高中化学离子共存问题实验题

实验室里需要纯净的溶液，但现在只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠。某学生设计了如下方案：

根据以上设计方案，回答下列问题：
（1）操作①和⑤的方法分别是             、               ；
（2）操作②是否可改为加硝酸钡溶液？为什么？      ，（填是或否）理由：                   。
（3）操作②后，如何判断SO₄^2-已除尽，方法是                                      。
（4）操作③的目的是                                  ；
（5）操作④加的试剂是          ；发生反应的离子方程式为：                             。

以铝灰（主要成分为Al、Al₂O₃，另有少量CuO、SiO₂、FeO和Fe₂O₃杂质）为原料，可制得液体聚合氯化铝 [Al_m(OH)_nCl_3m—n]，生产的部分过程如下图所示（部分产物和操作已略去）。

（1）Al₂O₃与盐酸反应的离子方程式是_____________________。
（2）滤渣I是__________。滤渣2为黑色，该黑色物质的化学式是___________。
（3）向滤液2中加入NaClO溶液至不再产生红褐色沉淀，此时溶液的pH约为3.7。其中NaClO的作用是___________。该过程发生反应的离子方程式为______________。
（4）将滤液3的pH调至4.2～4.5，利用水解反应得到液体聚合氯化铝。该反应的化学方程式为_____________________。
（5）Na₂S溶液呈碱性的原因是________（用离子方程式表示）。该溶液中c(Na^＋)＝________。

某待测液中可能含有Ba²⁺、Fe³⁺、K⁺、Fe²⁺、CO₃^2-、Cl^-等离子，进行如下实验：
①取适量待测液于试管中，加入稀H₂SO₄，有白色沉淀生成；
②过滤，取少量滤液，滴入2滴KSCN溶液，没有明显的现象出现；
③在步骤②中的溶液中，继续滴加氯水，溶液立即变红。
根据实验现象回答：
（1）待测液中一定含有的离子是           ，一定不含有的离子是               ；
（2）还有一种离子不能确定是否存在，要确认这种离子的实验方法和现象是                     。

在某澄清溶液中，可能存在下述几种离子：H⁺、K⁺、Ba²⁺、SO₄^2—、I^—、CO₃^2—。取该溶液进行下述实验：
①用pH试纸检验，该溶液呈强酸性；
②取部分溶液，滴入几滴氯水，再加入少量四氯化碳，振荡后静置，四氯化碳层呈紫色；
③另取部分溶液，逐滴加入NaOH溶液，使溶液由酸性逐渐呈碱性，然后再加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成。
根据上述实验现象，推断原溶液中：
（1）肯定存在的离子是            ，
（2）肯定不存在的离子是          。
（3）可能存在的离子是         。
（4）写出步骤②中发生反应的离子方程式                            。

实验探究和推理都是科学研究的基本方法,请你对以下实验进行探究和推理
Ⅰ、有一瓶澄清的溶液，其中可能含有H⁺、NH₄^＋、K^＋、Na^＋、Mg^2＋、Ba^2＋、Fe^3＋、SO₄^2―、CO₃^2―、Cl^―和I^―。取该溶液进行了以下实验：
（1）用pH试纸检验，表明溶液呈强酸性；
（2）取部分溶液，加入CCl₄及数滴氯水，经振荡后CCl₄层呈紫红色；
（3）另取部分溶液，加入稀NaOH 溶液使其变为碱性，溶液中无沉淀生成；
（4）取部分上述碱性溶液，加Na₂CO₃溶液有白色沉淀生成；
（5）将（3）得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝；
根据上述实验事实，你可知道该溶液中肯定含有的离子是①              ；肯定不存在的离子是②                       ；还不能确定是否存在的离子是③                  。
Ⅱ、兴趣小组通过实验探究溶解铜的方法和本质。
（1）在热水浴中进行3个实验，部分实验报告如下表所示。

序号	实验操作	实验现象
I	稀硫酸中加入铜片	无明显变化
II	硝酸钠溶液中加入铜片	无明显变化
III	稀硫酸中加入硝酸钠溶液	无明显变化
再加入铜片	有无色气泡；溶液变蓝

 
① 实验I、II的目的是           。
② 实验III中反应的本质是（用离子方程式表示）           。

某同学进行如下实验：
向盛有10滴溶液的试管中滴加溶液，至不再有白色沉淀生成。向其中滴加溶液；再向其中滴加的溶液。
请回答：
（1）白色沉淀是       ，证明“不再有白色沉淀生成”的操作是        。
（2）能说明溶解度依次减小的现象为        。
（3）滴加溶液后发生反应的离子方程式是       。

(16分)某化学兴趣小组在课外活动中，对某溶液进行了三次检验，每次检验结果如下表所示，请回答下列问题。

检验次数	溶液中检验出的物质
第一次
第二次
第三次

（1）三次检验结果中第     次检验结果不正确。
（2）检验时，为了证明溶液中存在，进行下列实验：(填写下列空白)

步骤	实验操作	预期现象及结论
1	向溶液中滴加        （填化学式）溶液至过量
2	__________________________ __________________________
3	过滤，再向滤液中加入        ________（填化学式）溶液

(3)步骤1中溶液滴加过量的目的是__________________________________________
如何判断步骤2中的溶液已加过量_________________________________________

某强碱性溶液中可能含有的离子是K⁺、NH₄⁺、Al ³⁺、AlO₂^-、SO₄^2-、SiO₃^2-、CO₃^2-、Cl^-中的某几种离子，现进行如下实验：
①取少量的溶液用硝酸酸化后，加Ba（NO₃）₂溶液，无沉淀生成。
②另取少量溶液加入盐酸，其现象是：一段时间保持原样后，开始产生沉淀并逐渐增多，沉淀量基本不变后产生一种气体，最后沉淀逐渐减少至消失。
（1）原溶液中肯定存在的离子是_______      ______，
肯定不存在的离子是_______  _________
（2）已知一定量的原溶液中加入5 mL 0.2 mol/L盐酸时，沉淀会完全消失，加入足量的硝酸银溶液可得到沉淀0.187 g，则原溶液中是否含有Cl^-？_________________。
（3）按照反应顺序逐步书写出②中发生反应的离子反应方程式
①                                      ②                                 
③                                      ④                                   
⑤                                  

现有A、B、C、D、E五种化合物，它们都是由下表中阴阳离子组合而成。

阳离子	A1^3+、Ba^2+、Ag^+
阴离子	C1^－、SO4^2^－、OH^－

 为了鉴别它们，分别进行了以下实验，记录如下：
①．A和D都不溶于水，也不溶于稀硝酸；
②．B溶于水后，与上述某阳离子反应可生成A，且B溶液与过量氨水反应生成白色沉淀
③．C溶于水后，与上述某阳离子反应可生成D，且C溶液与过量氨水反应生成白色沉淀。
④．E溶于水后，与上述某阴离子反应可生成A；
⑤．B溶液与适量E溶液反应生成沉淀，再加入过量E溶液，沉淀部分溶解。
（1）根据上述实验结果，写出各物质的化学式：
C             ，   D             ，   E             。
（2）请写出在B溶液中加入过量E溶液对应的离子方程式：
                                                                

某无色溶液中含有K⁺、Cl^-、OH^-、SO₃^2-、SO₄^2-，为检验溶液中所含的各种阴离子，限用的试剂有：盐酸、硝酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液、溴水和酚酞试液。检验其中OH^-的实验方法从略，检验其他阴离子的过程如下图所示。

⑴白色沉淀A加试剂②反应的离子方程式是__________________________________。
⑵无色溶液C加试剂③的主要目的是____________________________________。
⑶白色沉淀A若加试剂③而不加试剂②，对实验的影响是_______________________。
⑷气体E通入试剂④发生反应的离子方程式是__________________________________。

已知某酸性土壤浸取液中除Fe³⁺外，还含有一定量Mg²⁺和Al³⁺。请设计合理实验检验该浸取液中的Mg²⁺、Al³⁺。
限选实验用品与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、滴管、玻璃片、pH试纸；浸取液、20％KSCN、0.1 mol·L^－1NaOH、6 mol·L^－1NaOH、0.1 mol·L^－1HCl、蒸馏水。
必要时可参考：

沉淀物	开始沉淀时的pH	沉淀完全时的pH
Mg(OH)2	9.6	11.1
Fe(OH)3	2.7	3.7

根据你设计的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。（测定溶液pH的具体操作可不写）

实验操作	预期现象和结论
步骤1：
步骤2：
步骤3：
……

（1）实验室有一包明矾，某同学拟通过实验检验明矾中含有K⁺、Al³⁺、SO₄^2-等3种离子。请按要求回答以下问题：
该同学将适量明矾溶于水制成溶液，并把溶液分成三份。他用第1份溶液来检验K⁺的操作方法是用洁净的铂丝蘸取待测溶液，在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察其焰色为            色。

已知有以下物质相互转化

试回答：
（1）写出B的化学式        _，D的化学式             。
（2）写出由E转变成F的化学方程式                                。
（3）检验G溶液中阳离子存在的试剂是______________。证明存在的现象是     。向G溶液加入A的有关离子反应方程式_________________________。

某无色溶液，由Na^＋、Ba^2＋、Al^3＋、AlO₂^－、Fe^3＋、CO₃^2－、SO₄^2－中的若干种组成。取适量该溶液进行如下实验：
①加入过量盐酸，有气体生成；
②在上面所得的溶液中再加入过量碳酸氢铵溶液，有气体生成，同时析出白色沉淀甲；
③在②所得溶液中再加入过量Ba（OH）₂溶液，也有气体生成，并有白色沉淀乙析出。
（1）则原溶液中一定不能大量存在的离子是                            ，可能存在的离子是               。
（2）实验①中发生反应的离子方程式为                ，              。
（3）实验②中气体成分是        ，沉淀甲的成分是           。
（4）实验③中气体成分是        ，沉淀乙的成分是           。

(6分)有一瓶澄清溶液，可能含有NH＋4、K^＋、Mg^2＋、Ba^2＋、Al^3＋、Fe^3＋、SO2― 4、CO2― 3、NO― 3、Cl^―、I^―现进行如下实验：
（1）测知溶液显强酸性；
（2）取样加少量CCl₄和数滴新制氯水，CCl₄层为紫红色；
（3）另取样滴加稀NaOH溶液，使溶液变为碱性，此过程中均无沉淀生成；
（4）取少量上述碱性溶液，加Na₂CO₃溶液出现白色沉淀；
（5）将实验(3)中的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿红色石蕊试纸变蓝。
问：①原溶液中肯定存在的离子是____________________；
②肯定不存在的离子是______________________________；
③不能确定是否存在的离子是______________________________。