高考化学一轮复习第2章化学物质及其变化第5讲离子共存与离子推断训练含解析

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1．(2020·江苏南京、盐城二模)常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．澄清透明的酸性溶液中：Fe3＋、Cu2＋、SCN－、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
B．能使酚酞变红的溶液中：K＋、NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、Cl－、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))
C． eq \f(Kw,c（H＋）) ＝10－12 ml·L－1的溶液中：Na＋、Al3＋、Cl－、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
D．c(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )＝0.1 ml·L－1的溶液中：H＋、Mg2＋ 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))
C [Fe3＋和SCN－反应生成弱电解质Fe(SCN)3而不能大量共存，A项错误；能使酚酞变红的溶液呈碱性，NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 和OH－结合生成NH3·H2O而不能大量共存，B项错误；常温下，c(OH－)＝ eq \f(Kw,c（H＋）) ＝10－12 ml·L－1，则该溶液中c(H＋)＝10－2ml/L，溶液呈强酸性，四种离子可以大量共存，C项正确；HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 和H＋反应生成CO2和H2O而不能大量共存，D项错误。]
2．(2021·山东临沂检测)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．“84”消毒液中：SiO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、Na＋、K＋
B． eq \f(c（H＋）,c（OH－）) ＝10－12 的溶液中：NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、Ca2＋、Cl－、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))
C．0.1 ml·L－1 NaAlO2溶液中：HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、Fe3＋
D．pH＝1的溶液中：Na＋、K＋、Cl－、S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3))
A [“84”消毒液的主要成分是NaClO，溶液呈碱性，SiO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、Na＋、K＋四种离子不反应，可以大量共存，A项正确；常温下， eq \f(c（H＋）,c（OH－）) ＝10－12 的溶液中c(OH－)＝0.1 ml·L－1，溶液呈强碱性，NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 与OH－生成NH3·H2O而不能大量共存，B项错误；在NaAlO2溶液中含大量AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ，HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 与AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 发生反应生成Al(OH)3和CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 而不能大量共存，C项错误；pH＝1的溶液呈强酸性，S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 与H＋发生反应：S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O，不能大量共存，D项错误。]
3．(2020·江苏七市第二次调研)室温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A．c(Al3＋)＝0.1 ml·L－1的溶液：Na＋、NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))
B．c(Fe3＋)＝0.1 ml·L－1的溶液：K＋、Ba2＋、OH－、SCN－
C．c(NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )＝0.1 ml/L的溶液：H＋、K＋、I－、Cl－
D．水电离的c(H＋)＝1×10－13ml/L的溶液：Na＋、Mg2＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))
A [Fe3＋与OH－、SCN－均发生反应而不能大量共存，B项错误；NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、I－、H＋发生氧化还原反应而不能大量共存，C项错误；室温下，水电离的c(H＋)＝1×10－13ml/L的溶液中水的电离受到抑制，该溶液可能是强酸性或强碱性溶液，HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 一定不能大量共存，D项错误。]
4．(2021·湖南益阳检测)常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．中性溶液中： Ca2＋、Cu2＋、Br－、Cl－
B．c(ClO－)＝1 ml·L－1的溶液中：Fe2＋、Al3＋、Cl－、I－
C．能使酚酞变红的溶液中： K＋、Na＋、SiO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
D． eq \f(Kw,c（OH－）) ＝0.1 ml·L－1的溶液中： NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、Mg2＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、CH3COO－
C [由于Cu2＋发生水解反应，含有Cu2＋的溶液呈弱酸性，故中性溶液中Cu2＋不能大量存在，A项错误；ClO－与Fe2＋、I－发生氧化还原反应而不能大量共存，B项错误；使酚酞变红的溶液呈较强碱性，K＋、Na＋、SiO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 不发生反应，可以大量共存，C项正确； eq \f(Kw,c（OH－）) ＝0.1 ml·L－1的溶液中c(H＋)＝0.1 ml·L－1，CH3COO－与H＋反应生成CH3COOH而不能大量共存，D项错误。]
5．(2021·山东临沂模拟)某溶液甲呈强酸性，可能含有Na＋、K＋、Fe2＋、Al3＋、NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、Cl－、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 中的若干种，为确定溶液甲的成分，进行如下实验。下列说法正确的是( )
A．溶液甲中肯定存在Fe2＋、Al3＋、NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、Na＋
B．不能确定溶液甲中是否含有Na＋、K＋、Al3＋和Cl－
C．溶液甲中一定不存在K＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、Cl－
D．沉淀2是Fe(OH)3，沉淀3是Al(OH)3，均能完全溶于过量的溶液丙中
B [溶液甲呈强酸性，SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 因与H＋反应生成SO2而不能存在；溶液甲加入过量Ba(NO3)2溶液，产生气体1和沉淀1，则沉淀1是BaSO4，气体1是NO，溶液甲中含有SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、Fe2＋，一定不含NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，其原因是Fe2＋、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、H＋发生反应：3Fe2＋＋NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。溶液乙中加入过量NaOH溶液、加热，产生气体2和沉淀2，则气体2是NH3，沉淀2是Fe(OH)3，溶液甲中含有NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ；溶液丁中含有Ba2＋、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、Na＋、OH－等，通入CO2得到沉淀3，则沉淀3中含有BaCO3，不能确定是否含有Al(OH)3，故不能判断溶液甲中是否含有Al3＋。溶液乙中加入过量NaOH溶液，则溶液戊进行焰色反应，火焰呈黄色，证明有Na＋，但不确定一定来自原溶液且未透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色，故不能确定溶液甲中是否含有Na＋、K＋。综上所述，溶液甲中肯定含有Fe2＋、NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，一定不含SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，不能判断是否含有Na＋、K＋、Al3＋、Cl－，则A、C项均错误，B项正确。沉淀2是Fe(OH)3，沉淀3含有BaCO3，不能判断是否含Al(OH)3，溶液丙是硝酸溶液，D项错误。]
6．常温下，pH＝1的某溶液A中含有NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、K＋、Na＋、Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、Cl－、I－、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 中的4种，且溶液中各离子的物质的量浓度均为0.1 ml/L，现取该溶液进行有关实验，实验结果如图所示，下列有关说法正确的是( )
A．该溶液中一定有上述离子中的NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、Al3＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、Cl－四种离子
B．实验消耗Cu 14.4 g，则生成气体丁的体积为3.36 L
C．溶液乙中一定有BaCO3，可能有BaSO4
D．一定没有Fe3＋，但是无法确定是否含有I－
A [pH＝1的溶液A呈强酸性，则A中不含CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ；溶液A中加入过量(NH4)2CO3，生成的无色气体甲为CO2，生成的白色沉淀甲应为Al(OH)3，是由CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 与Al3＋发生双水解生成，则A中含有Al3＋，不含Fe2＋、Fe3＋。溶液甲中加入过量Ba(OH)2溶液，生成的气体乙为NH3，由于前面加入过量(NH4)2CO3，故不能确定A中是否含NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ；前面加入过量(NH4)2CO3，溶液甲中含有CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ，则白色沉淀乙一定含有BaCO3。溶液乙中加入Cu、硫酸生成气体丙，丙在空气中生成红棕色气体丁，则丙为NO，丁为NO2，从而推知A中含有NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 。由于溶液A显酸性，含有NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，则A中不含I－。综上所述，溶液A中一定不含CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、Fe2＋、Fe3＋、I－，一定含有H＋、Al3＋、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 且浓度均为0.1 ml·L－1，溶液呈电中性，除H＋外，只能含有4种离子，故溶液A中一定含有Cl－、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 。]
7．(2020·山东德州期末)元素化合物在日常生活、化工生产和环境科学中有着重要的用途。
(1)当皮肤划破时可用FeCl3溶液应急止血，用氯化铁固体配制成450 mL 0.1 ml·L－1的溶液，配制过程中所需要的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、__________________。
(2)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸后，溶液中大量存在的阳离子____________________(填离子符号)。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌消毒、又能絮凝净水的水处理剂。其工业制备反应Fe(OH)3＋ClO－＋OH－―→FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋Cl－＋H2O(未配平)，每生成1 ml K2FeO4，转移的电子数________NA。
(4)自然界中Cr主要以＋3价和＋6价形式存在。Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 中的Cr能引起细胞的突变，在酸性条件下可用亚硫酸钠将Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 还原。其离子方程式： _____________________。
(5)某透明溶液仅含Na＋、Fe2＋、Ba2＋、Al3＋、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、Cl－、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 中的4种离子，且均为1 ml。向该溶液中加入过量的稀硫酸，有气泡产生，且溶液中阴离子种类不变(不考虑水的电离和离子的水解)。则溶液中存在的离子是______________________________________。
解析 (2)Fe3C在足量空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，则Y是Fe3O4，溶于过量盐酸，发生反应：Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O，则溶液中大量存在的阳离子是Fe2＋、Fe3＋及剩余H＋。
(3)该反应中，Fe元素由＋3价升高到＋6价，则生成1ml K2FeO4转移电子为2ml×(6－3)＝3ml，即转移电子数为3NA。
(4)在酸性条件下，Na2SO3可将Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 还原为Cr3＋，SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 则被氧化为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，结合得失电子、电荷及原子守恒写出离子方程式：Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋3SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋8H＋===2Cr3＋＋3SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H2O。
(5)溶液中加入过量稀硫酸，有气泡产生则发生反应：3Fe2＋＋NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，则溶液中含有Fe2＋、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ；又知“溶液中阴离子种类不变”，则原溶液含有SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，则不含Ba2＋；原溶液中四种离子均为1 ml，结合电荷守恒推知，还含有Na＋，综上所述，原溶液中存在的4种离子是Fe2＋、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、Na＋。
答案 (1)500 mL容量瓶、胶头滴管
(2) Fe2＋、Fe3＋、H＋
(3)3
(4)Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋3SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋8H＋===2Cr3＋＋3SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H2O
(5)Na＋、Fe2＋、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))