15.某水溶液只可能含有K+、Al3+、Fe3+、Mg2+、Ba2+、NH4+、Cl-、SO42-中的若干種離子.某同學(xué)取100mL的溶液分成兩等份進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
①第一份加過(guò)量的氫氧化鈉溶液后加熱,收集到0.02mol的氣體,無(wú)沉淀產(chǎn)生,同時(shí)得到溶液甲.
②向溶液甲中通過(guò)量的二氧化碳?xì)怏w,生成白色沉淀,沉淀經(jīng)過(guò)濾,洗滌灼燒后,得到1.02g固體.
③第二份加足量的氯化鋇溶液后,生成白色沉淀,沉淀經(jīng)鹽酸充分洗滌,干燥,得到11.65g固體.
據(jù)此,該同學(xué)得到的結(jié)論正確的是( 。
A.實(shí)驗(yàn)①中產(chǎn)生的氣體為氨氣,并可得原溶液中c(NH4+)=0.1 mol•L-1
B.實(shí)驗(yàn)③中的沉淀中一定有BaSO4,可能有Mg(OH)2
C.若要判斷原溶液中是否有Cl-,無(wú)需另外設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
D.原溶液中一定有K+,且c(K+)≥0.4 mol•L-1

分析 ①第一份加過(guò)量NaOH溶液后加熱,收集到0.02mol氣體,即為氨氣,一定含有NH4+,物質(zhì)的量為0.02mol,濃度為:$\frac{0.02mol}{0.05L}$=0.4mol/L,無(wú)沉淀生成,則一定不含有Fe3+、Mg2+;
②向甲溶液中通入過(guò)量CO2,生成白色沉淀,即為氫氧化鋁,則原溶液中一定有Al3+,一定不含有碳酸根離子,鋁離子和過(guò)量的氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉溶液,溶液中通入過(guò)量CO2,生成白色沉淀,即為氫氧化鋁,氫氧化鋁沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌、灼燒后,得到1.02g固體即為氧化鋁,根據(jù)鋁元素守恒,得到鋁離子的物質(zhì)的量是$\frac{1.02g}{102g/mol}$×2=0.02mol,濃度為:$\frac{0.02mol}{0.05L}$=0.4mol/L;
③第二份加足量BaCl2溶液后,生成白色沉淀,則一定含有硫酸根離子,無(wú)鋇離子.沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后,得到11.65g固體即硫酸鋇的質(zhì)量是11.65g,物質(zhì)的量為:$\frac{11.65g}{233g/mol}$=0.05mol,根據(jù)元素守恒,所以硫酸根離子的物質(zhì)的量是0.05mol,濃度為:$\frac{0.05mol}{0.05L}$=1mol/L,
綜上可知,一定含有的離子是:NH4+、Al3+、SO42-,其濃度分別是:0.4mol/L;0.4mol/L;1mol/L,一定不含F(xiàn)e3+、Mg2+、Ba2+、SO42,不能確定是否存在氯離子.以此解答該題.

解答 解:①第一份加過(guò)量NaOH溶液后加熱,收集到0.02mol氣體,即為氨氣,一定含有NH4+,物質(zhì)的量為0.02mol,濃度為:$\frac{0.02mol}{0.05L}$=0.4mol/L,無(wú)沉淀生成,則一定不含有Fe3+、Mg2+;
②向甲溶液中通入過(guò)量CO2,生成白色沉淀,即為氫氧化鋁,則原溶液中一定有Al3+,一定不含有碳酸根離子,鋁離子和過(guò)量的氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉溶液,溶液中通入過(guò)量CO2,生成白色沉淀,即為氫氧化鋁,氫氧化鋁沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌、灼燒后,得到1.02g固體即為氧化鋁,根據(jù)鋁元素守恒,得到鋁離子的物質(zhì)的量是$\frac{1.02g}{102g/mol}$×2=0.02mol,濃度為:$\frac{0.02mol}{0.05L}$=0.4mol/L;
③第二份加足量BaCl2溶液后,生成白色沉淀,則一定含有硫酸根離子,無(wú)鋇離子.沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后,得到11.65g固體即硫酸鋇的質(zhì)量是11.65g,物質(zhì)的量為:$\frac{11.65g}{233g/mol}$=0.05mol,根據(jù)元素守恒,所以硫酸根離子的物質(zhì)的量是0.05mol,濃度為:$\frac{0.05mol}{0.05L}$=1mol/L,
綜上可知,一定含有的離子是:NH4+、Al3+、SO42-,其濃度分別是:0.4mol/L;0.4mol/L;1mol/L,一定不含F(xiàn)e3+、Mg2+、Ba2+、SO42,不能確定是否存在氯離子.
A.根據(jù)以上分析可知,c (NH4+)=0.4 mol•L-1,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)以上分析可知,③中的白色沉淀中一定有BaSO4,因溶液不存在鎂離子,則沒(méi)有生成氫氧化鎂,故B錯(cuò)誤;
C.由以上分析可知,不能確定存在氯離子,故C錯(cuò)誤;
D.任何溶液中都存在電荷守恒,NH4+、Al3+、SO42-,其濃度分別是:0.4mol/L;0.4mol/L;1mol/L,可以知道NH4+、Al3+的正電荷總量小于SO42-負(fù)電荷總量,依據(jù)電荷守恒,則一定有K+存在,若無(wú)氯離子存在,則0.4×1+0.4×3+c(K+)×1=1×2,解得c(K+)=0.4mol/L,故D正確.
故選D.

點(diǎn)評(píng) 本題考查離子的檢驗(yàn),為高頻考點(diǎn),側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查,題目采用定性實(shí)驗(yàn)和定量計(jì)算分析相結(jié)合的模式,增大了解題難度,同時(shí)涉及離子共存、離子反應(yīng)等都是解題需注意的信息,尤其是K+的確定易出現(xiàn)失誤.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

5.喹硫平是一種非經(jīng)典抗精神疾病的藥物,對(duì)多種神經(jīng)遞質(zhì)受體有相互作用,其結(jié)構(gòu)為,它的合成路線如下:


已知:(Ⅰ)反應(yīng)①為取代反應(yīng);
(Ⅱ)A的系統(tǒng)命名為1,4-二溴-2-丁烯.
(Ⅲ)
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)物質(zhì) 含有的官能團(tuán)名稱為碳碳雙鍵和羧基.
(2)分子式為C13H9NO4S的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是
(3)反應(yīng)⑤的目的是保護(hù)碳碳雙鍵,防止被酸性高錳酸鉀溶液氧化.
(4)物質(zhì)B的同分異構(gòu)體有多種,符合下列條件的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HCOOCH(CH32
①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);
②與NaOH能反應(yīng),與NaHCO3不反應(yīng);
③核磁共振氫譜只有三個(gè)峰.
(5)已知:-SH(巰基)的性質(zhì)與-OH相似,則   在一定條件下發(fā)生縮聚反應(yīng)的化學(xué)方程式為
(6)  是一種重要的有機(jī)化合物.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理方案,完成從

  的合成路線流程圖(無(wú)機(jī)試劑任用).

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6.在下列給定條件的溶液中,一定能大量共存的離子組是( 。
A.無(wú)色溶液:Cu2+、H+、Cl-、HSO3-
B.能使pH試紙呈紅色的溶液:Na+、Fe2+、Cl-、NO3-
C.在水電離出的c(H+)=1×10-12mol/L的溶液中:K+、Fe3+、Cl-、NO3-
D.$\frac{{K}_{w}}{c({H}^{+})}$=0.1 mol/L的溶液:Na+、K+、SiO32-、NO3-

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3.研究硫元素及其化合物的性質(zhì)具有重要意義.
(1)①硫離子的結(jié)構(gòu)示意圖為
②加熱時(shí),硫元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的濃溶液與木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO2↑+CO2↑+2H2O.
(2)25℃,兩種酸的電離平衡常數(shù)如下表:
Ka1Ka2
H2SO31.3×10-26.3×10-8
H2CO34.2×10-75.6×10-11
①HSO3-的電離平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c(S{{O}_{3}}^{2-})c({H}^{+})}{c(HS{{O}_{3}}^{-})}$.
②0.10mol•L-1Na2SO3溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+).
③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反應(yīng)的離子方程式為H2SO3+HCO3-=HSO3-+CO2↑+H2O.

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10.常溫下,下列有關(guān)敘述正確的是( 。
A.NaB溶液的pH=8,c(Na+)-c(B-)=9.9×10-7 mol/L
B.Na2CO3溶液中,2c(Na+)=c(CO${\;}_{3}^{2-}$)+c(HCO${\;}_{3}^{-}$)+c(H2CO3
C.pH相等的①NH4NO3、②(NH42SO4、③NH4HSO4三種溶液中,c(NH${\;}_{4}^{+}$)大小順序?yàn)椋孩伲劲冢劲?/td>
D.10 mL pH=12的氫氧化鈉溶液中加入pH=2的HA溶液至pH剛好等于7,則所得溶液體積V(總)=20 mL

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20.如圖是某學(xué)校實(shí)驗(yàn)室從化學(xué)試劑商店買回的硫酸試劑標(biāo)簽上的部分內(nèi)容.
Ⅰ.硫酸具有多種性質(zhì),熱的濃硫酸與銅片反應(yīng)體現(xiàn)出濃硫酸的性質(zhì)是酸性和強(qiáng)氧化性
Ⅱ.現(xiàn)用該濃硫酸準(zhǔn)確配制100mL 1mol/L的稀硫酸.可供選用的儀器有:①膠頭滴管;②燒瓶;③燒杯;④藥匙;⑤量筒;⑥托盤天平.
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)配制稀硫酸時(shí),上述儀器中不需要使用的有②④⑥(填序號(hào)),還缺少的儀器有100mL容量瓶 玻璃棒(寫儀器名稱);
(2)經(jīng)計(jì)算,配制100mL 1mol/L的稀硫酸需要用量筒量取上述濃硫酸的體積為5.4mL(保留一位小數(shù)),量取濃硫酸時(shí)應(yīng)選用①(①10mL、②50mL、③100mL)規(guī)格的量筒.

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7.將14克Na2O、Na2O2的混合物放入87.6克水中,可得1.12升氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況),所得溶液的密度為1.18克/毫升,求原混合物中各成分的物質(zhì)的量之比和所得溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和物質(zhì)的量濃度.

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4.空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)中有一項(xiàng)重要檢測(cè)指標(biāo)是SO2的含量,結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題.工業(yè)制硫酸的過(guò)程中,SO2催化氧化的原理為:
2SO2(g)+O2(g)?△催化劑 2SO3(g)+Q
某溫度下,測(cè)得SO2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與體系總壓強(qiáng)( p )的關(guān)系如圖所示.
(1)a、b兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K(a)= K(b) (填“>”、“<”或“=”,下同),SO3濃度c(a)<c(b).c點(diǎn)時(shí),反應(yīng)速率υ(正)<υ(逆).將一定量的SO2(g)和O2(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,在不同溫度下進(jìn)行反應(yīng)得到如表中的兩組數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度/℃起始量/mol平衡量/mol
SO2O2SO2O2
1T142x0.8
2T2420.4y
(2)實(shí)驗(yàn)1從開始到反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),用去時(shí)間t 分鐘,則υ(SO2)表示的反應(yīng)速率為$\frac{1.2}{t}$mol•L-1•min-1,溫度T1大于T2的理由是反應(yīng)放熱,溫度升高,平衡向左移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率低.
(3)制取SO2的尾氣用NaOH溶液吸收,可得到Na2SO3和NaHSO3兩種鹽.
①0.1mol/L的NaHSO3溶液中c(H+)>c(OH-),用水解和電離理論的角度解釋其原因HSO3-的電離程度大于水解程度,若往溶液中加入氨水至中性,則c(Na+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3) (填“>”、“<”或“=”).
②往0.1mol/L 的Na2SO3溶液加入少量NaOH固體,完全溶解后溶液中c(Na+):c(SO32-)的比值變大(填“變大”、“變小”或“保持不變”).

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5.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值.下列說(shuō)法不正確的是(  )
A.5NH4NO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2HNO3+4N2↑+9H2O的反應(yīng)中,生成28 g N2,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為3.75NA
B.高溫下,0.2 mol Fe與足量水蒸氣反應(yīng),生成的H2分子數(shù)目為0.3NA
C.氫氧燃料電池正極消耗22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí),電路中通過(guò)的電子數(shù)目為4NA
D.室溫下,1 L pH=13的NaOH溶液中,由水電離的OH-數(shù)目為10-13NA

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