1、 - 1 - 离子反应离子反应 氧化还原反应氧化还原反应 一、选择题(本题包括 10 小题,每小题 5 分,共 50 分) 1.(2020 山东威海线上适应性考试)下列离子方程式正确的是( ) A.过量 SO2通入到 Ba(NO3)2溶液中:3SO2+2N - +3Ba2+2H2O3BaSO4+2NO+4H+ B.Fe(OH)2溶于稀硝酸:Fe(OH)2+2H+Fe2+2H2O C.向 H218O2中加入 H2SO4酸化的 KMnO4:5H218O2+2Mn - +6H+518O2+2Mn2+8H2O D.用铜电极电解硫酸铜溶液:2Cu2+2H2O2Cu+O2+4H+ 2.(双选)(2020
2、安徽皖南八校高三联考改编)下列指定反应的离子方程式正确的是( ) A.向 FeCl3溶液中滴入 KSCN 溶液,溶液“变红”:Fe3+3SCN-Fe(SCN)3 B.向碳酸氢铵溶液中加入过量的 NaOH 溶液:N +OH- NH3 H2O C.向明矾溶液中加入 Ba(OH)2溶液至生成沉淀的物质的量最 多:Al3+2S -+2Ba2+4OH- 2BaSO4+Al - +2H2O D.等体积、等物质的量浓度的 NaHCO3溶液与 Ba(OH)2溶液混 合:HC - +Ba2+OH-BaCO3+H2O 3.(2020 山西大同一模)实验室为监测空气中汞蒸气的含量,通常悬挂有 CuI 的滤纸,根据滤
3、纸是 否变色或颜色发生变化的时间来判断空气中汞的含量,该反应的化学方程式为 4CuI+HgCu2HgI4+2Cu。下列有关说法正确的是( ) A.上述反应的产物 Cu2HgI4中,Hg 的化合价为+2 价 B.上述反应中 CuI 既是氧化剂,又是还原剂 C.上述反应中 Hg 元素与 Cu 元素均被氧化 D.上述反应中生成 64 g Cu 时,转移的电子数为 2NA 4.(2020 河北衡水中学高三质检)实验室将 NaClO3和 Na2SO3按物质的量之比 21 倒入烧瓶中, 水浴加热,同时滴入H2SO4溶液,产生棕黄色的气体X,反应后测得NaClO3和Na2SO3恰好完全反 应,则 X 为(
4、) A.ClO2 B.Cl2O C.Cl2 D.Cl2O3 5.(双选)(2020山东新高考模拟)三效催化剂是最常见的汽车尾气催化剂,催化剂表面物质转化的 关系如图所示,下列说法正确的是( ) A.在转化过程中,氮元素均被还原 B.依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程 C.还原过程中生成 0.1 mol N2,转移电子数为 1 mol D.三效催化剂能有效实现汽车尾气中 CO、CxHy、NOx三种成分的净化 - 2 - 6.(2020 山东实验中学第二次诊断)常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 ( ) A.c(OH-)/c(H+)=10-12的溶液中:N 、Cu2+、N -
5、、S - B.滴加 KSCN 溶液显红色的溶液中:N 、K+、Cl-、I- C.0.1 mol L-1的 NaHCO3溶液中:Fe3+、K+、Cl-、S - D.水电离产生的 c(OH-)=10-12 mol L-1的溶液中:Na+、Al3+、Cl-、N - 7.某溶液中含 V 和 Cr2 -,现向此溶液中滴入 25.00 mL 0.100 0 mol L-1 的 FeSO4溶液,恰好使 V VO2+、Cr2 - Cr3+。再滴入 2.00 mL 0.010 00 mol L-1 KMnO4溶液,又恰好使 VO2+V ,而 Cr3+不变,此时 Mn - Mn2+,则原溶液中铬元素的质量为( )
6、 A.41.60 mg B.46.80 mg C.156.0 mg D.234.0 mg 8.(2020 吉林长春东北师范大学附中调研)类推思维是化学解题中常用的一种思维方法,下列有 关离子方程式的类推正确的是( ) 选 项 已知 类推 A 将 Fe 加入 CuSO4溶液中:Fe+Cu2+Cu+Fe2+ 将 Na加入到CuSO4溶液中:2Na+Cu2+Cu+2Na+ B 向 Ca(ClO)2溶液中通入少量 CO2:CO2+H2O+Ca2+2ClO-CaCO3+2HClO 向 Ca(ClO)2溶液中通入少量 SO2:SO2+H2O+Ca2+2ClO-CaSO3+2HClO C 用惰性电极电解氯化
7、钠溶 液:2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2 用惰性电极电解 MgBr2溶 液:2Br-+2H2O2OH-+H2+Br2 D 稀盐酸与 NaOH 溶液反应至中性:H+OH-H2O 稀硝酸与 Ba(OH)2溶液反应至中 性:H+OH-H2O 9.(2020 河北衡水中学高三质检)在酸性条件下,黄铁矿(FeS2)催化氧化的反应方程式为 2FeS2+7O2+2H2O2Fe2+4S -+4H+,实现该反应的物质间转化如图所示。 下列分析错误的是 ( ) A.反应的离子方程式为 4Fe(NO)2+O2+4H+4Fe3+4NO+2H2O B.反应的氧化剂是 Fe3+ C.反应是氧化还原反应 - 3
8、- D.黄铁矿催化氧化中 NO 作催化剂 10.(双选)(2020 浙江名校协作体二模改编)某化学实验室产生的废液中只可能含有 Na+、N 、 Ba2+、Cu2+、Al3+、Fe2+、Fe3+中的某几种阳离子,实验室设计了下述方案对废液进行处理,以便 回收金属,保护环境。 已知:步骤中,滴加 NaOH 溶液过程中产生的沉淀会部分溶解。下列说法中正确的是( ) A.根据步骤的现象,说明废液中一定含有 Al3+ B.由步骤中红棕色固体可知,废液中一定存在 Fe3+ C.沉淀甲中一定没有 Al(OH)3 D.该废液中一定含有 N 、Ba2+、Cu2+,Fe2+和 Fe3+至少存在一种 二、非选择题(
9、本题包括 4 小题,共 50 分) 11.(2020 山东平度第九中学高三质检)(12 分)已知无色溶液 X 可能含有 H+、Na+、N 、Mg2+、 Al3+、C -、N - 、S -中的几种离子,某化学兴趣小组通过如下实验确定了其成分(其中所加 试剂均过量,气体体积已转化为标准状况): 回答下列问题: (1)实验可确定无色溶液 X 中一定不存在的离子有 。 (2)无色气体 A 分子的立体构型为 ;白色沉淀 A 的成分为 (写 化学式)。 (3)实验中的第 ii 步操作对应发生反应的离子方程式 为 。 (4)该无色溶液 X 中一定存在的阳离子及其物质的量浓度 为 。 12.(2020 安徽庐
10、巢七校联盟高三第五次联考)(12 分)某探究学习小组用如图所示装置进行 SO2、 Fe2+和 Cl-还原性强弱的比较实验,实验过程如下: .先向 B 中的 FeCl2溶液(约 10 mL)中通入 Cl2,当 B 中溶液变黄时,停止通气。 .打开活塞 b,使约 2 mL 的溶液流入 D 试管中,检验 D 试管溶液中的离子。 .接着再向 B 中通入一定量的 SO2气体。 .更新试管 D,重复过程。 - 4 - (1)棉花中浸润的溶液为 ,目的是 。 (2)过程中一定发生反应的离子方程式 为 ,过程中检验取出溶液中是否含有 硫酸根的操作 是 。 (3)该小组对 SO2、Fe2+和 Cl-还原性强弱比
11、较期望达到的结论 是 。 (4)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,下表是他们的检测结果,一定能够证明 SO2、Fe2+ 和 Cl-还原性强弱关系的是 。 实 验 过程中检出 离子 过程中检出 离子 甲 有 Fe3+无 Fe2+ 有 S - 乙 既有 Fe3+又有 Fe2+ 有 S - 丙 有 Fe3+无 Fe2+ 有 Fe2+ 13.(2020 北京通州摸底考试节选)(12 分)将高温水蒸气通到 KSCN 的表面,会发生下列反 应:4KSCN+9H2O(g)K2CO3+K2S+3CO2+3H2S+4NH3,请填空: (1)上述反应所涉及的各元素中,原子半径最大的是 (填元素符号,下同),属
12、于第二周期的 元素的非金属性由强到弱的顺序为 ; (2)上述反应所涉及的各物质中,属于非电解质的是 ; (3)写出 CO2的电子式: ; (4)潮湿银器表面遇到 K2S 会出现黑色斑点(Ag2S),其反应原理如下,请配平反应的化学方程式: K2S+ Ag+ O2+ H2O Ag2S+ KOH。该反应过程中,每消耗标 准状况下 224 mL O2,转移电子的数目为 。 14.(2020 安徽皖南八校高三联考)(14 分)某混合溶液中,可能大量含有的离子如下表: 阳离 子 K+、H+、N 、Mg2+、 Al3+ 阴离 子 Al - 、OH-、C -、S - 将 Na2O2逐渐加入上述混合溶液中并微
13、热,产生沉淀和气体的物质的量与加入 Na2O2的物质的 量的关系分别如下图所示。 - 5 - 回答下列问题: (1)将上述混合溶液中一定大量含有的阴、 阳离子及其物质的量填入下表(可以不填满,也可以增 加): 离子种类 物质的量/mol (2)图中 a= ,b= ,c= 。 (3)简述溶液中还可能大量含有的离子的鉴定方 法: 。 参考答案 专题突破练 3 离子反应 氧化还原反应 1.C 解析 N - 在酸性条件下具有强氧化性,能将 SO2氧化成 S -,N - 本身被还原 成 NO,Ba2+与 S -结合生成 BaSO 4。由于通入了过量的 SO2,发生反应的离子方程 式为 3SO2+Ba2+
14、2N - +2H2OBaSO4+2NO+4H+2S -,故 A 错误;硝酸具有氧 化性,能将 Fe2+氧化成 Fe3+,正确的离子方程式为 3Fe(OH)2+10H+N - 3Fe3+NO+8H2O,故 B 错误;KMnO4具有强氧化性,可将 H2O2氧化成 O2,本身被还原成 Mn2+,该反应的离子方程式为 2Mn - +5 O2+6H+518O2+2Mn2+8H2O,故 C 正确;铜作阳极时的阳极反应式 为 Cu-2e-Cu2+,阴极反应式为 Cu2+2e-Cu,故 D 错误。 2.AD 解析 FeCl3溶液中滴加 KSCN 溶液,二者反应生成红色的络合物硫氰化铁,反 应的离子方程式为 F
15、e3+3SCN-Fe(SCN)3,A 正确;碳酸氢根也可以与氢氧根发生 化学反应生成碳酸根,向碳酸氢铵溶液中加入过量的氢氧化钠溶液的离子方程式为 HC - +N +2OH- NH3 H2O+C -+H 2O,B 错误;向明矾溶液中加入 Ba(OH)2溶液 至生成沉淀的物质的量最多,正确的离子方程式为 - 6 - 2Al3+3S -+3Ba2+6OH- 3BaSO4+2Al(OH)3,C 项错误;等体积、等物质的量浓 度的 NaHCO3溶液与 Ba(OH)2溶液混合发生反应的离子方程式为 HC - +Ba2+OH-BaCO3+H2O,D 正确。 3.A 解析 Cu2HgI4中 Cu 元素的化合价
16、为+1 价,Hg 为+2 价,I 为-1 价,故 A 正确;部 分 Cu 元素化合价由+1 价降低到 0 价,被还原,CuI 为氧化剂,故 B 错误;Cu+得到电子 被还原,Hg 失去电子被氧化,故 C 错误;由反应的化学方程式可知,上述反应中生成 64gCu 时转移 1mol 电子,转移电子数为 1NA,故 D 错误。 4.A 解析因 NaClO3和 Na2SO3按物质的量之比 21 加入烧瓶中,再滴入 H2SO4溶 液加热时发生氧化还原反应,Cl 元素的化合价降低,S 元素的化合价升高,Na2SO3作 还原剂,S 元素的化合价由+4 价升高为+6 价,设 X 中 Cl 元素的化合价为 x,
17、由电子守 恒可知,2 (5-x)=1 (6-4),解得 x=4。ClO2中 O 为-2 价,由化合物中正负化合价的代数 和为 0 可知 Cl 为+4 价,A 正确;Cl2O 中 O 为-2 价,由化合物中正负化合价的代数和 为 0 可知 Cl 为+1 价,B 错误;Cl2中 Cl 元素的化合价为 0,C 错误;Cl2O3中 O 为-2 价, 由化合物中正负化合价的代数和为 0 可知 Cl 为+3 价,D 错误。 5.CD 解析根据图示可知,NOx与 BaO、O2转化成 Ba(NO3)2的过程中,N 元素化合 价升高被氧化,故 A 错误;根据图示可知,BaO 为催化剂,NOx与 BaO、O2转化
18、成 Ba(NO3)2时,BaO 参与储存 N 元素,故 B 错误;还原过程中生成 0.1molN2,转移电子的 物质的量为 0.1mol (5-0) 2=1mol,故 C 正确;整个过程中,CO、CxHy、NOx转化成 CO2、H2O 和 N2,说明三效催化剂能有效实现汽车尾气中 CO、CxHy、NOx三种成分 的净化,故 D 正确。 6.A 解析 c(OH-)/c(H+)=10-12的溶液显酸性,N 、Cu2+、N - 、S -四种离子之间 不反应,与氢离子也不反应,可大量共存,故 A 正确;滴加 KSCN 溶液显红色的溶液中 存在三价铁离子,三价铁离子能够氧化碘离子,则 Fe3+与 I-不
19、能大量共存,故 B 错 误;Fe3+与HC - 发生相互促进的水解反应,在溶液中不能大量共存,故C错误;由水电 离的 c(OH-)=10-12mol L-1的溶液可能为酸溶液或碱溶液,碱溶液中不能大量存在 Al3+,故 D 错误。 7.A 解析根据题意分析,KMnO4与 VO2+反应的关系为:KMnO45VO2+,再由质量守 恒可得,原溶液中 V 的物质的量为 2 10-3 0.01000 5mol=1 10-4mol。又由于开始 时 V 和 Cr2 -均被 Fe2+还原,设溶液中 Cr 2 -的物质的量为 x,则根据得失电子守 恒可得,1 10-4mol 1+2x 3=25.00 10-3
20、0.1000mol,解得 x=4 10-4mol,则原溶液中铬 元素的质量为 4 10-4mol 2 52g mol-1=0.0416g=41.6mg。 8.D 解析根据金属活动性顺序可知,铁排在金属铜的前面,金属铁可以将金属铜从 其盐中置换出来,但是活泼金属钠加入到盐溶液中是先与水反应,钠不会置换出盐 溶液中的金属,故 A 错误;碳酸和亚硫酸的酸性均强于次氯酸,但 SO2具有还原性,次 氯酸钙具有氧化性,二者混合发生氧化还原反应,B 错误;用惰性电极电解溴化镁溶 液生成氢氧化镁沉淀、氢气和溴单质,C 错误;稀盐酸与氢氧化钠、稀硝酸与氢氧化 钡反应均可用 H+OH-H2O 表示,D 正确。 9
21、.C 解析根据图示可知,反应的反应物为 Fe(NO)2+和 O2,生成物是 Fe3+和 NO,则 反应的离子方程式为 4Fe(NO)2+O2+4H+4Fe3+4NO+2H2O,故 A 正确;反应 - 7 - 的反应物是 Fe3+和 FeS2,生成物是 Fe2+和 S -,反应中铁元素的化合价降低,则氧化 剂是Fe3+,故B正确;反应的反应物是Fe2+和NO,生成物是Fe(NO)2+,该过程没有元 素的化合价发生变化,则不是氧化还原反应,故 C 错误;根据 2FeS2+7O2+2H2O2Fe2+4S -+4H+,再结合反应过程中 NO 参与反应,最后又有 NO 生成,则 NO 作催化剂,故 D
22、正确。 10.CD 解析沉淀甲灼烧后为红棕色固体,该红棕色固体为 Fe2O3,则沉淀甲可能为 Fe(OH)2或Fe(OH)3或二者的混合物,说明废液中可能含有Fe2+或Fe3+或两者都存在; 溶液甲中加入过量硫酸溶液,产生固体乙,则固体乙为 BaSO4,说明废液中一定含有 Ba2+;溶液乙中加入过量铁屑,产生红色固体,该红色固体为 Cu,说明废液中一定含有 Cu2+。由步骤可知,废液中一定含有 Cu2+,而沉淀甲中没有 Cu(OH)2,说明加入 NaOH溶液后,Cu元素以离子形式存在于溶液甲中,则废液中一定含有N ,Cu元素 以Cu(NH3)42+形式存在于溶液甲中,因此步骤产生的沉淀部分溶解
23、,不能说明废 液中一定含有Al3+,A错误;废液中加入过量NaOH溶液后形成沉淀甲,将该沉淀灼烧, 得到红棕色固体,说明废液中可能含有Fe2+或Fe3+或两者都存在,B错误;由于步骤 中加入过量NaOH溶液,因此沉淀甲中肯定没有 Al(OH)3沉淀,C 正确;溶液乙中加入 过量铁屑,得到红色固体,该固体为Cu,说明溶液乙中含有 Cu2+,向原废液中滴加过量 NaOH溶液,Cu元素以离子形式存在于溶液甲中,则废液中一定含有N ,Cu元素以 Cu(NH3)42+形式存在于溶液甲中,所以废液中一定含有 N 、Cu2+、Ba2+,可能含有 Fe2+或 Fe3+中的一种或两种,D 正确。 11.答案(1
24、)H+、Mg2+、Al3+ (2)三角锥形 BaCO3、BaSO4 (3)3Fe2+4H+N - 3Fe3+NO+2H2O (4)c(N )=0.05 mol L-1,c(Na+)=0.4 mol L-1 解析向无色溶液 X 中加入 Ba(OH)2溶液加热产生的无色气体 A 是 NH3,说明原溶液 含有 N ,根据氨气的物质的量可计算出 N 的物质的量;同时产生白色沉淀 A,将 该沉淀和稀硝酸混合产生无色气体 B,同时有白色沉淀 B,说明沉淀 A 是 BaSO4、 BaCO3的混合物,二者的质量之和为 8.6g,沉淀 B 是 BaSO4,气体 B 是 CO2,说明原溶 液中含 S -、C -,
25、根据沉淀 A、B 的质量可计算出原溶液中含有的 S -、C -的 物质的量;向溶液A中加入盐酸酸化,并加入FeCl2溶液,产生无色气体C,该气体遇空 气变为红棕色,则 C 是 NO,说明中发生了氧化还原反应,溶液 A 中含有 N - ,根据 NO 的体积,结合 N 元素守恒可得 N - 的物质的量,根据离子共存判断是否含有其他 离子。(1)根据上述分析可知,原无色溶液中一定含有 N 、S -、C -、N - ,由于 C -与 H+、Mg2+、Al3+会发生离子反应而不能大量共存,所以该溶液中一定不含有 H+、Mg2+、Al3+;(2)无色气体 A 是 NH3,该气体分子的立体构型为三角锥形;白
26、色沉 淀 A 是 BaSO4、 BaCO3的混合物;(3)实验中的第 ii 步操作是 H+、N - 与 Fe2+发生 氧化还原反应,该反应的离子方程式为3Fe2+4H+N - 3Fe3+NO+2H2O;(4)根据 - 8 - 上述分析及题干已知信息,结合元素守恒可知,在原溶液中含有的离子的物质的量 分别 是:n(N )=n(NH3)=0.224L22.4L mol-1=0.01mol,n(S -)=n(BaSO 4)=4.66g233g mol-1=0.02mol,n(C -)=n(BaCO 3)=(8.6-4.66)g197g mol-1=0.02mol,n(N - )=n(NO)= 0.2
27、24L22.4L mol-1=0.01mol。因为溶液呈电中性,说明溶液中还含有阳离子 Na+, 其物质的量是 n(Na+)=2n(S -)+2n(C -)+n(N - )-n(N )=2 0.02mol+2 0.02mol+0.01mol-0.01mo l=0.08mol,溶液的体积是 200mL,则该无色溶液 X 中一定存在的阳离子的物质的量 浓度 c(N )=n(N )V=0.01mol0.2L=0.05mol L-1;c(Na+)=n(Na+)V=0.08mol0.2L =0.4mol L-1。 12.答案(1)NaOH 溶液(合理即可) 防止尾气污染环境 (2)2Fe3+SO2+2H
28、2O2Fe2+S -+4H+ 取少许溶液置于试管中,先加入足量稀盐酸酸化,再滴加少量BaCl2溶液,若有白 色沉淀生成,证明有 S -,否则无 S - (3)SO2Fe2+Cl- (4)乙、丙 解析.先向 B 中的 FeCl2溶液(约 10mL)中通入 Cl2,当 B 的溶液变黄时,即氯气将二 价铁氧化成三价铁时停止通气;.打开活塞 b,使约 2mL 的溶液流入 D 试管中,可用 KSCN 溶液来检验溶液中的三价铁离子;.接着再向 B 中通入一定量的 SO2气 体,SO2能还原三价铁,生成二价铁和硫酸根;.更新试管 D,重复过程,检验 S -时 先加入足量稀盐酸酸化,再滴加少量 BaCl2溶液
29、。 (1)Cl2、SO2有毒,会污染空气,应有尾气处理装置,图示装置中的棉花需要浸润 强碱溶液吸收 Cl2、SO2。 (2)根据以上分析,过程中一定发生的反应为二氧化硫还原三价铁,反应后生 成二价铁和硫酸根,其离子方程式为 2Fe3+SO2+2H2O2Fe2+S -+4H+;先加入足 量稀盐酸酸化,再滴加少量 BaCl2溶液来检验 S -。 (3)通入 Cl2后 B 的溶液变黄,说明氯气将二价铁氧化成三价铁,则氯气的氧化性 大于三价铁离子,那么还原性 Fe2+Cl-;当通入一定量的 SO2气体时,有硫酸根生成, 说明二氧化硫将三价铁还原成二价铁,则还原性 SO2Fe2+。 (4)该题的理论依据
30、是氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物:甲同学 进行实验时,B 中可能有未反应的氯气,氯气也能氧化 SO2,不能证明 SO2的还原性强 于 Fe2+;乙同学进行实验时,B 中存在 Fe3+、 Fe2+,说明 Cl2氧化性强于 Fe3+,且没有 Cl2 剩余,证明 Fe2+的还原性强于 Cl-;过程中有 S -能说明 SO 2将 Fe3+还原成 Fe2+,证 明SO2的还原性强于Fe2+;丙同学进行实验时,B中存在Fe3+,说明Cl2氧化性强于Fe3+, - 9 - 证明 Fe2+的还原性强于 Cl-;后面通入 SO2气体重复过程时又生成了 Fe2+,只能是 Fe3+被 SO2还原,证明 S
31、O2的还原性强于 Fe2+。 13.答案(1)K ONC (2)CO2、NH3 (3 (4)2 4 1 2 2 4 0.04NA 解析(1)在反应4KSCN+9H2O(g)K2CO3+K2S+3CO2+3H2S+4NH3中,所涉及的元素 为 K、S、C、N、O、H,其中 K 原子核外有 4 个电子层,S 原子核外有 3 个电子层,C、 N、O 原子核外有 2 个电子层,H 原子核外有 1 个电子层,一般情况下电子层数越多, 原子半径越大,则原子半径最大的是 K;属于第二周期的非金属元素为 C、N、O,这 三种元素在元素周期表中从左到右的顺序为 C、 N、 O,非金属性依次增强,则这三种 元素的
32、非金属性由强到弱的顺序为 ONC。 (2)题给反应所涉及的各物质中,KSCN、H2O、K2CO3、K2S、H2S 为电解质,属 于非电解质的是 CO2、NH3。 (3)CO2是共价化合物,C 与每个 O 原子间形成两对共用电子,其电子式为 。 (4)在题给反应中,Ag 作还原剂,O2作氧化剂,依据电子守恒和质量守恒,可得到 配平的化学方程式为 2K2S+4Ag+O2+2H2O2Ag2S+4KOH;标准状况下 224mLO2 为 0.01mol,则转移电子数目为 0.04NA。 14.答案(1) 离子种类 H+ Al3+ N Mg2+ S - 物质的量 /mol 2 2 2 3 8 (2)1 7
33、 9 (3)用一根洁净的铂丝蘸取溶液,在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察火 焰颜色,如果火焰呈紫色,则含有钾离子 解析(1)根据图像中沉淀的量的变化情况推知一定含有镁离子和铝离子,所以一定不 含碳酸根离子、偏铝酸根离子及氢氧根离子,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 为 2mol。根据生成气体的量的增加趋势,可推知生成的气体除了过氧化钠和溶液反 应生成的氧气之外,一定还有氨气生成,所以一定含有铵根离子,由图像可知生成 NH3的物质的量为 2mol。图像中加入过氧化钠的物质的量在 0amol 之间时,没有 沉
34、淀生成,所以溶液中含有 H+,根据 Na2O2与水的反应及沉淀量最大时生成气体的 物质的量可得,H+的物质的量为 2mol。由于溶液呈电中性,则一定含有硫酸根离子, 钾离子不能确定是否存在,根据电荷守 恒:n(H+)+3n(Al3+)+n(N )+2n(Mg2+)2n(S -),所以 n(S -)8mol,故各离子的物 质的量为: 离子种类 H+ Al3+ N Mg2+ S - 物质的量 /mol 2 2 2 3 8 。 - 10 - (2)中和 2mol 氢离子需要 2mol 氢氧化钠,则需要 1mol 过氧化钠与 H2O 反应生 成 2molNaOH,所以 a=1。含有镁离子和铝离子一共 5mol,完全沉淀消耗过氧化钠的 量为6mol,则b=7,铝离子的物质的量是2mol,所以氢氧化铝的物质的量是2mol,完全 将氢氧化铝溶解,需要 2mol 氢氧化钠,即需要 1mol 过氧化钠,所以 c=9。 (3)常用焰色反应检验钾离子是否存在,具体操作是用一根洁净的铂丝蘸取溶液, 在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,如果火焰呈紫色,则说明含有 钾离子。
