(1) 某溶液中可能含有 Ag + 、 Fe 3+ 、 K + 、 Ba 2+ 、 等阳离子,进行如下实验:
①加入过量的稀盐酸,有白色沉淀生成;
②过滤,向滤液中加入过量的稀硫酸,又有白色沉淀生成;
③过滤,取少量滤液,滴入 2 滴 KSCN 溶液,没有明显的现象出现;
④另取少量步骤③中的滤液,加入 NaOH 溶液至使溶液呈碱性,加热,可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体。
根据实验现象回答:待测液中一定含有 ___ 离子;一定不含有 ___ 离子;还有 ___ 离子不能确定是否存在。
(2) 我国最早记载丹砂的药用价值和炼制方法。为了使人们重视丹砂,我国曾发行面值为 10 分的丹砂邮票。汞单质及其化合物在工业生产和科学研究上有着广泛用途,丹砂炼汞的反应原理包括以下两个反应:
反应 I : HgS+O 2 Hg+SO 2
反应 II : 4HgS+4CaO 4Hg+3CaS+CaSO 4
①反应 I 中,还原产物是 _____ 。
②反应 I 生成 11.2LSO 2 ( 标准状况下,则转移电子数为 ) _____ N A 。
③反应 II 中, HgS 是 ______ ( 填 “ 氧化剂 ”“ 还原剂 ” 或 “ 既是氧化剂,也是还原剂 ”) ,请用双线桥法标出反应 Ⅱ中电子转移的方向和数目 _____ 。
Ag + 、 Ba 2+ 、 Fe 3+ K + Hg 、 SO 2 3 氧化剂、还原剂
【分析】
氯离子和银离子反应生成白色沉淀,所以根据实验 ①现象判断一定有 Ag + ;钡离子和硫酸根离子反应生成白色沉淀,根据实验 ②现象判断一定有 Ba 2+ ; Fe 3+ 与 KSCN 反应使溶液呈血红色,根据实验 ③现象判断一定没有 Fe 3+ ;铵根离子和碱在加热条件下能反应生成刺激性气味的氨气,根据实验 ④现象判断一定有 ;据此分析解答。
【详解】
(1) 氯离子和银离子反应生成白色沉淀,所以根据实验 ①现象判断一定有 Ag + ;钡离子和硫酸根离子反应生成白色沉淀,根据实验 ②现象判断一定有 Ba 2+ ; Fe 3+ 与 KSCN 反应使溶液呈血红色,根据实验 ③现象判断一定没有 Fe 3+ ;铵根离子和碱在加热条件下能反应生成刺激性气味的氨气,根据实验 ④现象判断一定有 ;则待测液中一定含有 Ag + 、 Ba 2+ 、 ;一定不含有 Fe 3+ ;还有 K + 离子不能确定是否存在,故答案为: Ag + 、 Ba 2+ 、 ; Fe 3+ ; K + ;
(2) ①反应 I : HgS+O 2 Hg+SO 2 中, Hg 、 O 元素的化合价降低,被还原,则还原产物是 Hg 、 SO 2 ;
② 11.2 LSO 2 在标准状况下为 0.5 mol ,反应中 S 元素化合价由 -2 价升高为 +4 价,失去 6 个电子,每生成 1 mol二氧化硫气体,转移6 mol电子,则反应中每生成 0.5 mol SO 2 分子,转移电子数为 3 N A ;
③反应Ⅱ中, Hg 元素的化合价降低, S 元素的化合价升高,则 HgS 为氧化剂、还原剂,该反应中转移 8e - ,用双线桥法标反应 Ⅱ中电子转移的方向和数目为 。
离子 | 检验试剂 | 实验步骤 | 实验现象 | 离子方程式 |
K+ | 焰色反应 | ①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色②蘸取溶液,放在火焰上灼烧,观察火焰颜色。 | 浅紫色(通过蓝色钴玻璃片观察钾离子焰色) | —— |
Na+ | 焰色反应 | 火焰分别呈黄色 | ||
NH4+ | NaOH溶液(浓) | 向未知溶液中加入NaOH浓溶液并加热 | 生成有刺激性气味、使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 | NH4++OH-=NH3↑+H2O |
Al3+ | 加NaOH溶液 | 向未知溶液中加入NaOH溶液 | 加入适量NaOH溶液后生成白色沉淀,该沉淀溶于过量NaOH溶液中 |
Al3++3OH-=Al(OH)3↓ |
Cu2+ | 浓氨水 | 向未知溶液中加入浓氨水 | 加入适量浓氨水后生成蓝色沉淀,该沉淀溶于过量浓氨水中,溶液呈深蓝色 |
Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O |
Ag+ | ①稀盐酸或可溶性盐酸盐②稀HNO3③氨水 | 向未知溶液中加入稀盐酸再加入稀HNO3向过滤出的沉淀中加氨水 | 生成白色沉淀,不溶于稀HNO3,但溶于氨水,生成[Ag(NH3)2]+ | Ag++Cl-=AgCl↓ |
Ba2+ | 稀H2SO4或可溶性酸盐溶液 | 向未知溶液中加入稀H2SO4再加入稀HNO3 | 产生白色沉淀,且沉淀不溶于稀HNO3 | Ba2++SO42-=BaSO4↓ |
Fe3+ | KSCN溶液 | 向未知溶液中加入KSCN溶液或加NaOH溶液或加苯酚 | 变为血红色溶液 | Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 |
加NaOH溶液 | 产生红褐色沉淀 | Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ | ||
加苯酚 | 溶液显紫色 | Fe3++6C6H6OH→[Fe(C6H5O)]3-+6H+ | ||
Fe2+ | ①加NaOH溶液 | 向未知溶液中加入NaOH溶液并露置在空气中 | 开始时生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。 | Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 |
②KMnO4 (H+)溶液 | 向未知溶液中加入KMnO4(H+)溶液 | KMnO4(H+)紫色褪去 | MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O | |
③K3[Fe(CN)6] | 向未知溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液 | 出现蓝色Fe3[Fe(CN)6]2沉淀 | 3Fe2++2[Fe(CN)6]-=Fe3[Fe(CN)6]2↓ | |
④KSCN溶液,新制的氯水 | 加入KSCN溶液,新制的氯水 | 加入KSCN溶液不显红色,加入少量新制的氯水后,立即显红色。 | 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 |
离子 | 检验试剂 | 实验步骤 | 实验现象 | 离子方程式 |
CO32- | ①BaCl2溶液、稀盐酸 | 向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸 | 加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,沉淀溶于稀盐酸,并放出无色无味气体 | Ba2++CO32-=BaCO3↓ BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O |
②稀盐酸、Ca(OH)2溶液 | 加入稀盐酸后放出的气体通入使澄清的Ca(OH)2溶液 | 加入稀盐酸后放出无色无味气体,通入澄清的Ca(OH)2溶液变浑浊 | CO32-+2H+=H2O+CO2↑ Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O | |
SO42- | BaCl2溶液、稀硝酸或稀盐酸 | 向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸 | 生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀 | Ba2++SO42-=BaSO4↓ |
SO32- | ①BaCl2溶液、稀盐酸 | 向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸 | 加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,沉淀溶于稀盐酸,并放出刺激性气味的气体 | SO32-+2H+=H2O+SO2↑ |
②稀盐酸、品红溶液 | 加入稀盐酸后放出的气体通入品红溶液 | 加入稀盐酸后放出的气体使品红溶液褪色 | SO32-+2H+=H2O+SO2↑ | |
Cl- | AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸 | 向未知溶液中加入AgNO3溶液,再向沉淀中加入稀盐酸 | 生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀 | Ag++Cl-=AgCl↓ |
Br- | AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸 | 生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的浅黄色沉淀 | Ag++Br-=AgBr↓ | |
I- | AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸 | 向未知溶液中加入AgNO3溶液,再向沉淀中加入稀盐酸 | 生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀 | Ag++I-=AgI↓ |
②新制氯水,淀粉溶液 | 向未知溶液中加入新制氯水,再加入淀粉溶液 | 滴入新制Cl2,振荡后再滴入淀粉溶液,变蓝 | Ag++I-=AgI↓ 2I-+Cl2=I2+2Cl- I2遇淀粉变蓝 |
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