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專題05 離子推斷及綜合應用 （滿分60分 時間30分鐘） 姓名：_______________ 班級：_______________ 得分：_______________ 1．某中學化學興趣小組為了調查當?shù)啬骋缓吹乃|污染情況，在注入湖泊的3個主要水源的入口處采集水樣，并進行了分析，給出了如下實驗信息：其中一處水源含有A、B兩種物質，一處含有C、D兩種物質，一處含有E物質，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，分別完成以下實驗，其結果是： ①將它們溶于水后，D為藍色溶液，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進行焰色反應，只有B、C為紫色（透過藍色鈷玻璃）； 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。 根據上述實驗填空： （1）寫出化學式：B________、C_______________、D_____________。 （2）將含1 mol A的溶液與含1 molE的溶液反應后蒸干，僅得到一種化合物，該化合物的化學式為______。 （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1 mol的C溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液，生成沉淀質量最大為____g。 【答案】KNO3 KAl(SO4)2 CuSO4Na2CO3 2HCO3-+Ca2++2OH-＝CaCO3↓+CO32-+H2O466 【解析】 【分析】①將它們溶于水后，D為藍色溶液，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）根據分析可知B、C、D的化學式分別為KNO3、KAl(SO4)2、CuSO4。（2）1mol碳酸氫鈉與 【點睛】本題考查離子共存、離子檢驗以及離子反應的有關判斷與計算，獲取題目中的信息是解題的關鍵，另外可根據離子共存進行離子組合，解答（4）時需注意題給條件“生成沉淀質量最大時”。 2．現(xiàn)有五種可溶性物質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）某同學通過比較分析，認為無須檢驗就可判斷其中必有的兩種物質是_____和_____。 （2）物質C中含有離子Xn-。為了確定Xn-，現(xiàn)將（1）中的兩種物質記為A和B，當C與A的溶液混合時產生藍色沉淀，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D一定含有上述離子中的________(填相應的離子符號)，寫出Cu溶解的離子方程式____________________________________________，若要將Cu完全溶解，至少加入H2SO4的物質的量是_____________。 （4）E溶液與氫碘酸反應時可生成使淀粉變藍的物質，該反應的離子方程式為___________________________________________。 【答案】K2CO3Ba(OH)2C)NO3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O0.8 mol2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 【解析】 【分析】（1）碳酸根離子只有和鉀離子結合物質為可溶性物質，所以一定含有Ka2CO3；除鉀離子外，氫氧根離子只有和鋇離子結合生成的物質具有可溶性，所以一定含有Ba（OH）2；（2）根據C與A的溶液混合時產生藍色沉淀，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）因為碳酸根離子只能與鈉離子結合才能形成可溶性物質Na2CO3，與其他陽離子結合都是沉淀， 【點睛】本題考查物質檢驗實驗方案設計，確常見物質的性質、物質的溶解性、物質物質的量關系是解本題關鍵，注意離子檢驗方法及現(xiàn)象，易錯點是（3）題，銅和稀硫酸不反應，但酸性條件下銅和硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應。 3．5種固體物質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行實驗，結果如下： ① A溶液與C溶液混合后產生藍色沉淀，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溶液混合后產生紅褐色沉淀，同時產生大量氣體； ③少量C溶液與D溶液混合后產生白色沉淀，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）據此推斷A、B、C的化學式：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)生反應的離子方程式：_______________________________。 （4）寫出步驟⑤中發(fā)生反應的離子方程式：_______________________________________。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水解，反應生成氫氧化鐵沉淀和二氧化碳氣體，反應的離子方程式：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，硝酸與銅反應生成硝酸銅、一氧化氮，步驟⑤中發(fā)生反應的離子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO3-=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；76.8gCu的物質的量為76.8/64=1.2mol，根據3Cu-8H＋關系，若要將Cu片完全溶解，需要氫離子的物質的量為3.2mol，故至少加入稀H2SO4的體積設為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用，掌握好酸堿鹽溶解性規(guī)律，利于物質的快速準確判定。 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進行如下實驗(氣體體積均在標準狀況下測定)。 序號 實驗內容 實驗結果 Ⅰ 向該溶液中加入足量稀鹽酸 產生白色沉淀并放出標準狀況下0.672 L氣體 Ⅱ 將Ⅰ的反應混合液過濾，對沉淀洗滌、灼燒至恒重，稱量所得固體質量 固體質量為3.0 g Ⅲ 向Ⅱ的濾液中滴加BaCl2溶液 無明顯現(xiàn)象 請回答下列問題。 （1）實驗Ⅰ能確定一定不存在的離子是______________。 （2）實驗Ⅰ中生成沉淀的離子方程式為_______________________________________。 （3）通過實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要計算，填寫下表中陰離子的濃度(能計算出的，填寫計算結果，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，產生白色沉淀并放出標準狀況下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+會發(fā)生沉淀反應 （3） 陰離子 Cl— CO32- SiO32- SO42- c/molL－1 ？ 0.3 0.5 0 （4）根據電荷守恒可知：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、離子濃度的計算的知識。電荷守恒在離子反應定量推斷試題中的應用解與離子反應有關的定量推斷類試題，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電荷總數(shù)。