当前位置:首页>文档>第3讲 离子共存 离子的检验与推断_05高考化学_新高考复习资料_2023年新高考资料_一轮复习_2023年新高考大一轮复习讲义_2023年高考化学一轮复习讲义(新高考)_赠补充习题

第3讲 离子共存 离子的检验与推断_05高考化学_新高考复习资料_2023年新高考资料_一轮复习_2023年新高考大一轮复习讲义_2023年高考化学一轮复习讲义(新高考)_赠补充习题

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第3讲 离子共存 离子的检验与推断_05高考化学_新高考复习资料_2023年新高考资料_一轮复习_2023年新高考大一轮复习讲义_2023年高考化学一轮复习讲义(新高考)_赠补充习题
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第 3 讲 离子共存 离子的检验与推断 课 程 标 准 知 识 建 构 1.了解常见离子的检验方法。 2.能利用典型代表物的性质和反 应,进行离子的推断和设计常见物 质检验的方案。 一、离子共存 1.离子共存的本质5 几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应。 2.判断离子能否大量共存的“四个要点” 判断多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是:一色、二性、三特 殊、四反应。 (1)一色——溶液颜色 几种常见离子的颜色: 离子 Cu2+ Fe3+ Fe2+ MnO 溶液颜色 蓝色 黄色 浅绿色 紫红色 (2)二性——溶液的酸碱性 ①在强酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子(如CO、ClO-、SO、S2-、CH COO- 3 等)不能大量存在。 ②在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如NH、Al3+、Cu2+、Mg2+、Zn2+、Fe3+ 等)不能大量存在。 ③如HCO、HS-、HSO、HPO、H PO等,在强酸性或强碱性溶液中均不能大量 2 存在。 (3)三特殊——三种特殊情况 ①AlO与HCO不能大量共存:AlO+HCO+H O===Al(OH) ↓+CO。 2 3 ②“NO+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO等还原性的离子 发生氧化还原反应而不能大量共存。 ③NH与CH COO-、CO,Mg2+与HCO等组合中,虽然两种离子都能水解且 3 水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中仍能大量共存。 (4)四反应——四种反应类型反应类型 不能大量共存的离子 如Ca2+ 、Ba2+与CO 、SO、SO;SiO与H+;Ag+与Cl- 生成沉淀 复分 等不能大量共存 解反 生成气体及易挥 H+与CO 、HCO、S2-、SO;NH和OH-等不能大量共 应 发性物质 存 生成弱电解质 H+与OH-、ClO-、F-、CH COO-等不能大量共存 3 Fe3+与S2-、I-等;MnO、ClO-在酸性、碱性、中性条件 氧化还原反应 下与I-、Fe2+、SO不能大量共存 Al3+、Fe3+与AlO、HCO、CO 等相互促进水解,不能大 相互促进的水解反应 量共存 络合反应 Fe3+与SCN-;Ag+与NH ·H O不能大量共存 3 2 【诊断1】 指出下列离子组不能大量共存的原因。 (1)Na+、OH-、SO、Fe3+__________________________________; (2)K+、Mg2+、I-、ClO-_____________________________________; (3)含有大量Fe3+的溶液:Na+、SCN-、Cl-、I-___________________; (4)含有大量NO的溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO_____________________; (5)常温下,pH=12的溶液:K+、Cl-、SO、SiO、Ca2+__________。 答案 (1)Fe3+与OH-反应生成沉淀 (2)I-能被ClO-氧化 (3)Fe3+与SCN-发生络合反应,Fe3+与I-发生氧化还原反应 (4)NO在酸性条件下能氧化Fe2+ (5)Ca2+与SO、SiO反应生成沉淀 二、离子的检验 根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同,可以把检验离子的方法 归纳为三种类型:①生成沉淀;②生成气体;③显现特殊颜色。 1.常见阳离子的检验 (1)依据生成沉淀 阳离子 试剂或方法 实验现象(证据) 开始产生白色沉淀,NaOH溶液过量沉 Mg2+ NaOH溶液 淀不溶解 开始产生白色沉淀,NaOH溶液过量沉 Al3+ NaOH溶液 淀溶解先产生白色沉淀,迅速变为灰绿色最后 NaOH溶液 Fe2+ 变为红褐色 K [Fe(CN) ](铁氰化钾)溶液 产生 _ 蓝 色沉淀 3 6 Fe3+ NaOH溶液 产生红褐色沉淀 Cu2+ NaOH溶液 产生蓝色沉淀 (2)依据生成气体 NH――→产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。 (3)依据显示的特殊颜色 阳离子 试剂或方法 实验现象(证据) H+ 紫色石蕊溶液 溶液变红 Na+ 焰色试验 黄色火焰 K+ 焰色试验 紫色火焰(透过蓝色钴玻璃) Fe3+ KSCN溶液 溶液呈红色 Fe2+ 先加KSCN溶液再加氯水 先无明显变化,再变红色 2.常见阴离子的检验 (1)依据生成沉淀 阴离子 试剂 现象(证据) Cl- 产生白色沉淀AgCl Br- AgNO 溶液和稀HNO 产生淡黄色沉淀AgBr 3 3 I- 产生黄色沉淀AgI 加盐酸无明显现象,加BaCl 溶液产生白色 2 SO 稀盐酸和BaCl 溶液 2 沉淀 加CaCl 溶液产生白色沉淀,再加盐酸沉淀 2 CO CaCl 溶液和稀盐酸 2 溶解,产生无色无味气体 (2)依据生成气体 阴离子 试剂 现象(证据) CO 稀盐酸和澄清石灰水 产生使澄清石灰水变浑浊的气体 HCO 稀盐酸和澄清石灰水 产生使澄清石灰水变浑浊的气体 加硫酸产生有刺激性气味的气体,且气体能 SO 稀H SO 和品红溶液 2 4 使品红溶液褪色 加硫酸产生有刺激性气味的气体,且气体能 HSO 稀H SO 和品红溶液 2 4 使品红溶液褪色(3)依据显示特殊颜色 ①OH-滴入酚酞溶液,溶液变红色滴入紫色石蕊溶液,溶液变蓝色 【诊断2】 判断下列说法是否正确,正确的打√,错误的打×。 (1)加入AgNO 溶液有白色沉淀生成,加稀盐酸沉淀不消失,则原溶液中一定 3 含有Cl-( ) (2)向某溶液中加入BaCl 溶液,有白色沉淀生成,再加入稀盐酸,沉淀不消失, 2 则溶液中一定存在SO( ) (3)向某溶液中加入Ba(NO ) 溶液,产生不溶于稀HNO 的白色沉淀,则溶液 3 2 3 中一定存在SO( ) (4)加入CaCl 溶液,有白色沉淀生成,溶液中一定存在CO( ) 2 (5)加入稀硫酸,产生使品红溶液褪色的无色有刺激性气味的气体,则溶液中 一定存在SO( ) (6)某溶液的焰色试验呈黄色,则溶液中一定有钠元素,不能确定是否有钾元 素( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ 考点一 离子共存的判断 【典例1】 (2020·安徽宿州市高三模拟)常温下,下列各组离子在指定溶液中 一定能大量共存的是( ) A.1.0 mol·L-1的KNO 溶液中:H+、Fe2+、Cl-、SO 3 B.使紫色石蕊溶液变红的溶液中:NH、Ba2+、AlO、Cl- C.pH=12的溶液中:K+、Na+、CH COO-、Br- 3 D.滴加几滴KSCN溶液显红色的溶液中:NH、Mg2+、I-、Cl- 答案 C 解析 NO、H+与Fe2+反应,不能大量共存,不选A;使紫色石蕊溶液变红的 溶液为酸性溶液,溶液中存在大量H+,H+与AlO在溶液中能够反应,且NH与AlO会发生相互促进水解,不能大量共存,不选B;pH=12的溶液显碱性,OH-与 K+、Na+、CH COO-、Br-不反应,且K+、Na+、CH COO-、Br-之间也不反应,可 3 3 大量共存,不选C;滴加几滴KSCN溶液显红色的溶液中含有Fe3+,Fe3+、I-能够 发生氧化还原反应,不能大量共存,不选D。 审清关键词语和特定情况下的隐含因素 (1)解答离子共存类题目要审清题目要求的关键词语,如“一定大量共存” “可能大量共存”或“不能大量共存”等。 (2)充分考虑指定微粒或物质对溶液酸碱性、氧化性和还原性的影响,如: 含有大量Fe3+的溶液 隐含溶液呈酸性,并具有较强氧化性 含有大量NO的酸性溶液 隐含溶液具有强氧化性 含有大量S2-、SO、AlO的溶液 隐含溶液呈碱性 【对点练1】 (离子共存的颜色限定)下列指定溶液中能大量共存的离子组是( ) A.无色溶液中:H+、Cl-、S O、K+ 2 B.无色透明的溶液中:Fe3+、NH、I-、CO C.无色透明的溶液中:K+、Cu2+、NO、Cl- D.澄清透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、Br-、Cl- 答案 D 解析 A项,H+与S O反应生成S、SO 和H O不能大量共存;B项,Fe3+有颜 2 2 2 色、Fe3+与I-、CO不能大量共存;C项,Cu2+有颜色。 【对点练2】 (限定溶液酸碱性的离子共存)(2020·湖南汨罗市高三检测)下列 各组离子在指定溶液中一定能大量共存的有几组( ) ①酸性溶液中:Na+、ClO-、SO、I- ②无色溶液中:K+、Na+、MnO、SO ③ 碱性溶液中:Cl-、CO、SO、K+、AlO ④中性溶液中:Fe3+、K+、Cl-、SO ⑤常温 下,由水电离出的c(OH-)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、Ba2+、Cl-、Br- ⑥ 与铝粉反应放出H 的无色溶液中:NO、Al3+、Na+、SO 2 A.1组 B.2组 C.3组 D.4组 答案 B 解析 ①酸性溶液中存在大量 H+,ClO-与 H+能够反应生成弱电解质HClO,且ClO-能氧化I-,因此该组微粒不能大量共存;②含MnO溶液呈紫红色 不能在无色溶液中大量共存;③碱性溶液中存在大量OH-,该组微粒相互之间不 会发生反应,因此能够大量共存;④含Fe3+的溶液呈酸性,因此不能在中性溶液 中大量共存;⑤常温下,由水电离出的c(OH-)=1×10-13 mol·L-1的溶液可能呈 酸性,也可能呈碱性,该组微粒之间不会发生反应,且与H+、OH-均不会反应,因 此能够大量共存;⑥与铝粉反应放出H 的无色溶液可能为酸溶液,也可能为强碱 2 溶液,强碱性条件下Al3+能与OH-之间会发生反应而不能大量共存;酸性条件下 NO与Al反应不生成H 。综上所述,各组离子在指定溶液中一定能大量共存的有 2 ③⑤,共2组,故答案为B。 【对点练3】 (特定情况下隐含因素的离子共存判断)(2020·安徽马鞍山市高三 二模)制备(NH ) Fe(SO ) ·6H O的实验中,需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处 4 2 4 2 2 理。室温下,分别取母液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一 组离子正确的是( ) A.通入过量Cl :Fe2+、H+、NH、Cl-、SO 2 B.加入少量NaClO溶液:NH、Fe2+、H+、SO、ClO- C.加入过量NaOH溶液:Na+、Fe2+、NH、SO、OH- D.加入过量NaClO和NaOH的混合溶液:Na+、SO、Cl-、ClO-、OH- 答案 D 解析 母液中主要含NH、Fe2+、H+、SO。通入过量Cl ,在酸性条件下,Fe2+ 2 与Cl 会发生氧化还原反应,溶液中无Fe2+存在,故A错误;加入少量NaClO溶 2 液,在酸性条件下,Fe2+与ClO-会发生氧化还原反应,溶液中无Fe2+存在,故B 错误;加入过量NaOH溶液,Fe2+会生成沉淀,反应后溶液中无Fe2+,NH会与OH -反应生成NH ·H O,故C错误;加入过量NaClO和NaOH的混合溶液,Fe2+会被 3 2 氧化生成铁离子并在碱性环境下生成沉淀,反应后溶液中无Fe2+,故D正确。 溶液酸碱性的判断方法 (1)常见表示呈酸性的溶液 ①常温下,pH<7的溶液;②使pH试纸变红的溶液;③使甲基橙呈红色的溶 液;④与镁粉反应放出氢气的溶液;⑤常温下,c(OH-)<1×10-7 mol·L-1的溶液。 (2)常见表示呈碱性的溶液 ①常温下,pH>7的溶液;②使pH试纸变蓝的溶液;③使酚酞溶液变红的溶 液;④常温下,c(H+)<1×10-7 mol·L-1的溶液。(3)常见表示可能呈酸性也可能呈碱性的溶液 ①与铝粉反应放出氢气的溶液;②常温下水电离出的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液;③与NH HCO 反应能产生气体的溶液。 4 3 考点二 常见离子的检验与推断 【典例2】 向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作,结论 正确的是( ) 选项 操作 现象 结论 A 滴加BaCl 溶液 生成白色沉淀 原溶液中有SO 2 有刺激性气味的气体 B 滴加硫酸 原溶液中有SO 产生 用洁净铂丝蘸取溶液进行 火焰呈紫色(透过蓝 C 原溶液中有钾元素 焰色试验 色钴玻璃) 滴加NaOH溶液,将湿润红 D 试纸不变蓝 原溶液中无NH 色石蕊试纸置于试管口 答案 C 解析 A项加入BaCl 溶液得到白色沉淀,原溶液中可能含有 CO或SO或 2 SO或Ag+;B项HSO也有同样的现象;C项观察钾的焰色试验应透过蓝色钴玻 璃,排除钠的干扰;D项检验NH应加入浓NaOH溶液,且需要加热。 【对点练4】 (常见物质的检验)由两种物质组成的一包白色粉末,通过如下实 验可鉴别其中的成分:取少量样品加入足量水中,充分搅拌,固体部分溶解;向所 得的悬浊液中加入足量稀HNO ,有气体放出,最后仍有未溶解的白色固体,上层 3 清液呈无色。该白色粉末可能为( ) A.SiO 、明矾 B.BaCO 、无水CuSO 2 3 4 C.MgCO 、Na S O D.KCl、Ag CO 3 2 2 3 2 3 答案 D 解析 取少量样品加入足量水中,充分搅拌,固体部分溶解,说明固体中含有 不溶性的物质和可溶性物质,对四个选项分析比较,都具备该条件;向所得的悬 浊液中加入足量稀HNO ,有气体放出,说明有碳酸盐,A中无碳酸盐,A错误;最 3 后仍有未溶解的白色固体,上层清液呈无色,而CuSO 溶液显蓝色,不是无色,B 4 错误;Na S O 与硝酸反应产生Na SO 、S单质、NO气体,S是淡黄色难溶于水的 2 2 3 2 4 物质,不是白色固体,C错误;KCl能溶于水,而Ag CO 不溶于水,加入HNO ,反 2 3 3应产生AgNO 、CO 气体和H O,KCl再与AgNO 发生复分解反应产生AgCl白 3 2 2 3 色不溶于酸的沉淀,符合题意,通过上述分析可知该白色粉末为KCl、Ag CO ,D 2 3 正确。 【对点练5】 (离子共存在离子的检验中的应用)(2020·河南信阳市罗山县高三 一调)某溶液含有K+、Fe3+、SO、CO、I-中的几种。取样,滴加KSCN溶液后显血 红色。为确定该溶液的组成,还需检验的离子是( ) A.K+ B.I- C.SO D.CO 答案 A 解析 取样,滴加KSCN溶液后显血红色,则溶液含有Fe3+,Fe3+与CO会发 生相互促进水解反应而不共存,I-与Fe3+发生氧化还原反应而不共存,则阴离子 只有SO,电解质溶液呈电中性,故溶液中一定有SO,为确定该溶液的组成,还需 检验的离子只有K+。 【典例3】 某溶液中可能含有Cl-、SO、CO、NH、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BaCl 溶液,得到4.66 g 2 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-)≥0.4 mol·L-1 C.SO、NH一定存在,Cl-可能不存在 D.CO、Al3+一定不存在,K+可能存在 答案 B 解析 【对点练6】 (离子的定性推断)某溶液中可能存在Br-、CO、SO、Al3+、I-、Mg2 +、Na+等7种离子中的某几种。现取该溶液进行实验,得到如下现象: ①向溶液中滴加足量氯水后,溶液变橙色,且有无色气泡冒出;②向所得橙色溶液中加入足量BaCl 溶液,无沉淀生成;③向所得溶液中继续滴加淀粉溶液,溶 2 液不变蓝色。 已知:5Cl +I +6H O===10HCl+2HIO 2 2 2 3 据此可以判断:该溶液肯定不存在的离子组是( ) A.Al3+、Mg2+、SO B.Mg2+、CO、I- C.Al3+、SO、I- D.Al3+、Br-、SO 答案 A 解析 由①知,溶液中有Br-和CO,根据离子共存原则,不存在Al3+、Mg2+; 由②知,溶液中无SO;由③知,不能确定是否含有I-,因为在①中氯水可能把I- 氧化成IO,致使溶液不变蓝色。 【对点练7】 (离子的定量推断)某未知溶液X可能含有Al3+、Na+、NH、Cl-、 CO、SO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( ) A.原溶液中一定存在Na+,可能存在Cl- B.原溶液中一定存在CO、SO、NH,且均为0.01 mol C.原溶液中可能存在Na+,n(Cl-)≥0.01 mol D.原溶液中一定不存在Al3+、Cl- 答案 C 解析 滤液中加入了烧碱溶液,通过焰色试验不能确定原溶液中是否存在 Na+;加入BaCl 溶液生成沉淀1,说明原溶液中至少含有CO、SO中的一种,沉淀 2 1部分溶于盐酸,所以沉淀1一定是BaSO 、BaCO 的混合物,故原溶液中一定存 4 3 在CO、SO,CO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,其物质的量为=0.01 mol,CO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NH, 其物质的量为=0.05 mol,CO、SO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-)≥0.01 mol。离子推断的常用原则 微专题7 离子检验的规范答题 离子检验类问题的答题模板 【典例】 (2020·课标全国Ⅰ)为验证不同化合价铁的氧化还原能力,利用下列 电池装置进行实验。 回答下列问题: 实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO 溶液中加入几滴Fe (SO ) 溶液,将 4 2 4 3 铁电极浸泡一段时间,铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是 _______________________________________________________。 答案 取少量活化后溶液于试管,滴入KSCN溶液,不出现血红色 解析 该活化反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+,故通过检验Fe3+可说明活化反应 是否完成,具体操作为取少量活化后溶液于试管,滴加几滴KSCN溶液,若溶液 不变血红色,则说明活化反应已完成。1.(NH ) SO 是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分 4 2 4 解产物。 【查阅资料】(NH ) SO 在260 ℃和400 ℃时分解产物不同。 4 2 4 【实验探究】该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。 连接装置A→D→B,检查气密性,按图示重新加入试剂。通入N 排尽空气后, 2 于400 ℃加热装置A至(NH ) SO 完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入 4 2 4 N 。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装 2 置D内溶液中有SO,无SO。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。 检 验 装 置 D 内 溶 液 中 有 SO , 无 SO 的 实 验 操 作 和 现 象 是 _____________________________________________________。 答案 取少量装置D内溶液于试管中,滴加BaCl 溶液,生成白色沉淀,加入 2 足量稀盐酸后,沉淀完全溶解,放出无色刺激性气味气体 解析 (1)明确原理:依据题目要求,明确检验的原理,根据原理确定方法。如 SO、SO都与Ba2+产生沉淀,但BaSO 可溶于盐酸而BaSO 不溶于盐酸。 3 4 (2)叙述操作:取液体(水层少量液体)、加试剂(如加BaCl 溶液、加盐酸酸化 2 等)。 (3)描述现象:观察产生沉淀及沉淀如何变化要明确具体。 (4)得出结论:由什么现象得出对应结论,如“若……说明……,若……说 明……”。 2.(1)结晶析出Na S O ·5H O,其中可能含有Na SO 、Na SO 等杂质。利用所 2 2 3 2 2 3 2 4 给试剂设计实验,检验产品中是否存在Na SO ,简要说明实验操作、现象和结论: 2 4 _______________________________________________________________。 已知Na S O ·5H O遇酸易分解:S O+2H+===S↓+SO ↑+H O 2 2 3 2 2 2 2 供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl 溶液、AgNO 溶液。 2 3 (2)榴石矿石可以看作由CaO、FeO、Fe O 、Al O 、SiO 组成。试设计实验证明 2 3 2 3 2 榴石矿中含有FeO(试剂任选,说明实验操作与现象)__________________。 答案 (1)取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层溶液(或过滤,取滤液)于 一试管中,滴加BaCl 溶液,若产生白色沉淀则说明含有Na SO 杂质(答案合理即 2 2 4 可)(2)取矿石少许,加稀硫酸充分反应后,向其中滴加酸性高锰酸钾溶液,若紫 色褪去,证明矿石中含有FeO(不能加盐酸溶解) 3.已知:5SO+2IO+2H+===I +5SO+H O 2 2 某含碘废水(pH约为8)中一定存在I ,可能存在I-、IO中的一种或两种。请补 2 充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO的实验方案:取适量含碘废水用CCl 多 4 次 萃 取 、 分 液 , 直 到 水 层 用 淀 粉 溶 液 检 验 不 出 有 碘 单 质 存 在 ; _______________________________________________________________。 实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl 溶液、Na SO 溶液。 3 2 3 答案 从水层取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加FeCl 3 溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I-。另 从水层取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加Na SO 溶液,若 2 3 溶液变蓝,说明废水中含有IO;若溶液不变蓝,说明废水中不含有IO 1.(2020·江苏化学,4)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( ) A.0.1 mol·L-1氨水溶液:Na+、K+、OH-、NO B.0.1 mol·L-1盐酸溶液:Na+、K+、SO、SiO C.0.1 mol·L-1 KMnO 溶液:NH、Na+、NO、I- 4 D.0.1 mol·L-1 AgNO 溶液:NH、Mg2+、Cl-、SO 3 答案 A 解析 氨水中,Na+、K+、OH-、NO彼此不反应,能大量共存,A项正确;盐酸 中的H+能与SiO结合生成H SiO 沉淀,B项错误;KMnO 溶液具有强氧化性,具 2 3 4 有还原性的I-不能大量存在,C项错误;AgNO 溶液中的Ag+能与Cl-反应生成 3 AgCl沉淀,二者不能大量共存,Ag+与SO生成微溶物Ag SO ,Ag+与SO不能大 2 4 量共存,D项错误。 2.(2019·上海等级考)能证明亚硫酸钠部分变质所需要的试剂是( ) A.硝酸钡,稀硫酸 B.稀盐酸,氯化钡 C.稀硫酸,氯化钡 D.稀硝酸,氯化钡 答案 B 解析 若要证明亚硫酸钠部分变质,须证明该样品中含有Na SO 和Na SO , 2 3 2 4 检验步骤:取少量样品置于试管中溶解,滴入盐酸后有气泡冒出,继续滴加盐酸 至无气泡冒出后,再滴入少量BaCl 溶液,有白色沉淀产生,则证明Na SO 部分 2 2 3变质。 3.(2018·浙江11月选考)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BaCl 溶液,出现白色沉淀,则该固体 2 试样中存在SO 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NH 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 溶液沉淀溶解,则该固体试样中存在SiO 答案 C 解析 A.若固体试样为硫酸的酸式盐,如硫酸氢钠,可溶于盐酸,再滴加 BaCl 溶液,出现白色沉淀,故A错误;B.加入KSCN溶液没有出现红色,证明溶 2 液中不存在铁离子,但无法确定该固体样品中是否存在Fe3+,假如固体为铁和氧 化铁的混合物,并且铁多,完全溶于盐酸也不生成三价铁离子,故B错误;C.氨气 易溶于水,加入氢氧化钠溶液,应进行加热,因此固体试样中仍可能存在NH,故 C正确;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,可能为偏 铝酸钠和盐酸的反应,生成氢氧化铝与氢氧化钠溶液的反应,可溶解,故D错误。 4.(2019·江苏化学)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( ) A.0.1 mol·L-1 NaOH溶液:Na+、K+、CO、AlO B.0.1 mol·L-1 FeCl 溶液:K+、Mg2+、SO、MnO 2 C.0.1 mol·L-1 K CO 溶液:Na+、Ba2+、Cl-、OH- 2 3 D.0.1 mol·L-1 H SO 溶液:K+、NH、NO、HSO 2 4 答案 A 解析 B项,MnO可以氧化Fe2+,错误;C项,CO与Ba2+会发生反应生成 BaCO 沉淀,错误;D项,H+可以与HSO反应生成SO ,且酸性条件下NO会氧化 3 2 HSO生成SO,错误。 5.(2016·全国卷Ⅱ)某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验: ①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡 产生,固体全部溶解; ②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。该白色粉末可能为( ) A.NaHCO 、Al(OH) B.AgCl、NaHCO 3 3 3 C.Na SO 、BaCO D.Na CO 、CuSO 2 3 3 2 3 4 答案 C 解析 A项,NaHCO 、Al(OH) 中加入足量稀硫酸有气泡产生,生成硫酸钠、 3 3 硫酸铝、二氧化碳和水,最终无固体存在,错误;B项,AgCl不溶于酸,固体不能 全部溶解,错误;C项,亚硫酸钠和碳酸钡加入水,碳酸钡不溶于水使部分固体不 溶解,加入稀盐酸,碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水,固体全部溶解 再将样品加入足量稀硫酸,稀硫酸和碳酸钡反应生成硫酸钡沉淀、二氧化碳和水 正确;D项,Na CO 、CuSO 中加入足量稀硫酸,振荡后无固体存在,错误。 2 3 4 6.(2018·浙江11月选考)已知化合物X由3种元素组成,某学习小组进行了 如下实验: ①取适量X,加水完全溶解,无气体产生,溶液呈碱性;进行焰色试验,透过蓝 色钴玻璃观察到火焰呈紫色; ②取1.685 g X溶于水,加入含HCl 0.020 00 mol的盐酸恰好中和;中和后的 溶液与硝酸酸化的过量AgNO 溶液反应,得到4.305 g白色沉淀。 3 请回答: (1)X中3种元素是________(用元素符号表示)。 (2)X与水反应的化学方程式是____________________________________。 (3)X中一种元素对应的单质,可与足量的Na CO 溶液反应得到Cl O,写出该 2 3 2 反应的离子方程式:_______________________________________________。 答案 (1)K、Cl、O (2)K ClO+H O===KCl+2KOH 3 2 (3)H O+2Cl +2CO===Cl O+2Cl-+2HCO 2 2 2 解析 ①X加水完全溶解,无气体产生,对溶液进行焰色试验,透过蓝色钴 玻璃观察到火焰呈紫色,说明含有 K元素。而溶液呈碱性说明X与水反应生成 KOH;②中和过程n(KOH)=n(HCl)=0.02 mol,而白色沉淀为AgCl,其物质的量 为4.305 g÷143.5 g/mol=0.03 mol,大于盐酸溶液中含有的0.02 mol HCl,故X中 含有Cl元素,溶液中X产生的氯离子为0.03 mol-0.02 mol=0.01 mol,则溶液中 KCl为0.01 mol,则X中K原子物质的量为0.02 mol+0.01 mol=0.03 mol,由于 X含有三种元素,由元素守恒可知,X还含有O元素,1.685 g X中含有O原子为 (1.685 g-0.03 mol×39 g/mol-0.01 mol×35.5 g/mol)÷16 g/mol=0.01 mol,故X 中K、Cl、O原子数目之比为0.03 mol∶0.01 mol∶0.01 mol=3∶1∶1,故X的化学式为:K ClO。(1)由上述分析可知,X中3种元素是:K、Cl、O;(2)X的化学式为: 3 K ClO,X中Cl为-1价、O为-2价,X与水发生非氧化还原反应,故反应方程式 3 为 K ClO+H O===KCl+2KOH;(3)X 中一种元素对应的单质,可与足量的 3 2 Na CO 溶液反应得到Cl O,该X的单质为Cl ,生成Cl O过程Cl元素化合价升 2 3 2 2 2 高,故Cl元素被还原,则有NaCl生成,由化合价升降相等可知Cl O、NaCl的物 2 质的量之比为1∶2,Cl O中的氧原子源于水,碳酸钠足量,会有碳酸氢钠生成, 2 故配平反应方程式为:H O+2Cl +2Na CO ===Cl O+2NaCl+2NaHCO 。离子方 2 2 2 3 2 3 程式为H O+2Cl +2CO===Cl O+2Cl-+2HCO。 2 2 2 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1.(2021·四川成都市摸底测试)下列离子在溶液中能大量共存的是( ) A.Na+、Ca2+、Cl-、CO B.HCO、K+、NH、OH- C.Fe2+、H+、SO、NO D.Na+、K+、CO、SiO 答案 D 解析 A项中Ca2+与CO生成CaCO 沉淀而不能大量共存;B项中HCO、NH 3 均会与OH-发生反应,不能大量共存;C项中H+、NO、Fe2+发生氧化还原反应而 不能大量共存;D项离子之间不反应,能大量共存。 2.(2021·广东惠州第一次调研)在某无色透明的酸性溶液中,能共存的离子 组是( ) A.Na+、K+、SO、HCO B.Cu2+、K+、SO、NO C.Na+、K+、Cl-、NO D.Na+、K+、SO、NO 答案 C 解析 酸性溶液中存在大量的H+,HCO与H+不能大量共存,A项错误;Cu2 +溶液呈蓝色,题目要求无色,B项错误;Na+、K+、Cl-、NO、H+之间不反应,能大 量共存,且能形成无色透明溶液,C项正确;酸性条件下SO、NO之间发生氧化还 原反应而不能共存,D项错误。 3.向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作,结论正确的 是( ) 选项 操作 现象 结论 A 滴加BaCl 溶液 生成白色沉淀 原溶液中有SO 2有刺激性气味的气体产 B 滴加稀硫酸 原溶液中有SO 生 用洁净铂丝蘸取溶液进 火焰呈紫色(透过蓝色钴 C 原溶液中有K+ 行焰色试验 玻璃) 滴加NaOH溶液,将湿润 D 的红色石蕊试液纸置于 试纸不变蓝 原溶液中无NH 试管口 答案 C 解析 A项,加入BaCl 溶液得到白色沉淀,原溶液中可能含有SO或SO或 2 Ag+;B项,HSO也有同样的现象;C项,观察K+的焰色试验应透过蓝色钴玻璃, 排除Na+的干扰;D项,检验NH应加入浓NaOH溶液,且需要加热。 4.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( ) A.在新制饱和氯水中:NH、Na+、SO、SO B.在能使红色石蕊试纸变蓝的溶液中:Cu2+、K+、HCO、CO C.在加入铝粉能产生的H 的溶液中:Fe2+、Na+、SO、NO 2 D.在c(H+)=1×10-11 mol·L-1的溶液中:Na+、K+、S2-、SO 答案 D 解析 在新制饱和氯水中含有大量的Cl 、HClO,它们与还原性微粒SO会发 2 生氧化还原反应,不能大量共存,A项错误;能使红色石蕊试纸变蓝的溶液为碱 性溶液,溶液中的OH-与Cu2+、HCO会发生反应,不能大量共存,且Cu2+、CO也 会反应生成CuCO 沉淀,不能大量共存,B项错误;加入铝粉能产生H 的溶液可 3 2 能显酸性,也可能显碱性,在酸性条件下,Fe2+、NO会发生氧化还原反应,不能大 量共存,在碱性条件下,OH-与Fe2+会反应生成Fe(OH) ,不能大量共存,C项错 2 误;c(H+)=1×10-11 mol·L-1的溶液显碱性,在碱性条件下,选项中的离子可以大 量共存,D项正确。 5.下列各组离子能大量共存且满足相应要求的是( ) 选项 离子组 要求 A K+、AlO、Cl-、Cr O 溶液无色澄清 2 B Fe3+、NO、Br-、HCO 逐滴滴加盐酸,立即产生气体 C Na+、K+、AlO、NO 逐滴滴加盐酸,先有沉淀产生,后沉淀消失 D NH、Al3+、SO、Cl- 滴加NaOH溶液并加热,立刻产生气体 答案 C解析 Cr O有颜色,因此不能在无色澄清溶液中大量存在,A项错误;Fe3+与 2 HCO会发生相互促进的水解反应,不能大量共存,B项错误;四种离子能大量共 存,因为有AlO的存在,故逐滴滴加盐酸,先有沉淀产生,后沉淀消失,C项正确; 四种离子能大量共存,但滴加NaOH溶液并加热时,NaOH会先与Al3+反应,不 会立刻产生气体,D项错误。 6.(2020·河南信阳市罗山县高三一调)化学实验中常需对溶液进行酸化,下 列酸化处理措施中,正确的是( ) A.检验溶液中是否含Cl-时,用硫酸酸化后再加AgNO 溶液 3 B.检验溶液中是否含Fe2+时,用硝酸酸化后再加KSCN溶液 C.检验溶液中是否含SO时,用盐酸酸化后再加BaCl 溶液 2 D.为提高 MnO的氧化性,向该溶液中加入盐酸酸化 答案 C 解析 检验溶液中是否含Cl-时,用硫酸酸化后再加AgNO 溶液,会产生微 3 溶物硫酸银,外观也是白色沉淀,会干扰氯离子检验,故A错误;检验溶液中是否 含Fe2+时,用硝酸酸化,则亚铁离子被HNO 氧化生成铁离子,再加 KSCN溶液, 3 一定出现血红色,因此,硝酸酸化会干扰亚铁离子检验,故B错误;检验溶液中是 否含SO时,用盐酸酸化,若没有白色沉淀,则排除银离子、硅酸根离子,再加 BaCl 溶液,出现白色沉淀,则一定为硫酸钡沉淀,故C正确;为提高MnO的氧化 2 性,向该溶液中加入盐酸酸化,则高锰酸根离子、氯离子和氢离子会发生氧化还 原反应而消耗,故D错误。 7.某无色溶液含有下列离子中的若干种:H+、NH、Fe3+、Ba2+、Al3+、CO、Cl -、OH-、NO。向该溶液中加入铝粉,只放出H ,则溶液中能大量存在的离子最多 2 有( ) A.3种 B.4种 C.5种 D.6种 答案 C 解析 含有Fe3+的溶液显黄色,在无色溶液中不能大量存在;H+与CO、OH- 会发生反应,不能大量共存;OH-与NH、Al3+会发生反应,不能大量共存;Ba2+、 Al3+和CO会发生反应,不能大量共存。向该溶液中加入铝粉,只放出H ,若溶液 2 为碱性,则含有大量的OH-,还可能含有大量的Ba2+、Cl-、NO,最多4种;若溶 液为酸性,由于H+、NO起硝酸的作用,加入Al不能产生氢气,所以含有的离子 可能是H+、NH、Ba2+、Al3+、Cl-,最多是5种离子。8.已知:SO+I +H O===SO+2H++2I-,某溶液中可能含有I-、NH、Cu2+、 2 2 SO,向该无色溶液中加入少量溴水,溶液仍呈无色,则下列判断正确的是( ) A.肯定不含I- B.肯定不含NH C.可能含有SO D.可能含有I- 答案 D 解析 溴首先氧化亚硫酸根离子后氧化碘离子,溶液仍呈无色说明一定含有 亚硫酸根离子,可能含有碘离子,一定不含铜离子,根据电荷守恒可知一定含铵 根离子。 9.常温下,下列离子在指定环境中一定能够大量共存的是( ) A.通入SO 气体:Na+、Ca2+、Cl-、ClO- 2 B.酸性溶液中:Mg2+、Fe3+、SO、SCN- C.0.1 mol·L-1的明矾溶液中:K+、Ba2+、Cl-、HCO D.=1.0×10-12 mol·L-1的溶液中:NH、Cl-、Fe2+、I- 答案 D 解析 SO 具有还原性,与ClO-在溶液中发生氧化还原反应,不能大量共存 2 A项错误;Fe3+与SCN-能大量存在,B项错误;在明矾溶液中,Al3+与HCO会发 生相互促进的水解反应,形成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,不能大量共存,C 项错误;=1.0×10-12 mol·L-1的溶液显酸性,在酸性溶液中,H+与选项中的离子 不能发生任何反应,可以大量共存,D项正确。 10.(2020·郑州高三上学期期中)下列关于物质或离子检验的推断正确的是( ) A.向X溶液中滴加KSCN溶液,溶液显红色,证明X溶液中有Fe3+,无Fe2+ B.用盐酸酸化Y溶液,无现象,再加入氯化钡溶液,产生白色沉淀,则Y溶 液中含有SO C.用玻璃棒蘸取Z溶液在酒精灯上灼烧,火焰呈黄色,再透过蓝色钴玻璃观 察火焰无紫色,则Z溶液中有Na+、无K+ D.用盐酸酸化W溶液,无现象,再向其中滴加AgNO 溶液,产生白色沉淀, 3 则W溶液中含有Cl- 答案 B 解析 A项,亚铁离子与KSCN不反应,不能鉴别,若检验亚铁离子,可用亚 铁氰化钾溶液检验Fe2+,错误;B项,能与Ba2+反应生成沉淀的可能是CO、SO、 SO,但先加入盐酸无明显现象,可以排除CO、SO的干扰,然后加入氯化钡,如果产生沉淀,则溶液中含SO,正确;C项,玻璃中含有钠离子,用玻璃棒蘸取溶液在 酒精灯上灼烧,火焰呈黄色,不能证明溶液中是否含有钠离子,错误;D项,盐酸 中也含有氯离子,故无法判断W溶液中是含有Cl-,D错误。 11.(2020·佛山期末)下列实验中,对应的现象及结论或解释均正确的是( ) 选项 实验操作 现象 结论或解释 将乙烯通入酸性KMnO 溶 4 A 紫红色褪去 乙烯具有漂白性 液 向KI溶液中加入淀粉,然后 开始无明显现象, B 氧化性:H SO >I 2 4 2 加入稀硫酸,搅拌 片刻溶液变蓝 向某盐溶液中先加入氯水, C 溶液变红色 一定含有Fe2+ 再滴加KSCN溶液 取少量某无色溶液,先滴加 溶液分层,下层呈 原无色溶液中一定有 D 氯水,再加入少量CCl ,振 4 紫红色 I- 荡、静置 答案 D 解析 A项,乙烯将MnO还原为Mn2+;B项,溶解在溶液中的氧气将I-氧化 为单质碘;C项,若溶液中只有Fe3+,也会产生相同的现象;D项,下层呈紫红色, 可知氯气氧化碘离子生成碘,则无色溶液中一定有I-,正确。 12.(2020·山东济宁统考)某试液中只能含有K+、NH、Fe2+、Al3+、Cl-、SO、 CO、AlO中的若干种离子,离子浓度均为0.1 mol·L-1,某同学进行了如下实验: 下列说法正确的是( ) A.原试液中存在NH、Fe2+、Cl-、SO B.滤液X中大量存在的阳离子有NH、Fe2+和Ba2+ C.沉淀C为Al(OH) 3 D.无法确定原试液中是否含有Al3+、Cl- 答案 A 解析 加入过量稀硫酸无明显变化,说明不含CO,不含AlO;加入硝酸钡有 气体生成,由于已经加入了硫酸,NO在酸性条件下具有强氧化性,说明有Fe2+存 在且被氧化,沉淀A为BaSO ;加入NaOH有气体,说明存在NH,沉淀B为氢氧 4化铁沉淀;通入少量CO 产生沉淀,溶液呈碱性,且存在Ba2+,沉淀C为BaCO 。 2 3 因为存在的离子浓度均为0.1 mol·L-1,则原试液中只能含有NH、Fe2+、Cl-、SO 才能保证电荷守恒,K+必然不能存在。由上述分析可知,A项正确;滤液X中大 量存在的离子有NH、Fe3+和Ba2+,B项错误;原试液中不含Al3+,C、D项错误。 二、非选择题(本题包括3小题) 13.在Na+浓度为0.5 mol·L-1的某澄清溶液中,还可能含有下表中的若干种 离子。 (已知H SiO 为不溶于水的胶状沉淀,加热时易分解为两种氧化物) 2 3 阳离子 K+ Ag+ Ca2+ Ba2+ 阴离子 NO CO SiO SO 现取该溶液100 mL进行如下实验(气体体积均在标准状况下测定)。 序号 实验内容 实验结果 产生白色胶状沉淀并放出标准状 Ⅰ 向该溶液中加入足量稀盐酸 况下0.56 L气体 将Ⅰ的反应混合液过滤,对沉淀洗 Ⅱ 固体质量为2.4 g 涤、灼烧至恒重,称量所得固体质量 Ⅲ 向Ⅱ的滤液中滴加BaCl 溶液 无明显现象 2 请回答下列问题。 (1)实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是________。 (2)实验Ⅰ中生成气体的离子方程式为______________________________。 (3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算,填写下表中阴离子的浓度(能计算出的, 填写计算结果,一定不存在的离子填“0”,不能确定是否存在的离子填“?”)。 阴离子 NO CO SiO SO c/mol·L-1 答案 (1)Ag+、Ca2+、Ba2+ (2)CO+2H+===H O+CO ↑ 2 2 (3) 阴离子 NO CO SiO SO c/mol·L-1 ? 0.25 0.4 0 解析 (1)由实验Ⅰ可知,该溶液一定含有CO,则一定没有Ag+、Ca2+、Ba2+, 由生成的白色胶状沉淀判断溶液中一定含有SiO,生成H SiO 沉淀,所以由实验 2 3 Ⅰ可知,该溶液一定含有CO、SiO,一定没有Ag+、Ca2+、Ba2+。(2)由实验Ⅰ可知,与足量盐酸反应产生气体的阴离子为 CO,故反应的离子方程式为 CO+2H+ ===H O+CO ↑。(3)由实验Ⅰ可知,n(CO)=0.025 mol,c(CO)=0.25 mol·L-1, 2 2 n(SiO)=0.04 mol,c(SiO)=0.4 mol·L-1,由实验Ⅲ可知溶液中不含SO,不能确定 NO是否存在。 14.某溶液中仅含下列离子中的某些离子,且所含离子的物质的量浓度相同 某同学向溶液中加入过量稀硫酸后,有气泡产生,但无沉淀生成。 阴离子 SO、NO、Cl-、CO 阳离子 Fe2+、Na+、Ca2+、Al3+ 请回答下列问题: (1)溶液中一定不存在的阳离子是________。 (2)向原溶液中滴加NaOH溶液,现象是______________________________; 整个过程中发生反应的方程式为___________________________________。 (3)向溶液中加入过量稀硫酸,发生反应的离子方程式为 _____________________________________________________________。 答案 (1)Ca2+、Al3+ (2)先出现白色沉淀,然后变为灰绿色,最终变为红褐色 Fe2++2OH- ===Fe(OH) ↓、4Fe(OH) +2H O+O ===4Fe(OH) 或 4Fe2++8OH-+2H O+ 2 2 2 2 3 2 O ===4Fe(OH) ↓ 2 3 (3)NO+3Fe2++4H+===2H O+NO↑+3Fe3+ 2 解析 加入过量稀硫酸后,无沉淀生成,说明不存在Ca2+,因为硫酸钙微溶 于水,能沉淀;有气泡产生,有两种可能性,第一种存在CO,但如果存在CO,阳 离子只能为Na+,这样离子浓度就不可能相等,那就只能是第二种可能性,也就 是NO和Fe2+同时存在,产生NO气体,又根据离子的物质的量浓度相同,所以溶 液中可能存在的组合有Fe2+、NO、Cl-或SO、NO、Fe2+、Na+。(1)由以上推测可知 溶液中一定不存在的阳离子是Ca2+、Al3+。(2)向原溶液中滴加NaOH溶液,现象 是先出现白色沉淀,然后变为灰绿色,最终变为红褐色;整个过程中发生反应的 方程式为Fe2++2OH-===Fe(OH) ↓、4Fe(OH) +2H O+O ===4Fe(OH) 或者合 2 2 2 2 3 并写成4Fe2++8OH-+2H O+O ===4Fe(OH) ↓。(3)向溶液中加入过量稀硫酸, 2 2 3 发生反应的离子方程式为NO+3Fe2++4H+===2H O+NO↑+3Fe3+。 2 15.由三种元素组成的化合物A,按如下流程进行实验。气体B为纯净物,溶 液C焰色试验为砖红色,气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。请回答: (1)组成A的三种元素是__________,A的化学式是________。 (2)固体A与足量稀盐酸反应的化学方程式是_____________________。 (3)气体E与甲醛在一定条件可生成乌洛托品( 学名:亚甲基四胺),该 反应的化学方程式是______________________________________(乌洛托品可以 用分子式表示)。 答案 (1)Ca、H和N Ca HN 2 (2)Ca HN+5HCl===2CaCl +H ↑+NH Cl 2 2 2 4 (3)4NH +6HCHO―→ (或C H N )+6H O 3 6 12 4 2 解析 (1)由气体B为纯净物,溶液C焰色试验为砖红色,气体E能使湿润的 红色石蕊试纸变蓝,可知B为H ,E为NH ,沉淀F为CaCO ,说明固体A含有 2 3 3 Ca、H、N三种元素,并由各元素在化合物中表现的价态确定Ca +2价、H -1价、 N -3价,以及题中所给的数据,可推断出A的化学式为Ca HN。(2)A与足量稀 2 盐酸反应的化学方程式为:Ca HN+5HCl===2CaCl +H ↑+NH Cl。(3)由乌洛托 2 2 2 4 品的结构简式可知,NH 和HCHO是按2∶3的物质的量之比发生反应的,除了 3 生成有机物外,还有水生成,故化学方程式为:4NH +6HCHO―→C H N + 3 6 12 4 6H O 。 2