阳离子 | H+、K+、Al3+、NH4+、Mg2+ |
阴离子 | Cl-、Br-、OH-、CO32-、AlO2- |
分析 1.I.取少量溶液,加入KSCN溶液时无明显变化,证明溶液中不含铁离子:
Ⅱ.另取溶液加入盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,说明是一氧化氮氧化为二氧化氮,证明原溶液中一定含有NO3-和Fe2+;则不能有CO32-、SiO32-;
Ⅲ.向Ⅱ中所得溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,取原溶液加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,证明溶液中有SO42-;
Ⅳ.向Ⅱ中所得溶液中加入过量浓氨水,生成氢氧化铁红褐色沉淀,溶液中没有Al3+,过滤,在所得溶液中加入盐酸至酸性时,再加入氢氧化钠溶液,有蓝色沉淀生成,积生成氢氧化铜沉淀,则溶液中含有Cu2+;
据此分析;
2.(1)根据生成的沉淀总物质的量最大量为5mol、最终得到3mol可知,最终得到的沉淀为3mol氢氧化镁沉淀,溶解的2mol沉淀为氢氧化铝;根据气体的物质的量最后有增加可知,增加的气体为氨气,溶液中一定存在铵离子;根据开始加入过氧化钠时没有沉淀生成,说明原溶液中存在氢离子,根据题中数据计算出氢离子的物质的量;
(2)沉淀中氢氧化铝沉淀能够与氢氧化钠溶液反应而导致沉淀减少,据此写出反应的离子方程式.
解答 解:1.I.取少量溶液,加入KSCN溶液时无明显变化,证明溶液中不含铁离子:
Ⅱ.另取溶液加入盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,说明是一氧化氮氧化为二氧化氮,证明原溶液中一定含有NO3-和Fe2+;则不能有CO32-、SiO32-;
Ⅲ.向Ⅱ中所得溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,取原溶液加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,证明溶液中有SO42-;
Ⅳ.向Ⅱ中所得溶液中加入过量浓氨水,生成氢氧化铁红褐色沉淀,溶液中没有Al3+,过滤,在所得溶液中加入盐酸至酸性时,再加入氢氧化钠溶液,有蓝色沉淀生成,积生成氢氧化铜沉淀,则溶液中含有Cu2+;
(1)综上可知,该废水一定含有的离子是Fe2+、Cu2+、NO3-、SO42-,故答案为:Fe2+、Cu2+、NO3-、SO42-;
(2)取溶液加入盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,说明是一氧化氮氧化为二氧化氮,则硝酸与亚铁离子反应生成NO和三价铁离子、水,其离子方程式为:3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O;
故答案为:3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O;
(3)反应产生氨气和氮气的体积比为1:4,则配平方程式为:16Al+9NO3-+7OH-=16AlO2-+4N2↑+NH3↑+2H2O;已知0.2molNO3-,
16Al+9NO3-+7OH-=16AlO2-+4N2↑+NH3↑+2H2O
16 9
n(Al) 0.2mol
n(Al)=$\frac{3.2}{9}$mol
则Al的质量为$\frac{3.2}{9}$mol×27 g•mol-1=9.6g
故答案为:9.6;
2.(1)根据图象中沉淀先增加后部分溶解可知:溶液中一定含有:Mg2+和Al3+,所以一定不含CO32-、AlO2-,并且含有镁离子的物质的量为3mol,氢氧化铝和氢氧化镁沉淀一共是5mol,根据元素守恒,所以含有铝离子的物质的量2mol;
加入8mol过氧化钠会生成4mol氧气,而图象中生成了6mol气体,说明生成的气体除了过氧化钠和溶液反应生成的氧气之外,还一定有2mol其他气体生成,而只能是氨气,所以一定含有2mol铵根离子,所以一定不含有氢氧根离子;图象中加入过氧化钠的物质的量在0~amol之间时,没有沉淀生成,所以溶液中含有H+,由于加入8mol过氧化钠时生成的沉淀达到最大量5mol,8mol过氧化钠会生成16mol氢氧化钠,而生成2mol氢氧化铝、3mol氢氧化镁、2mol氨气消耗的氢氧化钠为:2mol×3+3mol×2+2mol=14mol,所以有2mol氢氧化钠与氢离子反应,氢离子的物质的量为2mol;
并且物质的量为2mol,溶液中一定还含有阴离子,可能为氯离子或溴离子,钾离子不能确定是否存在,
根据电荷守恒:所以n(H+)+3n(Al3+)+n(NH4+)+2n(Mg2+)≤2n(SO42-),所以氯离子物质的量≥16mol,即:
离子种类 | H+ | Al3+ | NH4+ | Mg2+ | Br-或Cl- | |
物质的量(mol) | 2 | 2 | 2 | 3 | ≥16 |
点评 本题考查了离子检验的实验方法和反应现象分析、离子方程式的书写,掌握离子性质和溶液中电荷守恒计算判断存在的离子是解题关键,题目难度较大.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 1.25 | B. | 2 | C. | 2.25 | D. | 3.2 |
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科目:高中化学 来源: 题型:多选题
A. | 苹果 | B. | 坚果 | C. | 白菜 | D. | 花生 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 1L溶液中Cl-离子浓度为0.2mol•L-1 | |
B. | 1L溶液中Cl-离子总数为0.2NA | |
C. | 1L溶液中Ba2+离子浓度为0.2mol•L-1 | |
D. | 1L溶液中Ba2+和Cl-离子总数为0.4NA |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 铜片上发生了还原反应 | |
B. | 电子通过导线由铜片流向锌片 | |
C. | 正极有O2逸出 | |
D. | 正极附近的SO42-离子浓度逐渐增大 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
化学式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO | |
电离平 衡常数 | Ka=1.8×10-5 | Ka1=4.3×10-7 | Ka2=5.6×10-11 | Ka=3.0×10-8 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 将碳块磨成粉末可以加快反应速率 | |
B. | 升高温度一般可以加快反应速率 | |
C. | 容器体积不变时,向其中充入N2,反应速率不变 | |
D. | 增加碳的量可以加快反应速率 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 书写热化学方程式时,只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可 | |
B. | 凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应 | |
C. | 氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-483.6 kJ | |
D. | 表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式 |
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