第07讲 离子共存　离子的检验和推断（讲义）（解析版） 练习题

这是一份第07讲 离子共存　离子的检验和推断（讲义）（解析版） 练习题，共19页。试卷主要包含了复分解反应型，氧化还原型，水解相互促进型，络合反应型，1 ml·L－1的溶液等内容，欢迎下载使用。
第 7讲 离子共存　离子的检验和推断

（一）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。
(二)离子不能共存的类型
1.复分解反应型
(1)生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存
阳离子
不能大量共存的阴离子
Ba2＋、Ca2＋、Pb2＋、Ag＋
CO、SO、SO、SiO、PO
Cu2＋、Fe2＋
OH－、S2－、CO、SiO
Mg2＋、Zn2＋
OH－、CO、AlO、SiO
H＋
SiO、AlO

(2)生成气体及挥发性物质的离子不能大量共存
离子
不能大量共存的离子
H＋
S2O、SO、HSO、CO、HCO、S2－、HS－
OH－
NH

(3)生成难电离物质(水、弱酸、一水合氨等)
H＋与CH3COO－、CO、S2－、SO、ClO－等生成弱酸不能大量共存；OH－与NH(稀溶液)生成弱碱不能大量共存；H＋与OH－生成水不能大量共存。
2.氧化还原型
具有较强氧化性的离子与具有较强还原性的离子，会发生氧化还原反应而不能大量共存。
氧化性离子
还原性离子
ClO－、MnO(H＋)、NO(H＋)、Fe3＋、Cr2O、FeO
Fe2＋(可与Fe3＋共存)、S2－、I－、SO、HS－、HSO

3.水解相互促进型
(1)常见的因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的离子如下：
①Al3＋与CO、HCO、S2－、HS－、AlO、SiO。
②Fe3＋与CO、HCO、AlO、SiO。
(2)NH与CH3COO－、CO、HCO、S2－等能发生相互促进的水解反应，但反应程度仍较小，能大量共存。
4.络合反应型
离子间因发生络合反应而不能大量共存，常见的反应有
(1)Fe3＋与SCN－因生成Fe(SCN)3而不能大量共存。
(2)Ag＋与NH3·H2O因生成[Ag(NH3)2]＋而不能大量共存。
（二）隐含条件离子不共存
(1)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
棕黄色
浅绿色
紫红色
(2)溶液的酸、碱性
①在强酸性溶液中，OH－及弱酸根阴离子(如CO、SO、S2－、CH3COO－等)不能大量存在。
②在强碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子(如NH4+、Al3＋、Fe3＋等)不能大量存在。
（3）种特殊情况
①AlO与HCO3-不能大量共存：AlO＋HCO3-＋H2O===Al(OH)3↓＋CO。
②“NO3-＋H＋”组合具有强氧化性，能与S2－、Fe2＋、I－、SO等还原性的离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。
③NH4+与CH3COO－、CO，Mg2＋与HCO3-等组合中，虽然两种离子都能水解且水解相互促进，但总的水解程度仍很小，它们在溶液中仍能大量共存。
（三）离子共存判断中常见的限制条件
限制条件
分析解读
无色溶液
有色离子不能大量共存
使甲基橙呈红色或pH＝1
溶液显酸性，OH－及弱酸的酸根离子不能大量共存
遇酚酞呈红色或pH＝13
溶液呈碱性，H＋及弱碱的阳离子、弱酸的酸根离子不能大量共存
与Al反应放出H2
溶液可能显酸性，也可能显强碱性，显酸性时不能含有NO3-
由水电离出的 c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1
溶液可能显酸性，也可能显碱性
因发生氧化还原反应而不能大量共存
能发生氧化还原反应的氧化性离子和还原性离子不能大量共存
“一定”“可能”还是“不能”大量共存
确定是“可能性”还是“肯定性”
加水稀释，减小
说明该溶液呈酸性[稀释的是溶质，溶质c(H＋)减小，而c(OH－)增大]
某溶液的lg ＝12
该溶液呈酸性
课堂检测01
1.在水溶液中能大量共存的一组离子是(　　)
A．NH4+、H＋、S2O、PO43-
B．Na＋、Ca2＋、Cl－、NO3-
C．Cu2＋、Hg2＋、S2－、SO42-
D．Ba2＋、Al3＋、Br－、CO
答案：B　
【解析】H＋、S2O之间能发生反应生成S、二氧化硫气体和水，在溶液中不能大量共存，A不符合题意；Na＋、Ca2＋、Cl－、NO3-之间不反应，在溶液中能够大量共存，B符合题意；Cu2＋、Hg2＋与S2－会生成CuS、HgS沉淀，在溶液中不能大量共存，C不符合题意；Ba2＋与CO结合生成碳酸钡沉淀，Al3＋与CO相互促进水解生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，在溶液中不能大量共存，D不符合题意。
2.常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)
A．无色透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－
B．＝1×10－12的溶液中：K＋、Na＋、CO、NO
C．c(Fe2＋)＝1 mol·L－1的溶液中：K＋、NH、MnO、SO
D．能使甲基橙变红的溶液中：Na＋、NH、SO、HCO
答案：B　
【解析】Fe3＋呈黄色，不符合无色条件，且Fe3＋、SCN－会发生络合反应而不能大量共存，
A不符合题意；＝1×10－12的溶液，溶液呈碱性，这几种离子之间不反应且都不和氢氧根离子反应，所以能大量共存，B符合题意；Fe2＋、MnO会发生氧化还原反应而不能大量共存，C不符合题意；能使甲基橙溶液变红色，说明溶液呈酸性，HCO能和氢离子反应生成二氧化碳和水而不能大量共存，D不符合题意。
3.下列能大量共存的离子组是(　　)
A．K＋、AlO、NO、Ba2＋　 B．Na＋、NH、Cl－、OH－
C．K＋、Mg2＋、SO、CO D．H＋、Na＋、HCO、SO
答案：A　
【解析】A项中的四种离子之间不反应，可以大量共存，正确；B项中的NH与OH－反应生成弱碱NH3·H2O而不能大量共存，错误；C项中的Mg2＋与CO反应生成沉淀MgCO3而不能大量共存，错误；D项中的H＋与HCO反应生成气体CO2和弱电解质H2O而不能大量共存，错误。
4.下列各组离子能大量共存，当溶液中c(H＋)＝10－1 mol·L－1时，有气体产生；而当溶液中c(H＋)＝10－13 mol·L－1时，又能生成沉淀。该组离子可能是(　　)
A．Na＋、Mg2＋、NO、HCO、SO
B．Pb2＋、Ba2＋、K＋、Cl－、S2－
C．Pb2＋、Fe2＋、Na＋、SO、NO
D．Al3＋、NH、SO、Cl－、CO
答案：A　
【解析】在酸性溶液中HCO与H＋反应放出二氧化碳，在碱性溶液中，Mg2＋与OH－反应生成氢氧化镁沉淀，A正确；Pb2＋与S2－能够反应生成沉淀，不能大量共存，B错误；Pb2＋、SO能够反应生成沉淀，不能大量共存，C错误；Al3＋与CO发生相互促进的水解反应而不能大量共存，与题意不符，D错误。
5.常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)
A．c(Fe3＋)＝0.1 mol·L－1的溶液：NO、Na＋、Cl－、CO
B．中性溶液中：Al3＋、Fe3＋、NO、SO
C．水电离出的c(H＋)＝1×10－12mol·L－1的溶液：SO、NH、NO、Cl－
D．pH＝12的溶液：Na＋、NO、S2－、SO
答案：D　
【解析】Fe3＋能与CO发生相互促进的水解反应，A错误。Fe3＋、Al3＋均能发生水解反应使溶液呈酸性，B错误。水电离出的c(H＋)＝1×10－12mol·L－1的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，SO不能大量存在于酸性溶液中，NH不能大量存在于碱性溶液中，C错误。pH＝12的溶液呈碱性，所给四种离子互相不反应且均可大量存在，D正确。
6.常温下，下列各离子组在指定溶液中能大量存在的是(　　)
A．无色溶液中：K＋、MnO、NO、Cl－
B．c(Fe3＋)＝0.1 mol·L－1的溶液中：H＋、I－、Br－、SO
C．使石蕊变红的溶液中：Na＋、NH、NO、SO
D．pH＝13的溶液中：Na＋、ClO－、CO、SO
答案：D　
【解析】MnO显紫红色，A错误；Fe3＋可以氧化I－，B错误；使石蕊变红的溶液显酸性，酸性条件下NO可以氧化SO，C错误；pH＝13的溶液显碱性，Na＋、ClO－、CO、SO四种离子可以共存，D正确。
7.常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)
A．使pH试纸显蓝色的溶液中：Na＋、Mg2＋、ClO－、HSO
B．c(Fe3＋)＝0.1 mol·L－1的溶液中：K＋、NH、SO、SCN－
C.＝0.1 mol·L－1的溶液中：Na＋、HCO、K＋、NO
D．0.1 mol·L－1的NaHCO3溶液中：NH、NO、Na＋、SO
答案：D　
【解析】A项，ClO－具有强氧化性，HSO 具有还原性，两者可以发生氧化还原反应，pH试纸变蓝，说明溶液显碱性，Mg2＋与OH－会生成Mg(OH)2沉淀，错误；B项，Fe3＋与SCN－会反应生成Fe(SCN)3，错误；C项，c(H＋)＝0.1 mol·L－1，pH＝1，溶液显酸性，HCO与H＋反应会生成CO2和H2O，错误。
8.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 Na2SO3溶液：NH、K＋、ClO－、Cl－
B．0.1 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液：Cu2＋、NH 、NO、SO
C．0.1 mol·L－1 HCl溶液：Ba2＋、K＋、HCO、NO
D．0.1 mol·L－1 Ba(NO3)2溶液：K＋、Na＋、SO、Cl－
答案：B　
【解析】A项，ClO－会氧化SO，错误；C项，H＋与HCO反应生成CO2和H2O，错误；D项，Ba2＋与SO反应生成BaSO4沉淀，错误。
9.下列指定反应的离子方程式正确的是(　　)
A．室温下用稀NaOH溶液吸收Cl2：
Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O
B．用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2：
Al＋2OH－===AlO＋H2↑
C．室温下用稀HNO3溶解铜：
Cu＋2NO＋2H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋H2O
D．向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸：
Na2SiO3＋2H＋===H2SiO3↓＋2Na＋
答案：A　
【解析】B错：正确的离子方程式为2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑。C错：正确的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。D错：正确的离子方程式为SiO＋2H＋===H2SiO3↓。
10.下列离子方程式表达不正确的是(　　)
A．向FeCl3溶液中滴加HI溶液：
2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
B．向Na2S2O3溶液中滴加HCl溶液：
S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O
C．向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3：
AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
D．向NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液：
2NH＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2NH3·H2O
答案：D　
【解析】向FeCl3溶液中滴加HI溶液，Fe3＋与I－发生氧化还原反应，A项正确；向Na2S2O3溶液中滴加HCl溶液，S2O与H＋反应生成S、SO2和H2O，B项正确；向NaAlO2溶液中通入过量CO2，生成Al(OH)3和NaHCO3，C项正确；向NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液，Al3＋先与OH－反应，NH不参与反应，D项错误。
11.下列有关溶液组成的描述合理的是(　　)
A．在Fe2(SO4)3溶液中可以大量存在：K＋、Fe2＋、Cl－、Br－、SCN－
B．室温下，c(H＋)＝1×10－13mol·L－1的溶液中可以大量存在：Mg2＋、Cu2＋、HCO、NO
C．加水稀释时值增大的溶液中可大量存在：MnO、CO、K＋、NH
D．在碱性溶液中可以大量存在：S2O、AlO、SiO、S2－、Na＋
答案：D　
【解析】在Fe2(SO4)3溶液中，Fe3＋与SCN－发生反应形成络合物Fe(SCN)3，不能大量共存，A项错误；室温下，c(H＋)＝1×10－13mol·L－1的溶液显碱性，OH－与Mg2＋、
Cu2＋、HCO都会发生反应，不能大量共存，B项错误；加水稀释时值增大的溶液是酸性溶液，H＋与CO会发生反应，不能大量共存，C项错误；该组离子之间不发生反应，在碱性溶液中，OH－与其他离子之间不发生反应，可以大量共存，D项正确。
12.某溶液中可能含有等物质的量浓度的K＋、Na＋、Fe3＋、Fe2＋、SO、SO、I－、NO中的几种离子，为了确定其组成，某同学取两份该溶液进行了如下实验：
①一份加入氯化钡固体，产生不溶于水的沉淀；
②一份滴入酸性高锰酸钾溶液，发现高锰酸钾溶液褪色。
下列说法不正确的是(　　)
A．可能含有SO B．可能含有SO
C．可能含有Fe2＋ D．可能含有Fe3＋
答案：D　
【解析】一份加入氯化钡固体，产生不溶于水的沉淀，说明至少含有SO、SO中的一种，A、B项正确；一份滴入酸性高锰酸钾溶液，发现高锰酸钾溶液褪色，说明含有Fe2＋、SO、I－中至少一种，C项正确；若溶液中含有Fe3＋，Fe3＋具有强氧化性，则一定不含SO和I－，由于溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色，则一定含有Fe2＋，此时溶液中阴离子为SO和NO，几种离子的物质的量浓度相同时，正、负电荷不守恒，则原溶液一定不含Fe3＋，D项错误。
（四）离子的检验和推断
1.常见离子检验的方法
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。
2.常见阳离子的检验与推断
(1)依据生成沉淀
阳离子
试剂或方法
实验现象(证据)
Mg2＋
NaOH溶液
开始产生白色沉淀，NaOH溶液过量，沉淀不溶解
Al3＋
NaOH溶液
开始产生白色沉淀，NaOH溶液过量，沉淀溶解
Fe2＋
NaOH溶液
先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色
K3[Fe(CN)6] (铁氰化钾) 溶液
产生蓝色沉淀
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色的气体。
(3)依据显示特殊颜色
阳离子
试剂或方法
实验现象(证据)
H＋
紫色石蕊溶液
溶液变红色
Na＋
焰色反应
黄色火焰
K＋
焰色反应
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
3.常见阴离子的检验与推断
(1)依据生成沉淀
阴离子
试剂
现象(证据)
Cl－
Br－
I－
AgNO3溶液和稀HNO3
产生白色沉淀AgCl
产生浅黄色沉淀AgBr
产生黄色沉淀AgI
SO
稀盐酸和BaCl2溶液
加盐酸无明显现象，加BaCl2溶液产生白色沉淀

CO
CaCl2溶液和稀盐酸
加CaCl2溶液产生白色沉淀，再加盐酸沉淀溶解，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
SO
稀H2SO4和品红溶液
加硫酸产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色
HSO
稀H2SO4和品红溶液
加硫酸产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色
（3）常见阴离子的检验。

课堂检测02
(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)加入CaCl2溶液，有白色沉淀生成，溶液中一定存在CO( × )
(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)某溶液的焰色反应呈黄色，则溶液中一定有钠元素，不能确定是否有钾元素( √ )
(7)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－( √ )
(8)加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加稀盐酸沉淀不消失，则原溶液中一定含有Cl－( × )
(9)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( × )
2.雾霾严重影响人们的生活与健康，某地区的雾霾中可能含有如下离子中的若干种：NH、Ba2＋、Fe2＋、Cl－、NO、CO、SO。某同学收集了该地区的雾霾，经必要的预处理后得到试样溶液，设计并完成如下实验：(已知溶液B中阴离子种类不变)

下列说法正确的是(　　)
A．气体A是CO2
B．试样中肯定存在Ba2＋、Fe2＋、Cl－、NO
C．试样中一定存在Ba2＋和SO中的一种
D．若要检验是否存在NH，可向溶液D中加入浓氢氧化钠溶液并加热，看是否有无色刺激性气味气体产生
答案：D　
【解析】实验①中加入足量稀盐酸后，有气体A生成，该气体可能为CO2或NO，由于稀盐酸足量且反应后溶液中阴离子种类不变，则原溶液中一定不含CO，一定含有Cl－，气体A为NO，原溶液中一定含有Cl－、Fe2＋、NO，一定不含CO，A错误；实验②中加入过量NaHCO3，气体C为CO2，溶液D中可能含有NH，无法确定是否存在SO，沉淀E中一定有Fe(OH)3，可能含有BaCO3，所以通过上述实验无法确定Ba2＋和SO的存在情况，B、C项错误。
3.某溶液中可能含有SO、NO、CO、NH、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Na＋中的几种，且所含阴离子浓度相同(忽略OH－和H＋)。某化学兴趣小组设计了如下实验方案以确定该溶液中所含离子成分，下列说法正确的是(　　)

A．该溶液中一定含有SO、NH、Fe3＋、Na＋
B．溶液中一定只含有三种阳离子
C．通过计算，溶液中一定含有Fe2＋，且其浓度可能与Fe3＋相等
D．向溶液中加入少量盐酸，一定会有红棕色气体产生
答案：C　
【解析】加入NaOH溶液有气体产生，所以有NH且为0.01 mol；有红褐色沉淀， 所以一定有Fe3＋，但Fe2＋无法确定，因为生成的少量白色沉淀会被红褐色沉淀掩盖，根据灼烧后有1.6 g固体Fe2O3，即0.01 mol，可知铁元素为0.02 mol，根据离子共存可知不会有CO；由于加入了过量NaOH溶液，所以原溶液中是否含有Na＋无法确定；如果有Al3＋，则滤液中通入CO2会有沉淀，故可排除Al3＋；根据加入BaCl2所得沉淀质量，可知含有SO且n(SO)＝0.02 mol；若溶液中没有Na＋，则阳离子所带正电荷大于0.01 mol＋0.02 mol×2＝0.05 mol，小于0.01 mol＋0.02 mol×3＝0.07 mol，则一定存在NO，阴离子浓度相同，阴离子所带负电荷为0.02 mol×2＋0.02 mol＝0.06 mol，根据电荷守恒，则一定含有Fe2＋，设为x mol，则0.06＝0.01＋2x＋3×(0.02－x)，x＝0.01，Fe2＋与Fe3＋浓度相等；若含有Na＋，则n(Fe2＋)>0.01 mol，n(Fe3＋)