第3讲 离子共存、离子检验与推断[复习目标] 1.掌握离子共存的条件，会判断溶液中离子能否大量共存。2.掌握常见离子的检验，能根据实验现象推断溶液中的某些离子。 考点一 离子共存的判断
1．离子共存的本质 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；若离子之间能发生反应，则不能大量共存。 2．判断离子能否大量共存的四个方面 (1)因生成沉淀(或微溶性物质)不能大量共存
(2)因生成难电离的物质或气体不能大量共存
(3)强氧化性与强还原性的离子(或分子)在溶液中会发生氧化还原反应不能大量共存。 判断下表中所列离子能否发生氧化还原反应，能反应的打“√”，不能反应的打“×”。
(4)易水解的阳离子和阴离子会发生相互促进的水解反应而不能大量共存，常见离子如下： ①Al3＋与CO、HCO、S2－、HS－、AlO、SiO。 ②Fe3＋与CO、HCO、AlO、SiO。
(1)在做有关离子共存题目时，还应注意题干中的“关键词”，如 ①“一定大量共存”还是“可能大量共存”。 ②“透明溶液”还是“无色透明溶液”，CuSO4溶液为蓝色透明溶液，NaCl为无色透明溶液。 ③“酸性”“碱性”或其他指定离子。 (2)常见有颜色的离子 Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、CrO、MnO、[Fe(SCN)6]3－等。
一、判断离子共存，注意附加条件 1．下列溶液中，离子一定能大量共存的有哪些？ (1)使酚酞溶液变红的溶液：Na＋、Cl－、SO、Fe3＋ (2)使紫色石蕊溶液变红的溶液：Fe2＋、Mg2＋、NO、Cl－ (3)常温下，c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：NH、Al3＋、SO、NO (4)碳酸氢钠溶液：K＋、SO、Cl－、H＋ (5)含大量Fe3＋的溶液中：NH、Na＋、Cl－、SCN－ (6)强碱溶液中：Na＋、K＋、AlO、CO (7)常温下，pH＝1的溶液中：K＋、Fe2＋、Cl－、NO (8)加入铝粉有氢气产生的溶液中：K＋、Na＋、CO、SO (9)由水电离出的c水(H＋)＝1×10－12 mol·L－1的溶液：Na＋、K＋、Cl－、NO (10)c(H＋)∶c(OH－)＝1∶10－2的溶液：K＋、Ba2＋、ClO－、CO (11)澄清透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、Br－、Cl－ 答案 (6)、(9)、(11) 二、因氧化还原反应不能大量共存的离子判断 2．(1)S2－与SO，Cl—与ClO－在碱性条件下能否大量共存：________(填“能”或“不能”)。写出上述两组离子在酸性条件下反应的离子方程式：__________________________、 ________________________________________________________________________。 答案 能 2S2－＋SO＋6H＋===3S↓＋3H2O Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O (2)判断下列几组离子能否大量共存，不能大量共存的说明理由。 ①Na＋、Fe2＋、NO、SO：_______________________________________________。 ②H＋、Fe2＋、NO、SO：________________________________________________。 ③向含有Fe2＋、Cl－、Na＋、H＋的溶液中滴入H2O2：___________________________ ________________________________________________________________________。 答案 ①能 ②不能，H＋、Fe2＋、NO发生氧化还原反应 ③不能，H2O2在酸性条件下氧化Fe2＋，离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 考点二 离子的检验与推断
1．常见阳离子的检验与推断依据 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)依据生成的沉淀检验或推断
(2)依据生成的气体检验或推断 NH浓NaOH溶液加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。 (3)依据显示特殊颜色检验或推断
2．常见阴离子的检验与推断依据 (1)依据生成的沉淀检验或推断
(2)依据生成的气体检验或推断
(3)依据显示特殊颜色检验或推断 ① ②氯水CCl4有机层(下层) ③I－①氯水(或H2O2)②淀粉溶液溶液变蓝，表明有I－ 3．离子推断的“四原则”
1．向某溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入稀盐酸，沉淀不消失，则溶液中一定存在SO( ) 2．向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，则溶液中一定存在SO ( ) 3．向某溶液中加入Ca(OH)2溶液，有白色沉淀生成，则溶液中一定存在CO( ) 4．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( ) 5．无色溶液加入CCl4无现象，滴加氯水后CCl4层呈紫红色，则溶液中一定存在I－( ) 6．向某溶液中加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，溶液中一定存在CO( ) 答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.√ 6.×
一、常见离子的检验及干扰因素的识别 1．下列关于离子检验的说法正确的是( ) A．检验溶液中是否含有Ba2＋：取少量待测液，向其中加入少量稀硫酸，若有白色沉淀产生，则溶液中含有Ba2＋ B．检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可选用的试剂是酸性KMnO4溶液 C．检验溶液中是否含有CO：取少量待测液，向其中加入适量稀盐酸，观察是否有大量气泡产生 D．在未知溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀，加稀硝酸，沉淀不溶解，说明该未知溶液中存在SO或SO 答案 B 解析 如果溶液中含有Ca2＋、Ag＋等，向其中加入少量稀硫酸，会有硫酸钙、硫酸银等白色沉淀产生，所以不能确定溶液中含有Ba2＋，A项错误；硫酸亚铁可将酸性KMnO4还原而使酸性KMnO4溶液褪色，B项正确；HCO、SO、HSO遇稀盐酸也可产生大量气泡，C项错误；若存在Ag＋，加入BaCl2溶液会产生氯化银白色沉淀，D项错误。 2．下列离子在未知溶液中的检验方法正确的是( )
答案 D 解析 A项，HCO会产生干扰，错误；B项，SO会产生干扰，错误；C项，使酸性高锰酸钾溶液褪色的不一定是Fe2＋，如SO等，错误；D项，新制氯水能把I－氧化成I2，淀粉遇碘变蓝，因此可以检验I－的存在，正确。
离子检验中的常见干扰离子以及排除措施
二、从定性、定量的角度推断离子或物质 3．一瓶无色澄清的溶液，其中可能含有H＋、NH、Na＋、Al3＋、Fe3＋、I－、NO、CO、SO、AlO。取该溶液进行以下实验： ①用pH试纸检验，溶液呈强酸性 ②取溶液适量，加入少量CCl4和数滴新制氯水，振荡，CCl4层呈紫红色 ③该溶液的焰色试验没有黄色；根据以上实验结果，下列推断正确的是( ) A．向该溶液中加入BaCl2溶液不一定能观察到白色沉淀 B．可以确定没有Na＋、Fe3＋、CO、AlO，不能确定是否有NO C．该溶液可能是NH4NO3与HI的混合 D．一定没有Al3＋、CO和NO 答案 A 解析 不能确定是否含SO，则向该溶液中加入BaCl2溶液不一定能观察到白色沉淀，故A正确；一定不含Na＋、Fe3＋、NO、CO、AlO，故B、C错误；不能确定是否含Al3＋，故D错误。 4．某澄清溶液中含有下表离子中的一种或多种。
分别取它的水溶液两份进行实验，结果如下： ①向一份溶液中加入过量盐酸，产生气泡，溶液颜色变深，但仍澄清； ②继续向①溶液中加入少许四氯化碳，振荡，静置，下层呈现紫红色，上层溶液呈现黄色； ③向另一份溶液中加入过量氢氧化钠溶液，产生沉淀质量与加入碱液的体积关系如图所示。
根据以上信息，回答下列问题： (1)原溶液中肯定含有的离子是________________________________________________。 (2)①中生成的气体是____________(填化学符号)，它具有的性质是____________(填字母)。 A．无色有毒 B．能被NaOH溶液吸收 C．属于大气污染物 D．难溶于水 (3)①中发生反应的离子方程式有____________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)③中沉淀溶解的化学方程式是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)Fe2＋、Al3＋、I－、NO (2)NO ACD (3)6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O、 3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O (4)Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O 解析 (1)①加入过量盐酸，产生气泡，溶液颜色变深，但溶液仍澄清，说明原溶液中一定不含有SiO；②向①反应后溶液中加入少量CCl4，出现分层，下层为CCl4层，显紫红色，推出该溶液中含有I2，即原溶液中含有I－，Fe3＋具有强氧化性，能将I－氧化，因此原溶液中一定不含有Fe3＋，NO在酸性条件下具有强氧化性，将I－氧化成I2，本身被还原成NO，因此原溶液一定含有NO，上层为水层，水层显黄色，则含有Fe3＋，即原溶液中含有Fe2＋，则原溶液中一定不含有CO；③根据图像推出原溶液中含有Al3＋，则溶液中一定不含有SO。 (2)①利用NO在酸性条件下具有强氧化性，将Fe2＋、I－氧化，离子方程式为6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O、3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，即①中产生的气体为NO，NO是一种无色、难溶于水、有毒的气体，不能与NaOH溶液反应，故选项A、C、D正确。 (4)向溶液中加入NaOH溶液，发生反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3呈两性，继续加入NaOH，发生反应：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。 5．已知1 L某待测液中除含有0.2 mol·L－1 Na＋外，还可能含有下列离子中的一种或几种：
现进行如下实验操作(每次实验所加试剂均过量)：
(1)由气体B可确定待测液中含有的离子是_______________________________________。 (2)由沉淀D和沉淀E可以判断待测液中一定含有的离子是__________________，据此可以排除的离子是__________________。 (3)由白色沉淀B可确定待测液中含有的离子是____________。 (4)某同学读图后，认为待测液中一定不含溴离子，他判断的依据是______________ ________________________________________________________________________。 (5)综合分析，待测液中K＋的最小浓度为_____________________________________。 答案 (1)NH (2)CO、SO Mg2＋、Ba2＋、Fe3＋ (3)HCO (4)向溶液B中通入氯气，溶液呈浅黄绿色(或向溶液B中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀) (5)0.1 mol·L－1 解析 待测液与BaCl2溶液反应生成滤液A和沉淀A，沉淀A与稀硝酸反应生成白色沉淀D和无色气体D，无色气体D与石灰水反应生成白色沉淀E，则待测液中一定含有SO和CO，结合离子共存的条件可知待测液中一定不存在Mg2＋、Ba2＋、Fe3＋；滤液A与NaOH溶液反应生成的气体B为NH3，同时还生成了白色沉淀B，则待测液中一定含有NH、HCO；根据向溶液B中通入氯气，溶液呈浅黄绿色和向溶液B中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀可知，待测液中一定不存在Br－；由于实验过程中加入了BaCl2溶液，因此由白色沉淀C无法确定待测液中是否含有Cl－。(5)结合题中数据可知待测液中n(NH)＝0.1 mol，n(HCO)＝n(BaCO3)沉淀B＝＝0.1 mol，n(CO)＝n(CaCO3)沉淀E＝＝0.1 mol，n(SO)＝n(BaSO4)沉淀D＝＝0.05 mol，n(Na＋)＋n(NH)＝0.2 mol＋0.1 mol＝0.3 mol，2n(CO)＋2n(SO)＋n(HCO)＝0.4 mol，根据电荷守恒知待测液中一定含有K＋。若待测液中不含Cl－，则n(K＋)＝0.1 mol；若待测液中含有Cl－，则n(K＋)＞0.1 mol，所以c(K＋)≥0.1 mol·L－1。 答题规范(1) 离子检验操作现象描述
实验操作(取少量或适量待检溶液于试管中，加入……试剂，再加入……试剂) ⇓ 现象描述(①溶液由……变为……，②若有……生成，③若没有……等) ⇓ 得出结论(如“若……说明……，若……说明……”)
(NH4)2SO4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解产物。 【查阅资料】(NH4)2SO4在260 ℃和400℃时分解产物不同。 【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N2排尽空气后，于400 ℃加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N2。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而无SO的实验操作和现象是____________________ ________________________________________________________________________。 解题思路 (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BaSO3可溶于盐酸而BaSO4不溶于盐酸。 (2)叙述操作：取液体(水层少量液体)、加试剂(如加BaCl2溶液、加盐酸酸化等)。 (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……”。 答案 取少量装置D内溶液于试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入足量稀盐酸后，沉淀完全溶解，放出无色有刺激性气味的气体
1．按要求回答下列问题： (1)结晶析出Na2S2O3·5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论：________________ ________________________________________________________________________。 已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O 供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液 (2)榴石矿石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。试设计实验证明榴石矿石中含有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BaCl2溶液，若产生白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质(合理即可) (2)取矿石少许，加稀硫酸充分溶解后，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) 2．为了探究AgNO3的氧化性，某化学兴趣小组设计了如下实验。 将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag＋除尽后，进行了如下实验，可选用试剂：KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。 请完成下表：
【实验结论】 Fe的氧化产物为Fe2＋和Fe3＋。 答案 溶液呈红色 K3[Fe(CN)6]溶液 产生蓝色沉淀 解析 KSCN溶液遇Fe3＋，溶液变红色。由于氯水与Fe2＋反应现象不明显，应直接用K3[Fe(CN)6]溶液检验，如有蓝色沉淀出现，则证明存在Fe2＋，否则不存在。
1．(2022·湖北，4)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( ) A．在0.1 mol·L－1氨水中：Ag＋、Cu2＋、NO、SO B．在0.1 mol·L－1氯化钠溶液中：Fe3＋、I－、Ba2＋、HCO C．在0.1 mol·L－1醋酸溶液中：SO、NH、Br－、H＋ D．在0.1 mol·L－1硝酸银溶液中：K＋、Cl－、Na＋、CO 答案 C 解析 氨水显碱性，会与Ag＋、Cu2＋反应，不能大量共存，A项错误；Fe3＋、I－会发生氧化还原反应，不能大量共存，且Fe3＋与HCO发生相互促进的水解反应，也不能大量共存，B项错误；醋酸溶液显酸性，在醋酸溶液中SO、NH、Br－、H＋均不会发生反应，能大量共存，C项正确；硝酸银中的银离子会与Cl－、CO反应，不能大量共存，D项错误。 2．(2022·全国乙卷，9)某白色粉末样品，可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量样品进行如下实验： ①溶于水，得到无色透明溶液；②向①的溶液中滴加过量稀盐酸，溶液变浑浊，有刺激性气体逸出，离心分离；③取②的上层清液，向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。 该样品中确定存在的是( ) A．Na2SO4、Na2S2O3 B．Na2SO3、Na2S2O3 C．Na2SO4、Na2CO3 D．Na2SO3、Na2CO3 答案 A 解析 向①的溶液中滴加过量稀盐酸，溶液变浑浊，有刺激性气体逸出，说明固体中存在Na2S2O3，发生反应：S2O＋2H＋===S↓＋H2O＋SO2↑，由于盐酸过量，向②的上层清液中滴加BaCl2溶液，有沉淀生成，则沉淀为BaSO4，说明固体中存在Na2SO4，不能确定是否有Na2SO3和Na2CO3，Na2SO3、Na2CO3与过量稀盐酸反应的现象可以被Na2S2O3与过量稀盐酸反应的现象覆盖掉。 3．(2022·广东，4)实验室进行粗盐提纯时，需除去Ca2＋、Mg2＋和SO，所用试剂包括BaCl2以及( ) A．Na2CO3、NaOH、HCl B．Na2CO3、HCl、KOH C．K2CO3、HNO3、NaOH D．Na2CO3、NaOH、HNO3 答案 A 解析 粗盐提纯时，用NaOH除去Mg2＋，用BaCl2除去SO，用Na2CO3除去Ca2＋及多余的Ba2＋，最后用盐酸除去多余的CO、OH－。 4．(2021·湖南，12)对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是( )
答案 B 解析 Al3＋和NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀而不是AlO，故A错误；Fe3＋可催化H2O2分解，所以Fe3＋与H2O2不能大量共存，故C错误；在酸性条件下MnO能将Cl－氧化为Cl2，不能大量共存，故D错误。 5．(2020·全国卷Ⅱ，8)某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的两种组成，进行如下实验：①混合物溶于水，得到澄清透明溶液；②做焰色试验，通过钴玻璃可观察到紫色；③向溶液中加碱，产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为( ) A．KCl、NaCl B．KCl、MgSO4 C．KCl、CaCO3 D．MgSO4、NaCl 答案 B 解析 由信息①得到澄清透明溶液，可排除碳酸钙；由信息②焰色试验透过钴玻璃可观察到紫色，说明含有钾离子，可推测含有氯化钾；由信息③向溶液中加入碱产生白色沉淀，可推测含有硫酸镁，所以B正确。 课时精练1．(2022·重庆模拟)下列各组离子能大量共存的是( ) A．Fe3＋、Na＋、SCN－、SO B．K＋、Na＋、ClO－、I－ C．Al3＋、Ca2＋、HCO、NO D．NH、Cu2＋、CH3COO－、NO 答案 D 解析 Fe3＋和SCN－反应生成络合离子，不能大量共存，A错误；ClO－、I－两者会发生氧化还原反应，不能大量共存，B错误；Al3＋和HCO会发生相互促进的水解反应，不能大量共存，C错误；四种离子相互之间不反应，能大量共存，D正确。 2．(2022·黑龙江牡丹江市第二高级中学月考)下列离子可以在指定溶液中大量共存的是( ) A．常温下，＝1010的溶液：Mg2＋、NH、HCO、NO B．电解饱和食盐水一段时间后的溶液：K＋、Na＋、CO、SO C．硫酸酸化的高锰酸钾溶液：Ba2＋、NH、I－、Cl－ D．生锈铁钉溶于盐酸后形成的溶液：H＋、Ca2＋、SCN－、Br－ 答案 B 解析 常温下，＝1010的溶液，pH＝2，HCO不能大量存在，A项不符合题意；电解饱和食盐水一段时间后的溶液含氢氧化钠，K＋、Na＋、CO、SO互不反应可以共存，B项符合题意；硫酸酸化的高锰酸钾溶液，Ba2＋、I－、Cl－不能大量存在，C项不符合题意；生锈铁钉溶于盐酸后生成的Fe3＋与SCN－不能大量共存，D项不符合题意。 3．(2022·广东实验中学高三月考)孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3(含Fe2O3、FeCO3、Al2O3、SiO2杂质)，工业上用孔雀石制备硫酸铜的第一步用过量硫酸溶解并过滤。常温下，分别取滤液并向其中加入指定物质，反应后的溶液中大量存在的一组离子正确的是( ) A．加入过量氨水：NH、SO、OH－、Fe3＋ B．加入过量稀HNO3溶液：Fe3＋、H＋、Cu2＋、SO、NO、Al3＋ C．加入过量NaOH溶液：Na＋、Fe3＋、SO、OH－、AlO D．加入过量NaHCO3溶液：Na＋、Al3＋、SO、HCO 答案 B 解析 氢氧根离子与三价铁离子、氨根离子都反应，不能大量共存，故A不选；Fe3＋、H＋、Cu2＋、SO、NO、Al3＋相互不反应，可以大量共存，故B选；氢氧根离子与三价铁离子反应，不能大量共存，故C不选；铝离子与碳酸氢根离子发生相互促进的水解反应，二者不能大量共存，故D不选。 4．在给定条件下，下列离子组能否大量共存的判断及对应的离子方程式书写不正确的是( )
答案 C 解析 Al3＋与OH－发生反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，不能共存，故A正确；离子之间不反应，可大量共存，通入少量CO2与碱反应生成碳酸根离子，故B正确；滴加石蕊溶液变红的溶液，溶液显酸性，Fe2＋、H＋、NO发生氧化还原反应，不能共存，故C错误；溶液呈蓝色，含铜离子，该组离子之间不反应，可大量共存，故D正确。 5．下列各组澄清溶液中的离子能大量共存，且加入试剂后发生反应的离子方程式书写正确的是( )
答案 D 解析 Fe3＋、S2－发生氧化还原反应，在溶液中不能大量共存，故A错误；NH、Fe3＋、Br－、SO之间能够共存，但加入过量Na2S后发生反应：2Fe3＋＋3S2－===2FeS↓＋S↓，故B错误；K＋、Na＋、ClO－、SO之间能够共存，但通入足量SO2后发生反应：SO2＋ClO－＋H2O===SO＋Cl－＋2H＋，故C错误；K＋、Na＋、CO、AlO之间能够共存，AlO结合H＋能力更强，加入少量HCl后发生反应：H＋＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓，故D正确。 6．(2023·西安高三检测)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 当固体中含有SO时，在酸性条件下滴加Ba(NO3)2溶液会被氧化生成硫酸根离子，有相同现象，故不一定是SO，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NH时应加NaOH溶液，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，可能原固体中有AlO，不一定为SiO，D错误。 7．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 答案 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。 8．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，下列判断中正确的是( ) A．一定有MgCl2 B．一定有MgCl2和NaHCO3 C．一定有K2CO3 D．一定有BaCl2和NaHCO3 答案 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。 9．(2022·福建晋江子江中学高三月考)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。其中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SO B．原溶液中一定含有NH C．原溶液中一定含有Cl－ D．原溶液中一定含有Fe3＋ 答案 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SO，故A错误；产生能使红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气，所以原溶液中一定含有NH，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，铁离子遇硫氰化钾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。 10．(2022·河北衡水市深州中学高三月考)某无色溶液X可能含有K＋、Na＋、NH、Mg2＋、Ba2＋、CO、Cl－、SO中若干种，且各离子浓度相同，为确定其组成，依次进行下列实验。 ①取少量溶液X，向其中加入足量的氢氧化钠溶液，有白色沉淀A产生；微热，闻到刺激性气味。 ②过滤①中的混合物，在滤液中加入足量的氢氧化钡溶液，有白色沉淀B产生，再加入足量的稀硝酸，沉淀不溶解。 根据上述实验，下列说法正确的是( ) A．溶液X中一定含有NH、Mg2＋、SO，可能含有CO B．溶液X中是否含有Na＋、K＋需要通过焰色试验确定 C．白色沉淀A和白色沉淀B都是纯净物 D．溶液X中一定没有CO、Cl－ 答案 C 解析 取少量溶液X，向其中加入足量的氢氧化钠溶液，有白色沉淀A产生，溶液X中一定含有镁离子，一定不存在碳酸根离子；微热，闻到刺激性气味，说明溶液X中含有铵根离子；由在滤液中加入足量的氢氧化钡溶液，有白色沉淀B产生，再加入足量的稀硝酸，沉淀不溶解，说明溶液X中一定含有硫酸根离子，一定不含有钡离子；由各离子浓度相同，结合离子共存可知，溶液中一定含有氯离子，不含有钠离子和钾离子，则X溶液中一定含有镁离子、铵根离子、硫酸根离子、氯离子，一定不含有钾离子、钠离子、钡离子、碳酸根离子，沉淀A为氢氧化镁、沉淀B为硫酸钡。 11．(2022·福建晋江子江中学高三模拟)某无色溶液中含有NH、K＋、Al3＋、SO四种离子，进行如下实验： (1)取10 mL该溶液于试管中并滴加Ba(NO3)2溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03 mol白色沉淀； (2)取10 mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀，当沉淀增加到一定量后开始产生气体(必要时可加热)，最后沉淀完全溶解。并且随NaOH溶液的加入，沉淀和气体的变化关系如图所示。
下列说法不符合事实的是( ) A．根据题图所示数据计算实验中使用的NaOH溶液的物质的量浓度为1 mol·L－1 B．根据信息分析该溶液中焰色试验呈现紫色的离子的物质的量浓度为1 mol·L－1 C．另取一定量该溶液滴加一定量的Ba(OH)2溶液，能使Al3＋和SO同时完全沉淀 D．NH、K＋、Al3＋、SO四种离子的物质的量之比为2∶1∶1∶3 答案 C 解析 生成的沉淀为BaSO4，说明溶液中含有SO的物质的量为0.03 mol；另结合图像知溶液中含有Al3＋ 0.01 mol，需OH－ 0.03 mol；当沉淀增加到一定量后开始产生气体，根据NH＋OH－NH3↑＋H2O并结合图像，知溶液中含有NH 0.02 mol，需OH－ 0.02 mol；最后沉淀完全溶解是由于氢氧化铝与NaOH继续反应，需OH－为0.01 mol；实验中使用的NaOH溶液的总物质的量为0.03 mol＋0.02 mol＋0.01 mol＝0.06 mol，总体积为60 mL，则氢氧化钠溶液的物质的量浓度为1 mol·L－1，A正确；溶液中正电荷总数为0.02 mol×1＋0.01 mol×3＋n(K＋)×1＝0.05 mol＋n(K＋)，负电荷总数为0.03 mol×2＝0.06 mol，所以n(K＋)＝0.01 mol，则溶液中焰色试验呈现紫色的离子的物质的量浓度为＝1 mol·L－1，B正确；Al3＋为0.01 mol，SO为0.03 mol，加入氢氧化钡溶液，当硫酸根离子完全沉淀时，铝离子已转化为偏铝酸根离子，C不正确；NH、K＋、Al3＋、SO四种离子的物质的量之比为0.02 mol∶0.01 mol ∶0.01 mol∶0.03 mol＝2∶1∶1∶3，D正确。 12．经检测，某化工厂排出的废水呈酸性，且其中含有大量 Na＋、Cu2＋、SO、Cl－、NO。回答下列问题： (1)下列离子中，能大量存在于该废水中的是______________(填字母)。 A．Ag＋ B．Mg2＋ C．OH－ D．HCO (2)取100 mL该废水于烧杯中，逐滴加入NaOH溶液至呈碱性过程中，原废水中存在的离子的量会发生变化的是Na＋、________(用离子符号表示)。 (3)某化学社团小组成员欲除去废水样品中的Cu2＋和SO，最终得到中性溶液，设计的方案流程如图：
①试剂c为________(填化学式)；溶液3所含溶质离子有Cl－、________。 ②“分离操作”的名称是________，需用到的玻璃仪器主要有_________________。 ③向“白色沉淀2”中加入足量盐酸，发生反应的离子方程式为________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)B (2)H＋、Cu2＋ (3)①Na2CO3 Na＋、NO ②过滤 漏斗、烧杯、玻璃棒 ③BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑ 解析 (3)废水呈酸性，且其中含有大量 Na＋、Cu2＋、SO、Cl－、NO，欲除去废水样品中的Cu2＋和SO，最终得到中性溶液，从流程知，a为氢氧化钠溶液，加入氢氧化钠溶液除了中和氢离子，还产生氢氧化铜沉淀，过滤后，溶液1中含OH－、Na＋、SO、Cl－和NO，试剂b为氯化钡或硝酸钡，过量的钡离子用Na2CO3除去，故试剂c为Na2CO3；过滤后，白色沉淀2为硫酸钡和碳酸钡的混合物，溶液2含OH－、Na＋、Cl－、NO和CO，再加入适量盐酸即可得到中性溶液。 13．今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K＋、Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、Ba2＋、NH、Cl－、CO、SO，现取三份100 mL溶液进行如下实验： 第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生； 第二份加入足量NaOH溶液加热后，只收集到气体0.02 mol，无沉淀生成，同时得到溶液甲；向溶液甲中通入过量CO2，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02 g； 第三份加入足量BaCl2溶液后，得白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65 g。 已知：NaAlO2＋2H2O＋CO2===NaHCO3＋Al(OH)3↓。根据上述实验回答： (1)一定不存在的离子是______________，不能确定是否存在的离子是_____________。 (2)试确定溶液中肯定存在的离子及其浓度： ①离子符号________，浓度________________________________________________； ②离子符号________，浓度________________________________________________； ③离子符号________，浓度________________________________________________。 (3)试确定K＋是否存在？____________(填“是”或“否”)，判断的理由是________________________________________________________________________。 答案 (1)Fe3＋、Mg2＋、CO、Ba2＋ Cl－ (2)①NH 0.2 mol·L－1 ②Al3＋ 0.2 mol·L－1 ③SO 0.5 mol·L－1 (3)是 根据电荷守恒，溶液中一定存在钾离子 解析 向第一份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，白色沉淀为AgCl或碳酸银或硫酸银；向第二份溶液中加入足量NaOH溶液加热后，收集到的气体为氨气，其物质的量为0.02 mol，原溶液中一定含NH，无沉淀产生，说明不存在Fe3＋、Mg2＋；向溶液甲中通入过量CO2，生成的白色沉淀为氢氧化铝，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02 g，即氧化铝的物质的量为＝0.01 mol，原溶液含Al3＋ 0.02 mol，则不含CO；第三份加入足量BaCl2溶液后，得白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65 g，沉淀为硫酸钡，物质的量为＝0.05 mol，原溶液中含SO 0.05 mol，则原溶液不含Ba2＋，由电荷守恒可知，0.02×1＋0.02×3＜0.05×2，可知一定含阳离子K＋，不能确定是否含Cl－。(2)根据以上分析可知溶液中Al3＋、NH、SO的浓度分别是＝0.2 mol·L－1、＝0.2 mol·L－1、＝0.5 mol·L－1。 14．有一未知的无色溶液，只可能含有以下离子中的若干种：H＋、NH、K＋、Mg2＋、Cu2＋、Al3＋、NO、CO、SO，现取三份100 mL溶液进行如下实验： ①第一份加入足量AgNO3溶液后，有白色沉淀产生。 ②第二份加入足量BaCl2溶液后，有白色沉淀产生，经洗涤、干燥后，沉淀质量为6.99 g。 ③第三份逐滴滴加NaOH溶液，测得沉淀与NaOH溶液的体积关系如图所示。
根据上述实验，完成下列问题： (1)原溶液中一定不存在的离子是____________________________________________。 (2)图25～35段发生反应的离子方程式为_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)图35～40段发生反应的离子方程式为_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)实验所加的NaOH溶液的浓度为_________________________________________。 (5)原溶液中NO的物质的量为n(NO)，根据提供的图像和数据，试计算n(NO)的取值范围为____________________。 答案 (1) Cu2＋、CO、H＋ (2) NH＋OH－===NH3·H2O (3)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O (4)2 mol·L－1 (5)n(NO)≥0.01 mol 解析 根据无色溶液可知，一定不含Cu2＋；①第一份加足量AgNO3溶液后，有白色沉淀产生，所以至少有CO、SO两种离子中的一种；②第二份加足量BaCl2溶液后，有白色沉淀产生，经洗涤、干燥后，沉淀质量为6.99 g，则推断至少有CO、SO两种离子中的一种；③第三份逐滴滴加NaOH溶液，由图可知，开始加入氢氧化钠溶液时立即有沉淀生成，说明不含有H＋；沉淀最大时，滴加氢氧化钠溶液，沉淀不溶解，说明含有铵根离子，继续加入氢氧化钠时沉淀部分溶解，最后溶液中仍然有沉淀，推断一定含有Mg2＋、Al3＋，Mg2＋、Al3＋和碳酸根离子不共存，所以溶液中一定不含碳酸根离子，一定含有硫酸根离子，硫酸钡的物质的量是＝0.03 mol，则每一份溶液中硫酸根离子的物质的量是0.03 mol。根据图像可知与铵根离子反应的氢氧化钠是10 mL，溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠5 mL，则沉淀铝离子消耗氢氧化钠15 mL，所以沉淀镁离子消耗氢氧化钠25 mL－15 mL＝10 mL。最终得到氢氧化镁沉淀是0.01 mol，所以每一份溶液中镁离子是0.01 mol，与镁离子反应的氢氧化钠是0.02 mol，则氢氧化钠溶液的浓度是＝2 mol·L－1，所以每一份溶液中铵根离子的物质的量是0.01 L×2 mol·L－1＝0.02 mol，与氢氧化铝反应的氢氧化钠是2 mol·L－1×0.005 L＝0.01 mol，则每一份溶液中铝离子是0.01 mol。根据电荷守恒可知溶液中一定存在硝酸根离子，而钾离子不能确定。(5)如果存在钾离子，则忽略水的电离，依据电荷守恒可知每一份溶液中NO的物质的量n(NO)≥0.02 mol＋0.01 mol×2＋0.01 mol×3－0.03 mol×2＝0.01 mol。 |
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