硫酸根离子检验方法综合试题

硫酸根离子检验方法综合试题一、选择题（每题5分，共30分）下列关于硫酸根离子检验原理的描述，正确的是（）A.与银离子反应生成白色沉淀B.与钡离子反应生成不溶于酸的白色沉淀C.与钙离子反应生成可溶于酸的白色沉淀D.与铁离子反应生成红褐色沉淀检验硫酸根离子时，需先加入稀盐酸酸化，其主要目的是排除的干扰离子是（）A.钠离子、钾离子B.碳酸根离子、亚硫酸根离子C.氯离子、硝酸根离子D.镁离子、铝离子某同学在检验未知溶液中的硫酸根离子时，先加入氯化钡溶液产生白色沉淀，再加入稀盐酸沉淀不溶解，由此判断溶液中一定含有硫酸根离子。该结论是否可靠？（）A.可靠，因为硫酸钡不溶于盐酸B.不可靠，可能存在银离子干扰C.可靠，只要沉淀不溶解即可证明D.不可靠，应先加稀硝酸酸化下列试剂组合中，适用于硫酸根离子检验的是（）A.硝酸钡溶液+稀硝酸B.氯化钡溶液+稀盐酸C.碳酸钡溶液+稀硫酸D.氢氧化钡溶液+稀硝酸检验某工业废水中的硫酸根离子时，若溶液呈强碱性，需先进行的预处理操作是（）A.直接加入氯化钡溶液B.加入稀盐酸中和至中性C.加入氢氧化钠溶液调节pHD.加热煮沸去除挥发性杂质下列关于硫酸根离子检验实验的安全注意事项，错误的是（）A.氯化钡溶液有毒，需佩戴手套操作B.实验废液应倒入指定容器集中处理C.稀盐酸具有挥发性，需在通风橱中操作D.可直接用手接触装有硫酸钡沉淀的试管二、填空题（每空3分，共45分）硫酸根离子检验的核心原理是__________（用离子方程式表示），生成的沉淀颜色为__________，该沉淀的特性是__________。检验流程中，“先酸化后加钡盐”的操作顺序不能颠倒，原因是__________。若颠倒顺序，可能导致的干扰离子是__________（举1例）。某样品中含有大量硅酸根离子（SiO₃²⁻），检验硫酸根离子前需进行的处理步骤是__________，目的是__________。现有一未知溶液，可能含有SO₄²⁻、CO₃²⁻、SO₃²⁻、Ag⁺中的一种或多种离子。请设计实验方案验证硫酸根离子的存在：①取少量溶液于试管中，加入__________，观察到__________（现象），证明无Ag⁺和CO₃²⁻、SO₃²⁻干扰；②继续向试管中加入__________，若产生__________，则证明存在SO₄²⁻。工业上常用硫酸根离子检验方法提纯粗盐，其原理是利用氯化钡与硫酸钠反应生成__________沉淀，从而去除盐中的硫酸根杂质。该过程中需控制氯化钡的加入量，若加入不足会导致__________，加入过量则会引入__________杂质。某同学在检验硫酸根离子时，观察到白色沉淀呈灰色，可能的原因是__________，改进措施为__________。三、实验题（共25分）某化学兴趣小组欲检验某品牌化肥（主要成分为硫酸铵）中的硫酸根离子，设计了如下实验方案：实验步骤：①取少量化肥样品于烧杯中，加入适量蒸馏水搅拌溶解，静置后过滤，取滤液备用；②取2mL滤液于试管中，加入过量稀盐酸，振荡后观察到有气泡产生；③继续向试管中加入几滴氯化钡溶液，振荡后观察到有白色沉淀生成；④将白色沉淀过滤、洗涤后，加入稀硝酸，沉淀不溶解。请回答下列问题：步骤①中过滤的目的是什么？（5分）步骤②中产生气泡的原因是什么？写出相关离子方程式。（6分）步骤④中为何用稀硝酸洗涤沉淀？若沉淀洗涤不彻底，可能引入的杂质离子是什么？（7分）有同学认为步骤④中加入稀硝酸的操作不合理，可能导致结果误判，请分析原因并提出改进方案。（7分）四、综合应用题（共20分）某环境监测站需检测某电镀厂废水中硫酸根离子的含量，已知废水中可能含有Fe³⁺、Cu²⁺、Cl⁻、CO₃²⁻等干扰离子。请结合所学知识，回答下列问题：设计一套完整的硫酸根离子检验及定量测定方案（包括样品预处理、检验步骤、干扰排除、数据处理等）。（12分）若废水中含有大量亚硫酸根离子（SO₃²⁻），会对检验结果产生何种影响？如何排除该干扰？（8分）参考答案及解析一、选择题B解析：硫酸根离子与钡离子反应生成不溶于酸的硫酸钡白色沉淀，离子方程式为Ba²⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓。B解析：稀盐酸可与碳酸根、亚硫酸根反应生成CO₂、SO₂气体，从而排除其与钡离子生成沉淀的干扰。B解析：若溶液中含有Ag⁺，先加氯化钡会生成AgCl白色沉淀，且AgCl不溶于稀盐酸，导致误判。B解析：硝酸钡在酸性条件下会氧化亚硫酸根为硫酸根，导致假阳性；氯化钡与稀盐酸组合可有效排除干扰。B解析：强碱性溶液中OH⁻会与Ba²⁺反应生成Ba(OH)₂沉淀，需先加稀盐酸中和至中性。D解析：实验室中严禁用手直接接触化学试剂及实验器材。二、填空题Ba²⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓；白色；不溶于稀盐酸、稀硝酸等强酸若先加钡盐，干扰离子（如碳酸根）会先与钡离子生成沉淀，酸化后沉淀溶解但可能残留干扰；碳酸根离子（或亚硫酸根离子、银离子等）加入过量稀盐酸并加热，过滤；去除硅酸根离子（硅酸根与H⁺反应生成硅酸胶状沉淀）①过量稀盐酸；无白色沉淀生成，且无气泡产生；②氯化钡溶液；白色沉淀硫酸钡；硫酸根去除不完全；钡离子溶液中含有铁离子等有色杂质；稀释溶液后重新检验（或加入铁粉去除铁离子后再检验）三、实验题去除化肥中的不溶性杂质，避免其干扰硫酸根离子的检验。化肥中的碳酸根离子（或碳酸氢根离子）与稀盐酸反应生成CO₂气体；离子方程式：CO₃²⁻+2H⁺=CO₂↑+H₂O（或HCO₃⁻+H⁺=CO₂↑+H₂O）。目的是去除沉淀表面吸附的杂质离子（如Cl⁻、NH₄⁺）；若洗涤不彻底，可能残留Cl⁻（与AgNO₃反应生成白色沉淀干扰判断）。原因：稀硝酸具有强氧化性，可能将样品中残留的亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，导致假阳性结果。改进方案：用稀盐酸代替稀硝酸洗涤沉淀。四、综合应用题方案设计：①样品预处理：取100mL废水，加入稀盐酸调节pH至2~3，加热煮沸5分钟，冷却后过滤去除不溶性杂质及硅酸沉淀；②干扰排除：向滤液中加入过量铁粉，振荡后过滤去除Fe³⁺、Cu²⁺；③检验操作：取20mL处理后溶液，加入过量稀盐酸，无现象后滴加0.1mol/L氯化钡溶液，直至沉淀不再生成，过滤、洗涤沉淀；④定量测定：将沉淀烘干后称量，根据BaSO₄质量计算硫酸根离子含量（计算公式：m(SO₄²⁻)=m(BaSO₄)×(96/233)）。影响：亚硫酸根离子在酸性条件下会被硝酸根（或空气中氧气）氧化为硫酸根离子，导致检测结果偏高。排除方法：向样品中加入过量稀盐酸并加热，使亚硫酸根离子转化为SO₂气体逸出，反应方程式为SO₃²⁻+2H⁺=SO₂↑+H₂O。命题特点：基础性：覆盖硫酸根离子检验的核心原理、试剂选择、操作顺序等基础知识点，强调对