离子或物质共存推断题1.某无色溶液中可能含有Na+、K+、NH4+、Mg2+、Cu2+、SO42−、SO32−、Cl−、Br−、CO32−中的若干种,离子浓度都为0.1mol⋅L−1.往该溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成.某同学另取少量原溶液,设计并完成如下实验：则关于原溶液的判断中正确的是( )A. 若步骤中Ba(NO3)2和HNO3溶液改用BaCl2和盐酸的混合溶液,则对溶液中离子的判断无影响B. 无法确定原溶液中是否存在Cl−C. 肯定存在的离子是SO32−、Br−,是否存在Na+、K+需要通过焰色反应来确定D. 肯定不存在的离子是Mg2+、Cu2+、SO42−、CO32−,是否含NH4+另需实验验证【答案】A【解析】无色溶液中一定不含Cu2+,往该溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成,无SO42−,加足量氯水,无气体,则无CO32−,溶液加四氯化碳分液,下层橙色,则有Br−,上层加硝酸钡和稀硝酸有白色沉淀,有SO32−,无Mg2+,溶液中一定含阳离子,且离子浓度都为0.1mol⋅L−1,根据电荷守恒,一定含有NH4+、Na+、K+,一定不存在Cl−；A.加足量氯水时已将亚硫酸根氧化成硫酸根,加入Ba(NO3)2和HNO3溶液目的是检验硫酸根离子,若改用BaCl2和盐酸的混合溶液,对溶液中离子的判断无影响,故A正确；B.根据电荷守恒,一定含有NH4+、Na+、K+,一定不存在Cl−.故B错误；C.根据电荷守恒,一定含有NH4+、Na+、K+,不需要通过焰色反应来确定,故C错误；D.分析可知肯定不存在的离子是Mg2+、Cu2+、SO42−、CO32−,一定含NH4+,故D错误；故选：A。
2.某溶液X含有K+、Mg2+、Fe3+、Al3+、Fe2+、Cl−、CO32−、OH−、SiO32−、NO3−、SO42−中的几种,已知该溶液中各离子物质的量浓度均为0.20mol·L−1(不考虑水的电离及离子的水解)。
为确定该溶液中含有的离子,现进行了如下的操作：下列说法正确的是( )A. 无色气体可能是NO和CO2的混合物B. 由步骤③可知,原溶液肯定存在Fe3+C. 溶液X中所含离子种类共有4种D. 另取100mL原溶液X,加入足量的NaOH溶液,充分反应后过滤,洗涤,灼烧至恒重,理论上得到的固体质量为2.4g【答案】D【解析】溶液X加入过量盐酸生成无色气体,该气体与空气变红棕色,则可说明生成NO,X中一定含有NO3−和还原性离子,应为Fe2+,则溶液中一定不存在CO32−、OH−、SiO32−,都与Fe2+反应生成沉淀,加入盐酸后阴离子种类不变,则说明X中含有Cl−,加入氯化钡生成白色沉淀,则一定含有SO42−,加入KSCN溶液呈红色,因Fe2+被氧化成Fe3+,则不能证明X中含有Fe3+,则溶液中一定存在的离子有Fe2+、Cl−、NO3−、SO42−,溶液中各离子物质的量浓度均为0.20mol⋅L−1,则还应含有K+、Mg2+、Fe3+、Al3+中的离子,结合电荷守恒可知,应含有Mg2+,则：A.无色气体只能为NO,故A错误；B.由以上分析可知不含Fe3+,故B错误；C.溶液X中所含离子有Fe2+、Cl−、NO3−、SO42−、Mg2+,共5种,故C错误；D.另取100mL原溶液X,加入足量的NaOH溶液,充分反应后过滤,洗涤,灼烧至恒重,可得到0.01molFe2O3和0.02molMgO,二者质量共为0.01mol×160g/mol+0.02mol×40g/mol= 2.4g,故D正确；故选D。
3.常温下,某澄清透明溶液中可能存在：Na+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、Br−、SO32−、SO42−中的一种或多种(不考虑水的电离和离子的水解),各离子的物质的量浓度均为0.1mol·L−1。
现进行如下实验,(流程中所加试剂均为过量),下列说法正确的是()A. 沉淀B中肯定含有氢氧化铁,可能含有氢氧化镁B. 样品溶液中肯定不存在Cu2+和SO32−,可能含有Na+C. 样品溶液中肯定存在Na+、Fe2+、Br−、SO42−D. 1L黄色溶液D能恰好溶解铁2.8克【答案】C【解析】依据流程图可知,白色沉淀A是硫酸钡,所以可能含有SO42−和SO32−,滤液加四氯化碳后的下层呈橙红色,所以含有Br−,沉淀B加入稀盐酸变成黄色溶液,说明D溶液中含有Fe3+,没有Cu2+,所以原样品溶液含有Fe2+,而Fe2+离子与SO32−离子不能共存,所以没有SO32−,所以存在的离子是SO42−、Br−、Fe2+,依据各离子的物质的量浓度均为0.1mol·L−1和溶液的电荷守恒,所以还含有Na+,不含有Mg2+。
据此答题。
A.沉淀B中肯定含有氢氧化铁,没有氢氧化镁,故A错误；B.样品溶液中肯定不存在Cu2+和SO32−,一定含有Na+,故B错误；C.样品溶液中肯定存在Na+、Fe2+、Br−、SO42−,故C正确；D.1L黄色溶液D含有n(Fe3+)=0.1mol,依据电子守恒,能恰好溶解铁0.05mol,即2.8克,但是过量的盐酸也可以与铁反应,反应消耗的铁的质量大于2.8g,故D错误。
故选C。
4.已知亚硝酸为弱酸,且不稳定易分解成NO和NO2。
某钠盐溶液中可能含有NO2−、SO42−、SO32−、CO32−、Cl−、I−等阴离子.某同学取5份此溶液样品,分别进行了如下实验：①用pH计测得溶液pH大于7②加入盐酸,产生有色刺激性气体③加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,且放出有色刺激性气体④加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀溶于稀硝酸且放出气体,将气体通入品红溶液,溶液不褪色⑤加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,在滤液中加入酸化的(NH4)2Fe(SO4)2溶液,再滴加KSCN溶液,显红色该同学最终确定在上述六种离子中共含NO2−、CO32−、Cl−三种阴离子.请分析,该同学只需要完成上述哪几个实验,即可得出此结论．A. ①②④⑤B. ③④C. ③④⑤D. ②③⑤【答案】B【解析】①用pH计测得溶液pH大于7,说明溶液呈碱性；②加入盐酸,产生有色刺激性气体,说明溶液中含有NO2−；③加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,排除碘离子、且放出有色刺激性气体,说明溶液中含有Cl−、NO2−；④加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀溶于稀硝酸且放出气体,将气体通入品红溶液,溶液不褪色,说明溶液含有CO32−,没有SO42−、SO32−；结合实验③，确定氯离子⑤加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,在滤液中加入酸化的(NH4)2Fe(SO4)2溶液,再滴加KSCN 溶液,显红色,说明溶液中含有具有氧化性的离子NO2−；由实验④加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀溶于稀硝酸且放出气体,将气体通入品红溶液,溶液不褪色,可知白色沉淀是BaCO3,气体是CO2,所以可以排除SO42−和SO32−；实验③可以证明含有Cl−,由于要放出有色刺激性气体,所以只能是亚硝酸的自身分解,反应的方程式为：2HNO2=H2O+NO↑+NO2↑所以因此该同学只需要完成③④两个实验,即可得出此结论,选项B正确。
故选：B。
5.某废水中可能存在的离子如下：Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、AlO2−、CO32−、S2−、SO32−、SO42−.现取该溶液进行有关实验,实验过程及现象如图所示：下列说法不正确的是( )A. 根据实验①中的现象可推出,淡黄色沉淀一定不是AgBrB. 根据实验②中的现象可推出,气体B必含CO2,沉淀B是Al(OH)3,原溶液中一定含有AlO2−C. 根据实验③中的现象可推出,气体C是NH3,沉淀C一定有BaCO3,可能有BaSO4D. 原溶液中肯定含有Na+、AlO2−、S2−,不能确定是否含有SO32−、SO42−【答案】D【解析】解：由于Ag+与AlO2−、CO32−、S2−、SO32−、SO42−均不能大量共存,所以原溶液中一定无Ag+,加入过量HBr产生的淡黄色沉淀一定不是AgBr；①由无色溶液加HBr产生淡黄色沉淀,则沉淀A为S,则发生2S2−+SO32−+6H+=3S↓+3H2O,一定存在S2−、SO32−,根据共存问题,则原溶液中一定无Ba2+、Al3+,溶液A与过量碳酸氢铵反应生成沉淀B为Al(OH)3,所以原溶液中一定含有AlO2−，气体A可能为CO2或SO2或H2S 中的一种或两种(但SO2、H2S不能同时存在)；故B正确溶液B中加过量氢氧化钡反应生成白色沉淀C一定含有BaCO3、可能含有BaSO4；④由溶液不显电性可知,一定存在的阳离子为Na+,综上,原溶液中一定含有S2−、SO32−、AlO2−、Na+,可能含有SO42−、CO32−,一定不存在的为Ag+、Ba2+、Al3+,故选：D。
6.某废催化剂含SiO2、ZnS、CuS及少量的Fe3O4.某实验小组以废催化剂为原料,回收锌和铜。
设计实验流程如下：已知：CuS既不溶于稀硫酸,也不与稀硫酸反应。
下列说法正确的是( )A. 滤液1中是否含有Fe2+,可以选用KSCN和新制的氯水检验B. 步骤②操作中,先加6%H2O2,在不断搅拌下,再加入1.0mol⋅L−1H2SO4C. 滤渣1成分是SiO2和CuS,滤渣2成分一定是SiO2D. 步骤①操作中,生成的气体需用NaOH溶液或CuSO4溶液吸收【答案】D【解析】解：A.滤液1中是否含有Fe2+,还含有Fe3+,加入用KSCN和新制的氯水不能检验,故A错误；B.过氧化氢在酸性条件下可氧化CuS,应先加入稀硫酸,再加入过氧化氢,故B错误；C.滤渣2含有硫和二氧化硅,故C错误；D.步骤①操作中生成的气体为硫化氢,需用NaOH溶液或CuSO4溶液吸收,故D正确。
故选：D。
废催化剂加入稀硫酸,第一次浸出主要发生反应ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S↑、Fe3O4+ 4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O,另外要注意，H2S+Fe2(SO4)3=H2SO4+2FeSO4+S 过滤后滤液中H2SO4、ZnSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3,浓缩结晶得到粗ZnSO4⋅7H2O,滤渣1含有S、SiO2、CuS,向盛有滤渣1的反应器中加H2SO4和H2O2溶液,发生氧化还原反应,生成硫酸铜、硫,滤渣2含有硫和二氧化硅,滤液含有硫酸铜,经浓硫酸结晶可得到硫酸铜晶体,以此解答该题。
7.2Zn(OH)2·ZnCO3是制备活性ZnO的中间体,以锌焙砂(主要成分为ZnO,含少量Cu2+、Mn2+等离子)为原料制备2Zn(OH)2·ZnCO3的工艺流程如下。