比（ω2）叫还原损耗．实验中用200mL 0．l00ml/L AgNO3溶液，加过量的N2H4•H2O，测得相关数据如下：
    Ⅰ：非金属镀件镀前质量为20.000克，镀后质量（已清洗干燥）为21.728 克；
    Ⅱ：量气管收集到的气体折算标准状况体积为106.400mL．
    则ω1=5%；ω2=15%．
    （5）化学镀银中常用次磷酸钠（NaH2PO2）做还原剂，已知该反应的氧化产物为磷酸，写出该反应的离子反应方程式：H2PO2-+4Ag++2H2O=4Ag↓+3H++H3PO4．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    10．在含有大量H+、Ca2+、Cl-的溶液中，还能大量共存的离子是 （　　）
    A．OH-B．NO3-C．CO32-D．Ag +

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