备战2025届新高考化学一轮总复习分层练习第10章化学实验基础和综合探究第55讲离子的检验物质的鉴别与推断（附解析）

这是一份备战2025届新高考化学一轮总复习分层练习第10章化学实验基础和综合探究第55讲离子的检验物质的鉴别与推断（附解析），共7页。试卷主要包含了下列实验可实现鉴别目的的是，化学是以实验为基础的学科，通过实验得出的结论正确的是等内容，欢迎下载使用。
1.(2024·河南豫北名校联考)下列各组物质中,只用蒸馏水(可用组内物质)无法检验的是( )
A.无水硫酸铜、硫酸钠、硫酸钡
B.过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠
C.碳酸钠、氢氧化钠、硫酸钾
D.浓硫酸、NaOH溶液、苯
2.下列实验可实现鉴别目的的是( )
A.用KOH溶液鉴别SO3(g)和SO2
B.用湿润碘化钾淀粉试纸鉴别Br2(g)和NO2
C.用CO2鉴别Na[Al(OH)4]溶液和CH3COONa溶液
D.用BaCl2溶液鉴别AgNO3溶液和K2SO4溶液
3.(2023·广东梅州三模)下列各组物质中,只用蒸馏水(可用组内物质)无法检验的是( )
A.无水硫酸铜、氢氧化钡、硫酸镁、碳酸钡
B.乙醇、硝基苯、甲苯
C.硫酸铝、氢氧化钠、碳酸氢钠、硝酸镁
D.碳酸钠、碳酸钾、硫酸钾、氯化钡
4.将液体Y滴加到盛有固体X的试管中,并在试管口对生成的气体进行检验。下表中固体X、液体Y及检测方法对应关系错误的是( )
5.(2023·广东河源期末)化学是以实验为基础的学科。下列实验操作、现象和结论均正确的是( )
6.某无色溶液可能由K2CO3、MgCl2、NaHCO3、BaCl2溶液中的一种或几种组成。取样,向溶液中加入烧碱溶液出现白色沉淀;另取样,加入稀硫酸也出现白色沉淀并放出气体。据此分析,下列判断正确的是( )
A.一定有MgCl2
B.一定有MgCl2和NaHCO3
C.一定有K2CO3
D.一定有BaCl2和NaHCO3
7.离子反应在实验室制备物质和工业生产中有着重要的作用。某无色溶液中可能含有Na+、Ba2+、Cl-、Br-、S、S中的若干种,按步骤进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如下:
请回答下列问题:
(1)根据步骤①可知,一定不存在的离子是 。
(2)步骤②发生反应的离子方程式为 、
。
(3)综合上述四步操作,无法确定是否存在的离子有 。
层次2综合性
8.通过实验得出的结论正确的是( )
A.将某固体试样完全溶于盐酸,再滴加Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀,则该固体试样中存在S
B.将某固体试样完全溶于盐酸,再滴加KSCN溶液,没有出现红色,则该固体试样中不存在Fe3+
C.在某固体试样加水后的溶液中滴加NaOH溶液,没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,该固体试样中仍可能存在N
D.在某固体试样加水后的上层清液中滴加盐酸出现白色沉淀,再加NaOH溶液沉淀又溶解,则该固体试样中存在Si
9.某固体混合物由NaCl、BaCl2、Al2(SO4)3、FeCl3、Na2CO3中的两种组成,进行如下实验:①将混合物溶于水,溶液变浑浊同时有气泡产生;②向①反应液中滴加稀硫酸至过量,沉淀完全溶解;③向②溶液中滴加KSCN溶液,未见明显现象;④取③反应后的液体做焰色试验,可观察到黄色火焰,根据实验现象可判断其组成为( )
A.BaCl2、Al2(SO4)3
B.BaCl2、Na2CO3
C.Al2(SO4)3、Na2CO3
D.FeCl3、Na2CO3
10.某同学为检验溶液中是否含有常见的四种离子,进行了如图操作。其检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。下列结论正确的是( )
A.原溶液中一定含有S
B.原溶液中一定含有N
C.原溶液中一定含有Cl-
D.原溶液中一定含有Fe3+
11.(2024·湖南岳阳模拟)固体M由Fe2(SO4)3、Fe、KBr、K2SO3、AgNO3和BaCl2中的几种或全部物质组成。①往少量M中加足量稀硫酸得到气体X、溶液Y和白色固体Z,向溶液Y中加少量稀AgNO3溶液产生白色沉淀(Ag2SO4是微溶物,浓度较小时不会沉淀);②另取少量溶液Y,加入足量NaOH溶液产生白色沉淀,一段时间后颜色变深。下列说法正确的是( )
A.气体X一定是SO2或H2
B.M中一定含有Fe2(SO4)3
C.M中一定不含KBr,一定有BaCl2
D.Z一定是BaSO4
12.溶液X中含有下表离子中的某5种,且其浓度均为0.1 ml·L-1(不考虑水的电离与离子水解)。向溶液X中加入足量稀盐酸,有无色气体生成,经分析,反应前后阴离子种类没有变化。下列叙述不正确的是( )
A.溶液X中含有2种阳离子和3种阴离子
B.溶液X中不可能含有HC或C
C.生成的无色气体是NO
D.根据电荷守恒,原溶液中一定含Ca2+
13.(2024·广东汕头模拟)下列实验方案能达到实验目的的是( )
14.某盐M由两种阳离子和一种阴离子构成,为了确定M的组成,进行如图实验:
下列说法正确的是( )
A.加入NaOH溶液的离子反应为N+OH-NH3↑+H2O
B.上述白色沉淀是BaSO4
C.加入氯水发生反应的离子方程式为Fe2++Cl22Cl-+Fe3+
D.M可能是NH4Fe(SO4)2
15.某工业废水中仅含表中离子中的5种(不考虑水的电离及离子的水解),且各种离子的物质的量浓度均为0.1 ml·L-1。
某同学欲探究废水的组成,进行了如下实验:
①用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)。
②取少量溶液,加入KSCN溶液无明显变化。
③另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色;此时溶液依然澄清,且溶液中阴离子种类不变。
④向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
请推断:
(1)由①、②、③判断,溶液中一定不含有的阴离子是 (写离子符号,下同),一定不含有的阳离子是 。
(2)③中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是 ,
④中生成白色沉淀的离子方程式是 。
(3)该同学最终确定原溶液中所含阴离子是 ,阳离子是 (写离子符号)。
(4)另取100 mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,充分反应后过滤,洗涤,灼烧至恒重,得到的固体质量为 g。
层次3创新性
16.现有四种溶液m、n、p、q,分别含阴阳离子N、Na+、Ba2+、Al3+、OH-、S、HC、N中的各一种,为了确定组成,进行了以下实验:将四种溶液两两混合,发现m、n能剧烈反应,产生白色沉淀和无色气体,p、q反应能产生无色有刺激性气味的气体,p与m、n反应均有沉淀产生,且在m中逐滴滴入p时,沉淀先增多,然后减少但不会完全消失。回答下列问题。
(1)p是 ,q是 (均填化学式)。
(2)写出在m中逐滴滴入p,沉淀减少时发生反应的离子方程式: 。
(3)实验室检验q中阳离子需要的试剂和试纸是 。
(4)①经分析,S存在于 (填“m”“n”“p”或“q”)溶液中。
②实验室常用重量法检验该溶液中S的浓度,步骤如下:Ⅰ.用量筒取该溶液8.0 mL并转移至小烧杯中;Ⅱ.加入盐酸酸化,然后加入足量的BaCl2溶液(沉淀反应在接近沸腾的温度下进行);Ⅲ.过滤所得沉淀经洗涤、烘干后得到a g固体。回答下列问题。
a.所用量筒的规格为 。
A.10 mLB.50 mL
C.100 mLD.500 mL
b.过滤时,沉淀物颗粒的大小会影响过滤速度,从利于过滤的角度分析,沉淀反应需要在接近沸腾的温度下进行的原因可能是 。
c.检验沉淀洗涤干净的方法是 。
d.计算,硫酸根的浓度为 ml·L-1(用含a的式子表示)。
第55讲 离子的检验、物质的鉴别与推断
1.C 解析 A项,加入蒸馏水,溶液呈蓝色的是无水硫酸铜,不溶于水的是硫酸钡,剩下的是硫酸钠;B项,过氧化钠溶于蒸馏水,与水反应生成气体有气泡冒出,利用碳酸钠和碳酸氢钠溶解度不同,可区分;C项,碳酸钠、氢氧化钠、硫酸钾三者溶于水,无明显现象,不可检验;D项,浓硫酸溶于水放出大量的热,苯不溶于水,剩下的是NaOH溶液。
2.C 解析 SO2、SO3(g)均能与KOH反应,都没有明显现象,A项错误;Br2(g)、NO2都是红棕色气体且有强氧化性,在溶液中都能氧化KI而生成I2,使试纸显蓝色,B项错误;CO2通入Na[Al(OH)4]溶液中生成氢氧化铝沉淀,醋酸酸性强于碳酸,CO2通入醋酸钠溶液无明显现象,C项正确;氯化钡和硝酸银反应生成氯化银沉淀,与硫酸钾反应生成硫酸钡沉淀,现象相同而不能鉴别,D项错误。
3.D 解析 加入蒸馏水,呈蓝色的是无水硫酸铜,不溶于水的是碳酸钡,用硫酸铜溶液可以检验出氢氧化钡溶液,剩下的是硫酸镁溶液,A正确;加入蒸馏水,乙醇与水互溶,硝基苯在水的下层,甲苯在水的上层,B正确;先加入蒸馏水配成溶液,互滴能检验出硫酸铝溶液、氢氧化钠溶液,利用硫酸铝溶液可以检验出碳酸氢钠溶液,剩下的是硝酸镁溶液,C正确;加入蒸馏水,只能检验出氯化钡,D错误。
4.B 解析 A项,浓氨水滴加到生石灰上产生氨气,可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒来检验氨气,正确;B项,铜和浓硫酸反应需加热,产生的二氧化硫气体遇石蕊溶液变红色或使湿润的蓝色石蕊试纸变红色,错误;C项,过氧化钠和水反应生成氧气和氢氧化钠,氧气能使带火星的木条复燃,正确;D项,碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,在滴有澄清石灰水的玻璃片上有浑浊现象,正确。
5.C 解析 原溶液可能本来就存在Fe3+,A错误;如果溶液显酸性,向溶液中加入硝酸根,在酸性环境下硝酸根具有强氧化性,可能把原溶液的S氧化成了S,B错误;Fe3+溶液加入维生素C后由黄色变浅绿色,说明Fe3+被还原为Fe2+,维生素C有还原性,C正确;碘离子被氧化为碘单质,海带中含的是I-,而不是I2,D错误。
6.D 解析 向溶液中加入烧碱溶液出现白色沉淀,可能是NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀,也可能是NaOH与NaHCO3反应生成Na2CO3,Na2CO3与BaCl2反应生成BaCO3白色沉淀;加入稀硫酸也出现白色沉淀并放出气体,该白色沉淀一定是稀硫酸与BaCl2生成的BaSO4,气体是稀硫酸与K2CO3或NaHCO3反应生成的CO2,因一定存在BaCl2,则一定没有K2CO3,故一定有NaHCO3;综上所述,该无色溶液一定含有BaCl2和NaHCO3,一定没有K2CO3,可能有MgCl2,故D正确。
7.答案 (1)Ba2+ (2)Cl2+S+H2OS+2H++2Cl-
Cl2+2Br-Br2+2Cl- (3)Cl-、S
解析 由步骤①并结合盐类水解的知识可知,原溶液中一定有S,则一定不含Ba2+。由步骤②CCl4层呈橙色可知,原溶液中含有Br-。步骤③中白色沉淀为BaSO4,可能为原溶液中含有的S被氧化生成的S与Ba2+反应产生的,因此,不能确定原溶液是否含S。由步骤④可知,白色沉淀为AgCl,但是Cl-可能是加入新制氯水时引入的,因此,不能确定原溶液是否含有Cl-。根据溶液电荷守恒可知,原溶液中一定含有Na+。综上所述,原溶液中一定不存在的是Ba2+,一定存在的是S、Br-、Na+,不能确定的是Cl-、S。
8.C 解析 当固体中含有S时,在酸性条件下滴加Ba(NO3)2溶液时S会被氧化生成S,故不一定是S,A错误;若固体为FeCl3和Fe的混合物时,也有相同的现象,故固体试样中可能存在Fe3+,B错误;检验N时应加NaOH溶液,且需要加热,产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,选项中没有加热,故不能确定有没有铵根离子,C正确;滴加盐酸出现白色沉淀,再加NaOH溶液沉淀溶解,原固体试样中可能有[Al(OH)4]-,不一定为Si,D错误。
9.C 解析 根据实验①可知溶于水的过程中发生碳酸根离子和Al3+或Fe3+的相互促进的水解反应,根据实验②可知,沉淀不是BaSO4,一定没有BaCl2,结合实验①④,可确定一定有Na2CO3,根据实验③可知没有FeCl3,则一定有Al2(SO4)3。
10.B 解析 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S,故A错误;产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气,所以原溶液中一定含有N,故B正确;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,故C错误;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,铁离子遇KSCN溶液而使溶液呈红色,所以原溶液中不一定含有Fe3+,故D错误。
11.C 解析 向溶液Y中加入少量稀AgNO3生成白色沉淀,则该沉淀为AgCl,则原固体M中一定含有BaCl2,一定不含KBr;向溶液Y中加入足量NaOH溶液产生白色沉淀,且一段时间后颜色变深,则溶液Y中一定含有Fe2+,不含Fe3+,原固体M中可能含有Fe,Fe与稀硫酸反应生成Fe2+和H2,也可能含有Fe2(SO4)3,Fe3+被S或Fe还原为Fe2+;原固体中可能含有AgNO3,酸性条件下的N具有氧化性,被Fe或S全部还原成NO,Ag+则转化成AgCl沉淀,也可能部分会转化成Ag2SO4沉淀。综上可知,固体M中一定有BaCl2,Fe和Fe2(SO4)3二者至少含有一种,可能有AgNO3和K2SO3,一定没有KBr;气体X可能是H2、SO2、H2和SO2的混合气体、H2和NO的混合气体、SO2和NO的混合气体或H2、SO2和NO的混合气体;白色固体Z可能是BaSO4、BaSO4和AgCl或BaSO4、AgCl和Ag2SO4。
12.D 解析 根据互斥原则,OH-不能与Fe3+、Al3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+、HC大量共存;HC不能与OH-、Fe3+、Al3+大量共存;C不能与Fe3+、Al3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+大量共存。向溶液X中加入足量的稀盐酸,阴离子种类没有发生改变,说明溶液X中含有Cl-,加入稀盐酸有无色气体产生,该气体不能是CO2,气体如果是CO2,则溶液X中含有C或HC或二者都有,溶液X与足量的稀盐酸反应时阴离子种类会减少,因此无色气体为NO,溶液X中含有N,N在酸中具有强氧化性,转化成NO,溶液X中应含有还原性离子,即Fe2+,溶液X中有5种离子,离子浓度均为0.1ml·L-1,溶液呈电中性,另外两种离子为Mg2+和S。A项,含有的离子是N、Fe2+、Cl-、Mg2+、S,3种阴离子和2种阳离子,正确;B项,溶液X中一定不含有HC和C,正确;C项,无色气体为NO,正确;D项,溶液X中有S,能与Ca2+反应生成硫酸钙沉淀,因此溶液X中一定不含有Ca2+,错误。
13.B 解析 配制500mL0.2ml·L-1CuSO4溶液,需称取CuSO4·5H2O的质量为0.5L×0.2ml·L-1×250g·ml-1=25.0g,A不符合题意;向Na2SO3溶液中滴加足量盐酸,目的是除去S,再滴加少量BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则该沉淀为BaSO4,说明Na2SO3被氧化为Na2SO4,Na2SO3已变质,反之则未变质,B符合题意;AgNO3能和NaOH反应生成AgOH沉淀,会干扰实验,因此在加入AgNO3溶液之前,应加稀硝酸酸化,C不符合题意;NaClO溶液具有漂白性,能将pH试纸漂白,D不符合题意。
14.B 解析 由图示信息可知,实验中加入KSCN溶液,无明显现象,加入氯水后,溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+,实验中加入浓NaOH溶液加热后产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明原溶液中含有N,实验中先加入足量的稀盐酸,无明显现象,加入足量的BaCl2溶液产生白色沉淀,说明原溶液中含有S,由此分析可知,某盐M的组成为(NH4)2Fe(SO4)2。由分析可知,原溶液中含有Fe2+和N,故加入NaOH溶液的离子反应为Fe2++N+3OH-NH3↑+H2O+Fe(OH)2↓,A错误;由分析可知,白色沉淀是BaSO4,B正确;加入氯水发生反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Cl-+2Fe3+,选项中离子方程式电荷不守恒,C错误;由分析可知,原溶液中含有Fe2+、不含Fe3+,则M不可能是NH4Fe(SO4)2,M的组成为(NH4)2Fe(SO4)2,D错误。
15.答案 (1)C、Si K+、Fe3+
(2)3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O Ba2++SBaSO4↓
(3)Cl-、N、S Fe2+、Mg2+ (4)1.2
解析 (1)由①、②、③判断,溶液中一定不含有的阳离子是K+、Fe3+,一定不含有的阴离子是C和Si。(2)③中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O;④中生成白色沉淀的离子方程式是Ba2++SBaSO4↓。(3)根据工业废水中仅含表中离子中的5种,最终确定原溶液中所含的阴离子是Cl-、N、S,阳离子是Fe2+、Mg2+。(4)原溶液中所含阳离子是Fe2+、Mg2+,若向原溶液中加入足量的NaOH溶液,充分反应后过滤、洗涤、灼烧至恒重,得到的固体是MgO和Fe2O3,根据题意知各离子的物质的量均为0.01ml,所以m(MgO)=0.01ml×40g·ml-1=0.4g,m(Fe2O3)=0.005ml×160g·ml-1=0.8g,所得固体的质量为0.4g+0.8g=1.2g。
16.答案 (1)Ba(OH)2 NH4NO3
(2)Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-
(3)浓NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸
(4)①m ②a.A b.沸腾时,有利于产生颗粒较大的沉淀
c.用小试管取最后一次洗涤液少许,向其中加入少量的AgNO3溶液,如没有出现浑浊,说明沉淀洗涤干净,反之,说明沉淀没有洗涤干净 d.
解析 由在m中逐滴滴入p时,沉淀增多,后减少但没有完全消失可知,在现有离子中,能满足先产生沉淀后沉淀部分溶解现象的,一定是向铝盐溶液中逐滴滴入强碱溶液,故m为可溶性铝盐,p为强碱,再结合碱过量,沉淀未完全溶解,说明强碱与铝盐混合,除了有氢氧化铝生成,还有其他沉淀生成,则可判断出m为Al2(SO4)3,p为Ba(OH)2,p、q能产生无色有刺激性气味的气体,q含N,m、n能剧烈反应,产生白色沉淀和无色气体,符合铝离子与HC完全水解生成氢氧化铝和二氧化碳的现象,则n含HC,由于所剩离子仅为Na+和N,溶液呈电中性,故q为NH4NO3,n为NaHCO3。
(1)根据上述分析,p为Ba(OH)2,q为NH4NO3。
(2)m为Al2(SO4)3,p为Ba(OH)2,沉淀为氢氧化铝,沉淀减少时的离子方程式为Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-。
(3)q为NH4NO3,则检验N的方法:取待测液置于试管中,加入浓氢氧化钠溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验逸出的气体,若试纸变蓝,则原待测液中含N,故需要的试剂和试纸为浓氢氧化钠溶液和湿润的红色石蕊试纸。
(4)①m为Al2(SO4)3,故S存在于m溶液中。②量筒量取液体时,所选规格遵循“近而大”的原则,故选规格为10mL的量筒。过滤时,沉淀物颗粒的大小会影响过滤速度,颗粒较大,有利于液体顺利滤出,故沉淀过程在接近沸腾的温度下进行,是为了使沉淀尽量凝聚,即有利于产生颗粒较大的沉淀。检验沉淀是否洗涤干净,本质就是沉淀表面是否仍有可溶性离子残留,即是否有Cl-残留。烘干后的固体成分仍为BaSO4,根据硫元素守恒,8.0mL溶液中n(S)=n(BaSO4)=ml,则c(S)=ml·L-1。
选项
固体X
液体Y
检测方法
A
CaO
浓氨水
蘸有浓盐酸的玻璃棒
B
Cu
浓硫酸
干燥的红色石蕊试纸
C
Na2O2
水
带火星的木条
D
Na2CO3
稀硫酸
滴有澄清石灰水的玻璃片
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向某溶液滴入氯水后再滴KSCN溶液
溶液变红色
该溶液一定含Fe2+
B
向某溶液中滴入硝酸钡溶液
溶液中出现白色沉淀
原溶液中一定含有S
C
将维生素C研细加入三氯化铁溶液中
溶液由黄色变浅绿色
维生素C有还原性
D
将海带灰浸出液过滤,在滤液中加入氯水,再滴几滴淀粉溶液
溶液呈蓝色
海带中含碘单质
步骤
操作
现象
①
用pH试纸检验
溶液的pH大于7
②
向①所得溶液中滴加新制氯水,再加入CCl4振荡,静置
CCl4层呈橙色
③
向②所得水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸
有白色沉淀产生
④
向③的滤液中加入AgNO3溶液
有白色沉淀产生
阳离子
阴离子
Na+、Fe3+、Ca2+、Fe2+、Mg2+、Al3+
OH-、N、HC、C、S、Cl-
选项
实验目的
实验方案
A
配制500 mL 0.2 ml·L-1 CuSO4溶液
将16.0 g CuSO4·5H2O溶于蒸馏水配成500 mL溶液
B
验证Na2SO3是否变质
向少量Na2SO3溶液中滴足量盐酸,再滴少量BaCl2溶液,观察是否产生白色沉淀
C
检验
CH3CH2Br中的溴元素
将CH3CH2Br与NaOH溶液振荡后共热,一段时间后冷却,取上层溶液加入AgNO3溶液,观察是否产生黄色沉淀
D
比较
CH3COOH和HClO的酸性强弱
用pH试纸分别测定浓度相等的CH3COONa溶液和NaClO溶液的pH
阳离子
K+、Mg2+、Fe3+、Al3+、Fe2+
阴离子
Cl-、C、N、S、Si