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專題05 離子推斷及綜合應(yīng)用 （滿分60分 時(shí)間30分鐘） 姓名：_______________ 班級(jí)：_______________ 得分：_______________ 1．某中學(xué)化學(xué)興趣小組為了調(diào)查當(dāng)?shù)啬骋缓吹乃|(zhì)污染情況，在注入湖泊的3個(gè)主要水源的入口處采集水樣，并進(jìn)行了分析，給出了如下實(shí)驗(yàn)信息：其中一處水源含有A、B兩種物質(zhì)，一處含有C、D兩種物質(zhì)，一處含有E物質(zhì)，A、B、C、D、E為五種常見化合物，均由下表中的離子形成（每種離子至少用到一次）： 陽離子 K+、Na+、Cu2+、Al3+ 陰離子 SO42-、HCO3-、NO3-、OH- 為了鑒別上述化合物，分別完成以下實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果是： ①將它們?nèi)苡谒螅珼為藍(lán)色溶液，其他均為無色溶液； ②將E溶液滴入到C溶液中出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加，沉淀溶解； ③進(jìn)行焰色反應(yīng)，只有B、C為紫色（透過藍(lán)色鈷玻璃）； ④在各溶液中加入硝酸鋇溶液，再加過量稀硝酸，A中放出無色氣體，C、D中都能產(chǎn)生白色沉淀； ⑤將B、D兩溶液混合，未見沉淀或氣體生成。 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)填空： （1）寫出化學(xué)式：B________、C_______________、D_____________。 （2）將含1 mol A的溶液與含1 molE的溶液反應(yīng)后蒸干，僅得到一種化合物，該化合物的化學(xué)式為______。 （3）在A溶液中加入少量澄清石灰水，其離子方程式為________________。 （4）若向含溶質(zhì)1 mol的C溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液，生成沉淀質(zhì)量最大為____g。 【答案】KNO3 KAl(SO4)2 CuSO4Na2CO3 2HCO3-+Ca2++2OH-＝CaCO3↓+CO32-+H2O466 【解析】 【分析】①將它們?nèi)苡谒?，D為藍(lán)色溶液，其他均為無色溶液，因此D中含有銅離子；②將E溶液滴入有鉀離子；④在各溶液中加入硝酸鎖溶液，再加過量稀硝酸，A中放出無色氣體，因此A中含有碳酸氫根離子，則A是碳酸氫鈉。C、D中都能產(chǎn)生白色沉淀，白色沉淀是硫酸鋇，所以C是硫酸鋁鉀，D是硫酸銅：⑤將B、D兩溶液混合，未見沉淀或氣體生成，因此B是硝酸鉀。 【詳解】（1）根據(jù)分析可知B、C、D的化學(xué)式分別為KNO3、KAl(SO4)2、CuSO4。（2）1mol碳酸氫鈉與 【點(diǎn)睛】本題考查離子共存、離子檢驗(yàn)以及離子反應(yīng)的有關(guān)判斷與計(jì)算，獲取題目中的信息是解題的關(guān)鍵，另外可根據(jù)離子共存進(jìn)行離子組合，解答（4）時(shí)需注意題給條件“生成沉淀質(zhì)量最大時(shí)”。 2．現(xiàn)有五種可溶性物質(zhì)A、B、C、D、E，它們所含的陰、陽離子互不相同，分別含有五種陽離子Al3＋、Fe3＋、Cu2＋、Ba2＋、K＋和五種陰離子NO、OH－、Cl－、CO、Xn-(n=1或2)中的一種。 （1）某同學(xué)通過比較分析，認(rèn)為無須檢驗(yàn)就可判斷其中必有的兩種物質(zhì)是_____和_____。 （2）物質(zhì)C中含有離子Xn-。為了確定Xn-，現(xiàn)將（1）中的兩種物質(zhì)記為A和B，當(dāng)C與A的溶液混合時(shí)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，向該沉淀中滴入足量稀HNO3，沉淀部分溶解，剩余白色固體，則X為________(填字母)。 A．Br－ B．CH3COO－ C．SO D．HCO （3）將38.4 g Cu投入裝有足量D溶液的試管中，Cu不溶解，再滴加稀H2SO4，Cu逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)，則物質(zhì)D一定含有上述離子中的________(填相應(yīng)的離子符號(hào))，寫出Cu溶解的離子方程式____________________________________________，若要將Cu完全溶解，至少加入H2SO4的物質(zhì)的量是_____________。 （4）E溶液與氫碘酸反應(yīng)時(shí)可生成使淀粉變藍(lán)的物質(zhì)，該反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________。 【答案】K2CO3Ba(OH)2C)NO3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O0.8 mol2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2 【解析】 【分析】（1）碳酸根離子只有和鉀離子結(jié)合物質(zhì)為可溶性物質(zhì)，所以一定含有Ka2CO3；除鉀離子外，氫氧根離子只有和鋇離子結(jié)合生成的物質(zhì)具有可溶性，所以一定含有Ba（OH）2；（2）根據(jù)C與A的溶液混合時(shí)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，可知沉淀為氫氧化銅，則B為Na2CO3，A為Ba（OH）2；向該沉淀中滴入稀HNO3，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，則C為硫酸銅，另兩種物質(zhì)為氯化鐵、硝酸鋁或氯化鋁、硝酸鐵；（3）Cu投入裝有足量D溶液的試管中， Cu不溶解，說明D中不含F(xiàn)e3＋，含有Al3＋；再滴加稀H2SO4，Cu逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)，說明D中的陰離子一定是NO3-，則D為硝酸鋁，E為氯化鐵。 【詳解】（1）因?yàn)樘妓岣x子只能與鈉離子結(jié)合才能形成可溶性物質(zhì)Na2CO3，與其他陽離子結(jié)合都是沉淀， 【點(diǎn)睛】本題考查物質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，確常見物質(zhì)的性質(zhì)、物質(zhì)的溶解性、物質(zhì)物質(zhì)的量關(guān)系是解本題關(guān)鍵，注意離子檢驗(yàn)方法及現(xiàn)象，易錯(cuò)點(diǎn)是（3）題，銅和稀硫酸不反應(yīng)，但酸性條件下銅和硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 3．5種固體物質(zhì)A、B、C、D、E由表中不同的陰陽離子組成，它們均易溶于水。 陽離子 Na＋ Al3＋ Fe3＋ Cu2＋ Ba2＋ 陰離子 OH－ Cl－ CO32- NO3- SO42- 分別取它們的水溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下： ① A溶液與C溶液混合后產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，向該沉淀中加入足量稀HNO3沉淀部分溶解，剩余白色固體； ②B溶液與E溶液混合后產(chǎn)生紅褐色沉淀，同時(shí)產(chǎn)生大量氣體； ③少量C溶液與D溶液混合后產(chǎn)生白色沉淀，過量C溶液與D溶液混合后無現(xiàn)象； ④B溶液與D溶液混合后無現(xiàn)象； ⑤將76.8 g Cu片投入裝有足量D溶液的試管中，Cu片不溶解，再滴加1.6 molL－1 H2SO4，Cu片逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)。 （1）據(jù)此推斷A、B、C的化學(xué)式：A________；B________；C________。 （2）E溶液顯_____性，用離子方程式表示：_____________________________ （3）寫出步驟②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_______________________________。 （4）寫出步驟⑤中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_______________________________________。若要將Cu片完全溶解，至少加入稀H2SO4的體積是________mL。 【答案】CuSO4FeCl3Ba(OH)2堿性CO32-+ H2O?HCO3-+ OH-2Fe3＋＋3CO32-＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3CO2↑3Cu＋8H＋＋2NO3-===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O1000 【解析】 【詳解】 Cl-,故B為FeCl3； （1）據(jù)此推斷：A 為CuSO4；B為FeCl3；C為Ba(OH)2；因此本題答案是：CuSO4 ；FeCl3 ；Ba(OH)2。 （2）E為Na2CO3，屬于強(qiáng)堿弱酸鹽，水解后溶液顯堿性，離子方程式：CO32-+ H2O?HCO3-+ OH- ；綜上所述，本題答案是：堿性；CO32-+ H2O?HCO3-+ OH-。 （3） FeCl3溶液水解顯酸性，Na2CO3溶液水解顯堿性；步驟②中為FeCl3溶液與Na2CO3溶液混合后相互促進(jìn)水解，反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)的離子方程式：2Fe3＋＋3CO32-＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3CO2↑；綜上所述，本題答案是：2Fe3＋＋3CO32-＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3CO2↑。 （4） D為Al(NO3)3，在酸性條件下，硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮，步驟⑤中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO3-=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；76.8gCu的物質(zhì)的量為76.8/64=1.2mol，根據(jù)3Cu-8H＋關(guān)系，若要將Cu片完全溶解，需要?dú)潆x子的物質(zhì)的量為3.2mol，故至少加入稀H2SO4的體積設(shè)為V，即1.6V2=3.2,解V=1L=1000mL；因此，本題正確答案是：3Cu＋8H＋＋2NO3-=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；1000。 【點(diǎn)睛】酸堿鹽溶解性規(guī)律：鉀鈉銨鹽硝酸鹽，全都溶在水中間，碳酸、磷酸兩種鹽，溶者只有鉀鈉銨，鹽酸鹽難溶銀亞汞，硫酸鹽難溶鋇和鉛，堿只溶鉀鈉鋇鈣氨，酸難溶是硅酸；此題是離子共存問題的具體應(yīng)用，掌握好酸堿鹽溶解性規(guī)律，利于物質(zhì)的快速準(zhǔn)確判定。 4．在Na＋濃度為1.0 molL－1的某澄清溶液中，還可能含有下表中的若干種離子。 陽離子 K＋　Ag＋ 　Mg2＋　Ba2＋ 陰離子 Cl— CO32－　SiO32-　SO42- 現(xiàn)取該溶液100 mL進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定)。 序號(hào) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 Ⅰ 向該溶液中加入足量稀鹽酸 產(chǎn)生白色沉淀并放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.672 L氣體 Ⅱ 將Ⅰ的反應(yīng)混合液過濾，對(duì)沉淀洗滌、灼燒至恒重，稱量所得固體質(zhì)量 固體質(zhì)量為3.0 g Ⅲ 向Ⅱ的濾液中滴加BaCl2溶液 無明顯現(xiàn)象 請(qǐng)回答下列問題。 （1）實(shí)驗(yàn)Ⅰ能確定一定不存在的離子是______________。 （2）實(shí)驗(yàn)Ⅰ中生成沉淀的離子方程式為_______________________________________。 （3）通過實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要計(jì)算，填寫下表中陰離子的濃度(能計(jì)算出的，填寫計(jì)算結(jié)果，一定不存在的離子填“0”，不能確定是否存在的離子填“？”)。 陰離子 Cl— CO32－ SiO32- SO42- c/molL－1 ______ ______ ______ ____ （4）判斷K＋是否存在，若存在求其最小濃度，若不存在說明理由：_____________________。 【答案】Ag＋、Mg2＋、Ba2＋SiO32-＋2H＋===H2SiO3↓？0.300.50存在，最小濃度為0.6 molL－1 【解析】 【詳解】向該溶液中加入足量稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀并放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.672 L氣體，證明含有CO32－，n(CO32－)= =0.03mol，c(CO32－)= ==0.3mol/L。由于CO32－與Ag+、Ca2+、Ba2+會(huì)發(fā)生沉淀反應(yīng) （3） 陰離子 Cl— CO32- SiO32- SO42- c/molL－1 ？ 0.3 0.5 0 （4）根據(jù)電荷守恒可知：2c（CO32-）+2c（SiO32-）=20.3mol/L+20.5mol/L=1.6mol/L，而c(Na+)=1.0mol/L，陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)大于陽離子所帶正電荷總數(shù)，所以因此溶液中一定含有陽離子K+，若不存在Cl—，則c(K+)=0.6mol/L，若存在Cl—，則根據(jù)溶液呈電中性，c(K+)>0.6mol/L，所以c(K+)濃度至少為1.6mol/L-1.0mol/L=0.6mol/L。 【點(diǎn)睛】本題主要是考查溶液則離子存在的鑒定、離子共存、離子濃度的計(jì)算的知識(shí)。電荷守恒在離子反應(yīng)定量推斷試題中的應(yīng)用解與離子反應(yīng)有關(guān)的定量推斷類試題，需要掌握定量推斷最后一種離子存在的方法：如果多種離子共存，且只有一種離子的物質(zhì)的量未知，可以用電荷守恒來確定最后一種離子是否存在，即陽離子所帶的正電荷總數(shù)等于陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)。