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题型攻克七:选择题-带数据的离子推理题

示例一:

某无色溶液甲中仅含有下列离子中的几种(不考虑水的电离以及离子的水解)。

阳离子:K、Al3+、Fe3+、Ba2+NH4

阴离子:Cl、CO32、HCO3、SO42

取100mL 溶液甲并分成两等份进行如下实验(假设每步完全反应):

题型攻克七:选择题-带数据的离子推理题

下列说法正确的是:

A、由①可知,原溶液中存在的离子有NH4,浓度为0.2mol•L-1

B、实验②中生成沉淀的离子方程式为2AlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32

C、通入过量CO2充分反应后,需将反应后的混合溶液加热再过滤,其目的主要是为了加快反应进行

D、某同学通过分析认为该溶液中一定存在K,这位同学利用的方法是电荷守恒

答案:D


推理过程:

(1)根据题干中的无色溶液,推理出溶液中没有Fe3+

阳离子:K、Al3+、Ba2+NH4,阴离子:Cl、CO32、HCO3、SO42

(2)根据流程①:气体为NH3n(NH3)=224mL/(22400mL•mol-1)=0.02mol。

推理出有NH4,且为0.02mol。

阳离子:K、Al3+、Ba2+NH4,阴离子:Cl、CO32、HCO3、SO42

(3)根据流程②:过量CO2生成HCO3,不会产生BaCO3沉淀。所以生成的沉淀是Al(OH)3,灼烧后为Al2O3n(Al2O3)=1.02g/(102g•mol-1)=0.01mol。

推理出有Al3+,且为0.02mol。

阳离子:K、Al3+、Ba2+NH4,阴离子:Cl、CO32、HCO3、SO42

(4)根据流程③:推理得到的沉淀为BaSO4n(BaSO4)= 11.65g/(233g•mol-1)=0.05mol。

推理出有SO42,且为0.05mol。

阳离子:K、Al3+、Ba2+NH4,阴离子:Cl、CO32、HCO3、SO42

(5)根据离子共存:溶液中有Al3+,则不存在CO32、HCO3。溶液中有SO42,则不存在Ba2+

阳离子:K、Al3+NH4,阴离子:Cl、SO42

(6)根据溶液的电荷守恒:Al3+NH4带的正电荷数为0.08mol,SO42带的正电荷数为0.1mol,推理出K最少为0.02mol。

阳离子:K、Al3+NH4,阴离子:Cl、SO42


示例二

某试液中只可能含有KNH4、Fe2+、Al3+、Cl、SO42、CO32、AlO2中的若干种离子。离子浓度均为0.3mol•L-1。某同学进行了如图实验:

题型攻克七:选择题-带数据的离子推理题

下列说法正确的是:

A、无法确定原试液中是否含有Al3+、Cl

B、原试液中存在的离子为NH4、Fe2+、Cl、SO42

C、滤液X中大量存在的阳离子有NH4、Fe2+、Ba2+

D、无法确定沉淀C的成分

答案:B


推理过程:

(1)根据“稀硫酸过量,无明显现象”,推理出溶液中没有CO32。但不能确定AlO2肯定没有。

结果为:KNH4、Fe2+、Al3+、Cl、SO42、AlO2

(2)根据“Ba(NO3)2溶液过量”有“气体”,推理出气体为NO,溶液中有Fe2+

结果为:KNH4、Fe2+、Al3+、Cl、SO42、AlO2

(3)根据“Ba(NO3)2溶液过量”有“沉淀”,推理出沉淀为BaSO4。但不能推理出溶液中肯定有SO42

结果为:KNH4、Fe2+、Al3+、Cl、SO42、AlO2

(4)根据“NaOH溶液过量”有“气体”,推理出气体为NH3,溶液中有NH4

结果为:KNH4、Fe2+、Al3+、Cl、SO42、AlO2

(5)根据根据“NaOH溶液过量”有“沉淀”,推理出沉淀为Fe(OH)3

结果为:KNH4、Fe2+、Al3+、Cl、SO42、AlO2

(6)根据“CO2少量”先判断溶液中会出现CO32,肯定能产生BaCO3沉淀。确定“沉淀”中肯定有BaCO3。然后推理无法确定“沉淀”中有Al(OH)3。从而无法确定Al3+、AlO2

结果为:KNH4、Fe2+、Al3+、Cl、SO42、AlO2

(7)根据离子共存:推理AlO2肯定不存在。

结果为:KNH4、Fe2+、Al3+、Cl、SO42

(8)根据电荷守恒:推理Cl、SO42肯定存在且均为0.3mol•L-1

结果为:KNH4、Fe2+、Al3+、Cl、SO42

(9)根据电荷守恒:推理K、Al3+肯定不存在。

结果为:NH4、Fe2+、Cl、SO42


【练习】

1、某溶液可能含有Cl、SO42、CO32NH4、Fe3+、Al3+和K。取该溶液100 mL,加入过量NaOH溶液,加热,得到0.02 mol 气体,同时产生红褐色沉淀;过滤,洗涤,灼烧,得到1.6 g 固体;向上述滤液中加足量BaCl2溶液,得到4.66 g 不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中( )

A.至少存在5种离子

B.Cl一定存在,且c(Cl)≥0.4mol·L-1

C.SO42NH4一定存在,Cl可能不存在

D.CO32、Al3+一定不存在,K可能存在

2、某未知溶液X可能含有Al3+、NaNH4、Cl、CO32、SO42中的若干种,取该溶液进行如下实验,若实验过程中所加试剂均过量,产生的气体全部逸出。则下列说法正确的是( )

题型攻克七:选择题-带数据的离子推理题

A.原溶液中一定存在Na,可能存在Cl

B.原溶液中一定存在CO32、SO42NH4,且均为0.01 mol

C.原溶液中可能存在Nan(Cl)≥0.01mol

D.原溶液中一定不存在Al3+、Cl


【练习答案】

1、答案:B

解析:根据加入过量NaOH溶液,加热,得到0.02 mol 气体,说明有NH4,物质的量为0.02 mol,同时产生红褐色沉淀,说明有Fe3+,而且为0.02 mol,则没有CO32;根据不溶于盐酸的4.66 g 沉淀,说明有SO42,且为0.02 mol,则根据电荷守恒可知一定有Cl,至少有0.04 mol,B正确。

2、答案:C

解析:滤液中加入了烧碱溶液,通过焰色反应不能确定原溶液中是否存在Na;加入BaCl2溶液生成沉淀1,说明原溶液中至少含有CO32、SO42中的一种,沉淀1部分溶于盐酸,所以沉淀1一定是BaSO4、BaCO3的混合物,故原溶液中一定存在CO32、SO42,CO32和Al3+不能大量共存,所以原溶液中一定不存在Al3+;沉淀2为硫酸钡沉淀,其物质的量为0.01 mol,CO32的物质的量为0.01 mol;向所得滤液中加入氢氧化钠溶液,生成了气体,则该气体应为氨气,证明原溶液中一定含有NH4,其物质的量为0.05 mol,CO32、SO42所带负电荷的物质的量之和为0.01 mol×2+0.01 mol×2=0.04 mol,根据电荷守恒,原溶液中一定存在Cl,不能确定是否存在Na,所以n(Cl)≥0.01mol。

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