鲁科版高中化学必修第一册第2章元素与物质世界专题强化练3离子鉴别及推断含答案

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第2章　元素与物质世界专题强化练3　离子鉴别及推断1.(2024湖南邵阳武冈期中)下列有关离子的检验及结论正确的是(　　)A.加入Na2CO3溶液,出现白色沉淀,则原溶液中一定含有Ca2+B.加入稀盐酸产生无色无味气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,则原溶液中一定含有CO32-C.加入BaCl2溶液,出现白色沉淀,则原溶液中一定含有SO42-D.加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,则原溶液中一定含有Cl-2.(经典题)(2024天津耀华中学月考)在甲、乙两烧杯的溶液中,各含有大量的Cu2+、K+、H+、Cl-、CO32-、OH-六种离子中的三种,已知甲烧杯中的溶液呈蓝色,则乙烧杯的溶液中大量存在的离子是(　　)A.Cu2+、H+、Cl-　　　　　　B.CO32-、OH-、Cl-C.K+、H+、Cl-　　　　　　D.K+、OH-、CO32-3.(2024河南省实验中学期中)某无色澄清溶液中可能含有①Na+、②SO42-、③Cl-、④HCO3-、⑤CO32-、⑥H+、⑦Cu2+中的若干种,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如下:下列结论正确的是(　　)A.肯定含有的离子是②③⑥B.该实验无法确定是否含有③C.可能含有的离子是①③⑦D.肯定没有的离子是④⑥,可能含有的离子是②4.(2024安徽定远中学月考)某无色透明的溶液a中可能含有Cl-、SO42-、HCO3-、Na+、Mg2+和Fe3+中的一种或几种,为了确定该溶液的组成,取一定体积的上述溶液进行如下实验,下列说法正确的是(　　)A.“白色沉淀1”和“白色沉淀2”中都含有BaCO3B.加入Ba(OH)2时会发生反应Ba2++HCO3-+OH- BaCO3↓+H2OC.“溶液a”中可能存在Mg2+和Fe3+D.向“溶液2”中滴加稀HNO3酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀说明“溶液a”中含有Cl-5.(2023河南洛阳联考)由Ca2+、Ag+、K+、Fe3+、NO3-、SO42-、Cl-、CO32-这8种离子构成A、B、C、D四种可溶性盐(离子在物质中不能重复出现)。现做如下实验:①把四种盐分别溶于盛有蒸馏水的四支试管中,只有C的溶液呈棕黄色;②向①的四支试管中分别加入盐酸,A的溶液中有沉淀生成,B的溶液中有无色无味的气体逸出。回答下列问题:(1)写出A、C的化学式:A　　　,C　　　。 (2)写出盐酸与B反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　。 (3)向C中滴入NaOH溶液的现象为　　　　　　　　　　　　　。 (4)现有与C含有同一种阳离子的氯化物M,配制M的饱和溶液并进行以下实验:①在烧杯中加入40 mL蒸馏水,加热至沸腾后,向沸水中加入制取的饱和M溶液5~6滴,继续煮沸至液体呈　　　　色,停止加热,用激光笔照射烧杯中的液体,可以观察到液体中　　　　　　　　　　　　,该液体中分散质粒子的直径介于　　　　　。 ②向①的烧杯中逐滴加入过量的盐酸,写出发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　。 (5)写出D在溶液中与NH4HCO3反应产生沉淀、气体和一种氮肥的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 6.(2024山东省实验中学期中)现有一混合溶液,只含有以下离子中的某几种:K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-,取三份100 mL该混合溶液进行如下实验。实验①:向第一份混合溶液中加入AgNO3溶液,有沉淀产生;实验②:向第二份混合溶液中加入足量NaOH溶液,加热,收集到0.08 mol气体;实验③:向第三份混合溶液中加入足量BaCl2溶液后,得到干燥的沉淀12.54 g,再加足量稀盐酸,过滤、洗涤、干燥后,沉淀质量变为4.66 g。已知:NH4++OH- NH3↑+H2O。(1)由实验②推断该混合溶液中应含有　　　　　　(填离子符号),其物质的量浓度为　　　　mol·L-1。 (2)由实验③可知12.54 g沉淀的成分为　　　　　　　(填化学式),写出该步骤中沉淀质量减小的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　。 (3)综合上述实验,你认为以下结论正确的是　　　　(填字母)。 A.该混合溶液中一定含有K+、NH4+、CO32-、SO42-,可能含Cl-,且100 mL溶液中n(K+)≥0.04 molB.该混合溶液中一定含有NH4+、CO32-、SO42-,可能含K+、Cl-C.该混合溶液中一定含有NH4+、CO32-、SO42-,可能含Mg2+、K+、Cl-D.该混合溶液中一定含有NH4+、SO42-,可能含Mg2+、K+、Cl-7.(2024福建厦门双十中学期中)在Na+浓度为0.5 mol·L-1的某澄清溶液中,还可能含有下表中的若干种离子。(已知H2SiO3为不溶于水的胶状沉淀,加热条件下分解为两种氧化物)现取该溶液100 mL进行如下实验(气体体积在标准状况下测定)。请回答下列问题:(1)根据实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是　　　　　　　　　　　　。 (2)实验Ⅰ中生成气体的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 (3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算,填写下表中阴离子的浓度(能计算出的离子,填写计算结果,一定不存在的离子填“0”,不能确定是否存在的离子填“?”)。 (4)判断K+是否存在,若存在,计算其最小浓度;若不存在,请说明理由:　　　　　　　　　　　。 答案与分层梯度式解析第2章　元素与物质世界专题强化练3　离子鉴别及推断1.D　加入Na2CO3溶液有白色沉淀产生,该沉淀可能为CaCO3、BaCO3、MgCO3等,所以溶液中不一定含有Ca2+,A错误;加入稀盐酸产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体,原溶液中可能含有HCO3-,B错误;加入BaCl2溶液有白色沉淀产生,该沉淀可能为AgCl或BaSO4,溶液中可能含Ag+,不一定有SO42-,C错误;加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液,有白色沉淀生成,此沉淀只能为AgCl沉淀,所以溶液中一定含有Cl-,D正确。2.D　甲烧杯中的溶液呈蓝色,说明含Cu2+,OH-、CO32-不能和Cu2+大量共存,则CO32-、OH-在乙烧杯中,H+和OH-、CO32-不能大量共存,H+存在于甲烧杯中,根据溶液呈电中性,Cl-在甲烧杯中,K+在乙烧杯中,因此乙烧杯的溶液中含有的离子为K+、CO32-、OH-,选D。3.B　Cu2+在水溶液中显蓝色,则无色澄清溶液中不可能含有Cu2+,向溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液变红,说明溶液呈酸性,溶液中含有大量H+,由于H+能与HCO3-、CO32-反应,所以原溶液中一定不含HCO3-、CO32-;向溶液中滴加BaCl2溶液和稀盐酸,产生不溶于盐酸的白色沉淀,推知原溶液中一定含有SO42-;将(2)中所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3,有白色沉淀AgCl生成,说明滤液中含有Cl-,但步骤(2)引入了Cl-,所以无法确定原溶液中是否含有Cl-;根据题述实验操作及现象,无法确定原溶液中是否存在Na+。综合上述分析可知,溶液中一定不含Cu2+、HCO3-、CO32-,一定含有SO42-、H+,无法确定是否含有Na+、Cl-,故选B。4.B　加入足量Ba(OH)2时有白色沉淀1生成,向生成的白色沉淀1中加入足量的稀盐酸后有白色沉淀2剩余,白色沉淀2为BaSO4;白色沉淀1部分溶解生成气体1,结合题中离子,可推知气体1是CO2,白色沉淀1为BaCO3、BaSO4的混合物,A错误。加入Ba(OH)2时,Ba(OH)2与HCO3-反应有BaCO3生成,离子方程式为Ba2++HCO3-+OH- BaCO3↓+H2O,B正确。该溶液为无色溶液,肯定不含Fe3+,C错误。由于加入了足量稀盐酸,所以无法确定溶液2中的Cl-是否来自溶液a,D错误。名师点睛　(1)解答此类试题时要将实验操作、实验现象与对应物质的性质结合起来分析。(2)特别注意在实验中加入某试剂时,是否引入了与原溶液相同的离子,这将影响到该离子的判断,如本题中的Cl-。5.答案　(1)AgNO3　Fe2(SO4)3　(2)CO32-+2H+ H2O+CO2↑　(3)产生红褐色沉淀　(4)①红褐　出现一条光亮的“通路”　1~100 nm　②Fe(OH)3(胶体)+3H+ Fe3++3H2O　(5)2NH4HCO3+CaCl2 CaCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O解析　把四种盐分别溶于盛有蒸馏水的四支试管中,只有C的溶液呈棕黄色,则C中含有Fe3+;向①的四支试管中分别加入盐酸,A的溶液中有沉淀生成,结合题中给出的离子可知,该沉淀为AgCl,则A为AgNO3,B的溶液中有无色无味的气体逸出,该气体为CO2,则B为K2CO3,由于硫酸钙微溶,则D应为CaCl2,C为Fe2(SO4)3。(1)根据上述分析可知,A为AgNO3,C为Fe2(SO4)3。(2)HCl与K2CO3反应生成KCl、CO2和H2O,离子方程式为CO32-+2H+ H2O+CO2↑。(3)C为Fe2(SO4)3,向C中滴入NaOH溶液生成氢氧化铁沉淀,故现象为产生红褐色沉淀。(4)①M的饱和溶液为氯化铁饱和溶液,在烧杯中加入40 mL蒸馏水,加热至沸腾后,向沸水中加入制取的饱和氯化铁溶液5~6滴,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,则有氢氧化铁胶体生成,用激光笔照射烧杯中的液体,可以观察到液体中出现一条光亮的“通路”;该分散系属于胶体,其分散质粒子的直径介于1~100 nm。②向①的烧杯中逐滴加入过量的盐酸,反应的离子方程式为Fe(OH)3(胶体)+3H+ Fe3++3H2O。(5)D为CaCl2,在溶液中与NH4HCO3反应产生碳酸钙沉淀、CO2、氯化铵和水,化学方程式为2NH4HCO3+CaCl2 CaCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O。6.答案　(1)NH4+　0.8　(2)BaSO4、BaCO3　BaCO3+2H+ Ba2++H2O+CO2↑　(3)A解析　实验①:向第一份混合溶液中加入AgNO3溶液,有沉淀产生,说明可能有Cl-、CO32-、SO42-;实验②:向第二份混合溶液中加入足量NaOH溶液,加热,收集到0.08 mol气体,根据已知信息可知,溶液中含有0.08 mol NH4+,c(NH4+)为0.8 mol·L-1;实验③:向第三份混合溶液中加入足量BaCl2溶液后,得到干燥的沉淀12.54 g,再加足量稀盐酸,过滤、洗涤、干燥后,沉淀质量变为4.66 g (该沉淀为BaSO4),说明溶液中含有CO32-、SO42-,n(SO42-)=n(BaSO4)=4.66 g233 g·mol-1=0.02 mol,c(SO42-)=0.02mol0.1 L=0.2 mol·L-1;BaCO3的质量为12.54 g-4.66 g=7.88 g,n(CO32-)=n(BaCO3)=7.88 g197 g·mol-1=0.04 mol,c(CO32-)=0.04mol0.1 L=0.4 mol·L-1;故原混合溶液中不存在Ba2+、Mg2+。(2)12.54 g沉淀的成分为BaSO4、BaCO3,加足量稀盐酸,BaCO3与稀盐酸反应,离子方程式为BaCO3+2H+ Ba2++H2O+CO2↑。(3)根据分析可知,原混合溶液中一定不含Ba2+、Mg2+,一定含有NH4+、CO32-、SO42-,物质的量分别为0.08 mol、0.04 mol、0.02 mol,根据电荷守恒可知,该混合溶液中一定含有K+,可能含Cl-,且100 mL溶液中n(K+)≥0.04 mol,故该混合溶液中一定含有NH4+、CO32-、SO42-、K+,可能含Cl-,一定不含Mg2+、Ba2+,故选A。方法点津　(1)离子推断类题是离子反应的拓展应用,解题时首先根据实验操作与现象推断出对应的离子,然后根据离子是否共存进一步作出判断。(2)在推断过程中还要注意溶液呈电中性特点的应用,利用该特点确定是否存在某种离子。7.答案　(1)Ag+、Ca2+、Ba2+　(2)CO32-+2H+ H2O+CO2↑　(3)?　0.4　0　(4)存在,最小浓度为0.8 mol·L-1解析　向该溶液中加入足量稀盐酸,生成白色胶状沉淀并放出标准状况下0.56 L(0.025 mol)气体,说明含有SiO32-和0.025 mol CO32-,根据离子共存可知,一定不含Ag+、Ca2+、Ba2+;将Ⅰ中产生的混合液过滤,对沉淀(硅酸)洗涤、灼烧至恒重,得到SiO2固体,称量所得固体质量为2.4 g,根据硅原子守恒可知,SiO32-的物质的量为2.4 g60 g·mol-1=0.04 mol;向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液,无明显现象,说明一定不含SO42-;SiO32-、CO32-所带负电荷总物质的量为0.13 mol、Na+所带正电荷总物质的量为0.05 mol,根据溶液呈电中性可知,一定含有K+。(1)由上述分析可知,根据实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是Ag+、Ca2+、Ba2+。(2)实验Ⅰ中生成的气体是二氧化碳,反应的离子方程式为CO32-+2H+ H2O+CO2↑。(3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算,可知100 mL该溶液中含0.025 mol CO32-、0.04 mol SiO32-,一定不含SO42-,不能确定是否含NO3-。(4)由上述分析可知一定含有K+,100 mL该溶液中若不含NO3-,n(K+)=0.13 mol-0.05 mol=0.08 mol,若含NO3-,n(K+)>0.08 mol,故K+最小浓度为0.8 mol·L-1。步骤操作现象(1)向溶液中滴加紫色石蕊试液溶液变红(2)向溶液中滴加BaCl2溶液和稀盐酸有白色沉淀生成(3)将(2)中所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3有白色沉淀生成阳离子K+、Ag+、Ca2+、Ba2+阴离子NO3-、CO32-、SiO32-、SO42-序号实验内容实验结果Ⅰ向该溶液中加入足量稀盐酸生成白色胶状沉淀并放出标准状况下0.56 L气体Ⅱ将Ⅰ中产生的混合液过滤,对沉淀洗涤、灼烧至恒重,称量所得固体质量固体质量为2.4 gⅢ向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液无明显现象阴离子NO3-CO32-SiO32-SO42-c/(mol·L-1)　　　 0.25