高中化学复习知识点离子反应在化合物组成的分析鉴定的应用.docx

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高中化学复习知识点离子反应在化合物组成的分析鉴定的应用

高中化学复习知识点：

离子反应在化合物组成的分析、鉴定的应用

一、单选题

1．甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质，分别由NH4+、Ba2+、Mg2+、H+、OH﹣、Cl﹣、HCO3-、SO42-中的不同阳离子和阴离子各一种组成，已知：

①将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合，均有白色沉淀生成；

②0.1mol·L-1乙溶液中c（H+）＞0.1mol·L-1；

③向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成。

下列结论不正确的是（　　）

A．甲溶液含有Ba2+B．乙溶液含有SO42-

C．丙溶液含有Cl﹣D．丁溶液含有Mg2+

2．a、b、c、d、e、均可溶于水的固体，组成它们的离子有

分别取它们的水溶液进行实验。

结果如下：

①a溶液与b溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于e溶液；

②a溶液与c溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于e溶液；

③a溶液与d溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于盐酸；

④b溶液与适量d溶液反应生成白色沉淀，加入过量d溶液，沉淀量减少，但不消失。

据此推断（）

A．e溶液中一定含有HSO4-

B．a溶液中一定含有Al3+

C．d溶液中一定有SO42-

D．c溶液中可能含有CO32-

3．某溶液可能含有Cl-、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3+、Al3+和K+。

取该溶液100mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，同时产生红褐色沉淀；过滤，洗涤，灼烧，得到1.6g固体；向上述滤液中加足量BaCl2溶液，得到4.66g不溶于盐酸的沉淀。

由此可知原溶液中（）

A．至少存在3种离子

B．Cl-一定存在，且c（Cl）≥0.4mol/L

C．SO42-、NH4+、一定存在，Cl-可能不存在

D．CO32-、Al3+一定不存在，K+可能存在

4．水溶液X中只可能溶有K＋、Mg2＋、Al3＋、AlO2-、SiO32-、SO32-、CO32-、SO42-中的若干种离子。

某同学对该溶液进行了如下实验。

则下列判断正确的是

A．气体甲一定是纯净物

B．沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物

C．K＋、AlO2-和SiO32-一定存在于溶液X中

D．CO32-和SO42-一定不存在于溶液X中

5．（2015秋•益阳期末）下表是某矿泉水的部分标签说明

则该饮用水中还可能较大量存在的离子是（）

A．OH﹣B．Ag+C．Na+D．Ba2+

6．某溶液中可能存在Fe3+、Fe2+、I−、HCO3-、Cl−、NO3-六种离子中的几种。

现进行下列实验：

①取少量溶液滴加KSCN溶液，溶液呈血红色；

②另取少量原溶液滴加盐酸，溶液的棕黄色加深。

据此可以推断，该溶液中肯定不存在的离子是（）

A．I−、HCO3-、Cl−

B．Fe2+、HCO3-、NO3-

C．I−、HCO3-

D．Fe3+、I−、HCO3-

7．某同学为检验溶液中是否含有常见的某些离子，进行了下图所示的实验操作。

最终产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

由该实验能得到的正确结论是

A．原溶液中一定含有SO42-离子B．原溶液中一定含有NH4+离子

C．原溶液中一定含有Cl-离子D．原溶液中一定含有Fe3+离子

8．将足量CO2通入KOH和Ca（OH）2混合溶液，生成沉淀的物质的量和通入CO2体积（V）的关系正确的是

A．0→a：

c（Ca2+）、c（OH-）逐渐下降，a点处这两种离子完全被消耗

B．a→b：

无沉淀生成和溶解，CO2只与KOH反应

C．b点：

固体是碳酸钙、溶质是碳酸钾

D．整个过程充分说明离子互换反应的原理

9．某固体混合物含有等物质的量且均为1mol的CuSO4、KCl、NaOH、NH4Cl四种成分中的某两种。

通过实验确定其组成：

取少量固体溶于水，得到无色澄清的溶液；向该溶液中滴入少量的硝酸铝溶液，看到有白色沉淀生成。

该固体混合物的组成是（）

A．NaOH、NH4Cl

B．KCl、CuSO4

C．KCl、NaOH

D．KCl、NH4Cl

二、多选题

10．有一固体混合物，可能含有FeCl2、NaNO2、Ba（OH）2、A1C13、Na2SO3中的若干种。

取适量该混合物加适量水充分搅拌，得到白色沉淀A与无色溶液B。

①取少量A加入稀硝酸至过量，白色沉淀部分溶解

②取少量B逐滴加入稀硫酸至过量，不断生成白色沉淀后沉淀部分溶解

③取少量B滴加少量酸性高锰酸钾，振荡，最终得无色溶液

根据上述实验现象，以下推测正确的是（）

A．③中使KMnO4褪色的是NO2-

B．无法判断固体中FeCl2是否存在

C．B的pH＞7

D．固体由Ba（OH）2、A1C13、Na2SO3组成

三、综合题

11．某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。

称取两份质量均为45.3g的该结晶水合物，分别制成溶液向其中一份逐滴加入NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有气体逸出，该气体有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，加热后共计可收集到2.24L该气体（标准状况）；最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。

另一份逐滴加入Ba（OH）2溶液，开始现象类似，但最终仍有白色沉淀；过滤，用稀硝酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体46.6g。

请回答以下问题：

（1）该结晶水合物中含有的两种阳离子是_____和_____，阴离子是_____；

（2）试通过计算确定该结晶水合物的化学式。

写出计算过程：

_____假设过程中向该溶液中加入的Ba（OH）2溶液的物质的量浓度为2.0mol⋅L-1。

（3）加入_____mLBa（OH）2溶液时，所得沉淀的总物质的量最大。

（4）请在如图中画出生成沉淀的物质的量与加入Ba（OH）2溶液体积的关系示意图_____。

12．某无色澄清溶液中Cl－浓度为0.5mol·L－1，还可能含有下表中的若干种离子。

阳离子

K＋、Al3＋、Mg2＋、Ba2＋、Fe3＋

阴离子

NO3-、CO32-、SiO32-、SO42-、OH－

现取该溶液100mL进行如下实验（气体体积均在标准状况下测定）。

序号

实验内容

实验结果

Ⅰ

向该溶液中加入足量稀盐酸

产生白色沉淀并放出标准状况下1.12L气体

Ⅱ

将Ⅰ的反应混合液过滤，对沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体质量

固体质量为4.8g

Ⅲ

向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液

无明显现象

请回答下列问题：

（1）通过以上实验不能确定是否存在的离子有______________。

能确定一定不存在的离子是_____________________________________________________。

（2）实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为_____________________________。

（3）通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，请写出一定存在的阴离子______________（不一定要填满）。

（4）判断K＋是否存在，若存在，求出其最小浓度，若不存在说明理由：

_____________________。

参考答案

1．D

【解析】

【详解】

根据②中的信息可知乙是二元酸，故乙是H2SO4；根据③中现象，可以推知丙中含有Cl-；再结合①中提供信息，甲与其它三种物质混合均产生白色沉淀，则可推出甲是Ba（OH）2，乙是H2SO4，丙是MgCl2，丁是NH4HCO3，故选D。

【点睛】

本题考查离子共存的正误判断，该题是高考中的高频题，属于中等难度的试题，侧重对学生基础知识的训练和检验，本题解题关键是先找出离子之间能够形成的白色沉淀，然后判断甲的组成即可。

2．A

【解析】

【分析】

【详解】

依据阴阳离子共存的分析判断，阴离子CO32-只能和Na+结合为Na2CO3；OH-只能和Ba2+结合为溶于水的Ba（OH）2；所以分析可知离子间SO42-和Al3+结合成的物质为Al2（SO4）3；最后剩余Cl-和HSO4-结合的阳离子Na+、Mg2+；依据反应现象可知a和b、c、d都生成沉淀且沉淀都溶于酸溶液，分析离子性质判断a为Na2CO3；e为含HSO4-，沉淀可以是Mg2+、Al3+、Ba2+的碳酸盐沉淀；b、c、d物质中分别含这三种阳离子，依据④b溶液与适量d溶液反应生成白色沉淀，加入过量d溶液，沉淀量减少，但不消失，说明溶解的沉淀是Al（OH）3；结合离子性质和物质组成判断，b为Al2（SO4）3，d为Ba（OH）2，c为MgCl2，符合①②③沉淀形成的性质；①②生成的沉淀溶解于e，说明e中不能含和硫酸根离子、镁离子生成沉淀的离子，则e只能为：

NaHSO4（或Mg（HSO4）2）；推断出a：

Na2CO3，b：

Al2（SO4）3，c：

MgCl2，d：

Ba（OH）2，e：

NaHSO4（或Mg（HSO4）2）；

A．由分析可知，e能为NaHSO4（或Mg（HSO4）2），e溶液中一定含有HSO4-，故A正确；

B．由分析可知，a溶液为Na2CO3，一定不含Al3+，故B错误；

C．由分析可知，d溶液为Ba（OH）2，一定不含SO42-，故C错误；

D．由分析可知，c为MgCl2，一定不含CO32-，故D错误；

答案选A。

【点睛】

④中沉淀量减少，但不消失，说明溶解的沉淀是Al（OH）3，是解本题的关键，熟悉各种离子之间的反应，各种物质的性质是解本题的关键。

3．B

【解析】

【分析】

【详解】

加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，可知一定存在铵根离子，物质的量为0.02mol；红褐色沉淀是氢氧化铁，1.6g固体为三氧化二铁，可知一定有Fe3+，物质的量为

；Fe3+与CO32-不能共存，则一定没有CO32-；4.66g不溶于盐酸的沉淀，为硫酸钡沉淀，则溶液中含有SO42-，物质的量为

；

A.由上述分析可知，一定含SO42-、NH4+、Fe3+，溶液中NH4+、Fe3+所带正电荷为0.02mol+3×0.02mol=0.08mol，SO42-所带负电荷为2×0.02mol=0.04mol，据电荷守恒，知溶液中必然大量存在另一种阴离子Cl-，故A错误；

B.由电荷守恒可知，Cl-一定存在，且c（Cl-）≥0.4mol/L，故B正确；

C.由上述分析可知，SO42-、NH4+、Fe3+、Cl-一定存在，故C错误；

D.综上所述，原溶液中一定含Fe3+、NH4+、SO42-和Cl-，可能含Al3+、K+，一定不含CO32-，故D错误；

故选B。

【点睛】

注意加入的氢氧化钠为过量，所以根据实验现象无法判断是否有Al3+存在，溶液呈电中性，根据电荷守恒判断隐含离子的存在是解决此类问题的关键。

4．C

【解析】

试题分析：

加入过量的稀盐酸有气体产生，说明CO32-、SO32-至少有一种，气体甲中CO2、SO2至少有一种。

镁离子、铝离子与CO32-、SO32-均不能大量共存，一定不存在镁离子、铝离子；加入过量的盐酸有沉淀，说明一定有硅酸根离子，沉淀甲是硅酸。

无色溶液中加入过量氨水有沉淀生成，该沉淀只能是氢氧化铝沉淀，说明此时溶液中存在铝离子。

由于原溶液中的铝离子一定不存在，所以该铝离子是偏铝酸根离子和盐酸反应生成的，则一定存在偏铝酸根离子。

根据溶液的电中性可知一定含有K+离子。

A、根据以上分析可知气体甲不一定是纯净物，A错误；B、根据以上分析可知沉淀甲是硅酸，不可能是硅酸镁，B错误；C、根据以上分析可知原来溶液中K+、AlO2-和SiO32-一定存在，C正确；D、根据以上分析可知硫酸根离子不能确定是否存在，CO32-可能存在，D错误，答案选C。

考点：

考查离子的检验和离子共存的正误判断

5．C

【解析】A．Mg2+、OH﹣结合生成沉淀，不能大量共存，故A错误；

B．Ag+、Cl﹣结合生成沉淀，不能大量共存，故B错误

C．该组离子之间均不反应，可大量共存，故C正确；

D．Ba2+、SO42﹣结合生成沉淀，不能大量共存，故D错误；

【点评】本题考查离子的共存，为高频考点，把握习题中的信息及常见离子之间的反应为解答的关键，侧重复分解反应的离子共存考查，题目难度不大．

6．C

【解析】

【分析】

【详解】

①取少量溶液滴加KSCN溶液，溶液呈血红色，说明原溶液中一定存在Fe3+，因Fe3+与I-能发生2Fe3++2I-=2Fe2++I2，所以一定不存在I-；

②另取少量原溶液滴加盐酸，溶液的棕黄色加深，发生3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，说明原溶液中一定存在Fe2+、NO3-，因HCO3-+H+=H2O+CO2↑，而原溶液滴加盐酸加酸没有气体生成，所以一定不存在HCO3-，无法确定是否含有Cl-；

故选：

C。

7．B

【解析】

【分析】

【详解】

A．原溶液中加入盐酸酸化的硝酸钡，如果其中含有亚硫酸根离子，则会被氧化为硫酸根离子，所以原溶液中不一定含有SO42-离子，故A错误；

B．产生能使红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气，所以原来溶液中一定含有铵根离子，故B正确；

C．原溶液中加入盐酸酸化的硝酸钡，引进了氯离子，能和硝酸银反应生成氯化银沉淀的离子不一定是原溶液中含有的氯离子，可能是加进去的盐酸中的，故C错误；

D．原溶液中加入盐酸酸化的硝酸钡，如果其中含有亚铁离子，则亚铁离子会被氧化为铁离子，铁离子能使硫氰酸钾变为红色，所以原溶液中不一定含有Fe3+离子，故D错误；

答案选B。

8．D

【解析】

【分析】

【详解】

向KOH和Ca（OH）2的混合稀溶液中通入CO2，先二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，当氢氧化钙消耗完时，继续通入二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钾反应生成碳酸钾，当氢氧化钾完全反应后，继续通入二氧化碳，二氧化碳和碳酸钾、水反应生成碳酸氢钾，当碳酸钾反应后，继续通入二氧化碳，二氧化碳和和碳酸钙、水反应生成可溶性的碳酸氢钙，

A．o→a：

c（Ca2+）、c（OH−）逐渐下降，a点处钙离子完全被消耗，氢氧根离子部分消耗，故A错误；

B．a→b：

无沉淀生成和溶解，CO2与KOH、K2CO3反应，故B错误；

C．b点：

固体是碳酸钙、溶质是碳酸氢钾，故C错误；

D．整个过程离子出现互换，充分说明离子互换反应的原理，故D正确；

答案选D。

9．A

【解析】

【分析】

【详解】

A.该固体混合物的组成是NaOH、NH4Cl，溶于水后得到的是氯化钠和氨水，为无色溶液，向该溶液中滴入少量的硝酸铝溶液，可以和氨水反应有白色沉淀氢氧化铝生成，符合题意，A项正确；

B.取少量固体溶于水，得到无色澄清的溶液，一定不含CuSO4，B项错误；

C.该固体混合物的组成是NaOH、KCl，溶于水后得到的是无色溶液，但是向该溶液中滴入少量的硝酸铝溶液，不会得到沉淀，C项错误；

D.该固体混合物的组成是NH4Cl、KCl，溶于水后得到的是无色溶液，但是向该溶液中滴入少量的硝酸铝溶液，不会得到沉淀，D项错误；

答案选A。

10．AC

【解析】

【分析】

【详解】

该混合物加适量水充分搅拌，得到白色沉淀A与无色溶液B，则一定不含FeCl2，沉淀为氢氧化铝或亚硫酸钡，

①取少量A加入稀硝酸至过量，白色沉淀部分溶解，沉淀一定含氢氧化铝，则原混合物中一定含AlCl3，生成硫酸钡沉淀，则原混合物中一定含Ba（OH）2、Na2SO3；

②取少量B逐滴加入稀硫酸至过量，不断生成白色沉淀后沉淀部分溶解，则沉淀含硫酸钡和氢氧化铝，B中含钡离子、偏铝酸根离子，原混合物中一定含A1C13、Ba（OH）2；

③取少量B滴加少量酸性高锰酸钾，振荡，最终得无色溶液，一定含NaNO2；

A.由上述分析，③中使KMnO4褪色的是NO2−，故A正确；

B.由上述分析，一定不含有色的离子，则一定不含FeCl2，故B错误；

C.B中含有弱离子偏铝酸根离子和NO2−，二者均水解使溶液显碱性，pH>7，故C正确；

D.由上述分析，固体由NaNO2、Ba（OH）2、AlCl3、Na2SO3组成，故D错误；

答案选AC。

11．NH4+Al3+SO42-NH4Al（SO4）2∙12H2O[或（NH4）2SO4∙Al2（SO4）3∙24H2O]100

【解析】

【详解】

（1）一份加入NaOH溶液，一段时间后有气体逸出，该气体有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体是氨气，明一定含有铵根离子；向其中一份逐滴加入NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多，最后白色沉淀逐渐减少并最终消失，证明一定含有铝离子，一份加入足量Ba（OH）2溶液，生成白色沉淀，过滤，用稀硝酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体46.6g，说明含有硫酸根离子；故答案为：

NH4+；Al3+；SO42-；

（2）由题中信息可知45.3g的该结晶水合物中：

n（SO42-）=

，n（NH4+）=

，根据离子化合物中阴、阳离子电荷平衡的原理：

n（NH4+）+3n（Al3+）=2n（SO42-）可得：

n（A13+）=

=0.1mol，n（H2O）=

，所以该结晶水合物中：

n（NH4+）：

n（A13+）：

n（SO42-）：

n（H2O）=0.1mol：

0.1mol：

0.2mol：

1.2mol=1：

1：

2：

12，该结晶水合物的化学式为NH4Al（SO4）2∙12H2O，故答案为：

NH4Al（SO4）2∙12H2O；

（3）加入Ba（OH）2溶液沉淀物质的量最大，此时Al3+、Ba2+沉淀完全，则n（Ba（OH）2）=n（SO42-）==0.2mol，则V（Ba（OH）2）=

=100mL，故答案为：

100；

（4）根据反应的先后顺序，开始阶段是氢氧化钠和铝离子反应生成氢氧化铝沉淀，钡离子和硫酸根生成硫酸钡沉淀，当n（Ba（OH）2）=

时，Al3+沉淀完全，此时V（Ba（OH）2）=

，沉淀的总物质的量为：

0.1mol+0.15mol=0.25mol；之后沉淀继续增加的为硫酸钡沉淀，达到最大值时，V（Ba（OH）2）=

=100mL，沉淀的总物质的量为0.1mol+0.2mol=0.3mol；最后是氢氧化铝和氢氧化纳反应生成偏铝酸钠的阶段，此时消耗的V（Ba（OH）2）=

，最后剩余0.2mol硫酸钡沉淀保持不变，如图示：

。

12．OH-、NO3-Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+、SO42-SiO32-+2H+=H2SiO3↓CO32-、SiO32-存在，浓度至少为3.1mol•L-1

【解析】

【分析】

由实验Ⅰ可知，100mL溶液中一定含有CO32-，其物质的量为

，则一定没有Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+；由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32-，发生反应

，硅酸加热分解生成二氧化硅，固体质量为4.8g为二氧化硅的质量，根据硅原子守恒，SiO32-的物质的量为

；由实验Ⅲ可知溶液中不含SO42-，根据电荷守恒：

，溶液中一定含有K+，且其浓度至少为

=3.1mol•L-1，不能确定OH-、NO3-是否存在。

【详解】

（1）通过以上实验不能确定是否存在的离子有

，确定一定不存在的离子是

；

（2）由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32-，发生反应

；

（3）根据以上分析可知，一定存在CO32-、SiO32-；

（4）根据电荷守恒：

，溶液中一定含有K+，且其浓度至少为3.1mol•L-1。

【点睛】

离子共存问题利用浓度计算时需利用溶液中阴阳电荷守恒列出等式进行计算。