高考化学一轮复习第2章物质及其变化第3讲离子共存离子检验和推断集训含解析

第3讲 离子共存、离子检验和推断一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。1．(2021·北京师范大学附中高三模拟)在水溶液中能大量共存的一组离子是(　　)A．NH、H＋、S2O、POB．Na＋、Ca2＋、Cl－、NOC．Cu2＋、Hg2＋、S2－、SOD．Ba2＋、Al3＋、Br－、CO解析：选B。A中S2O在酸性环境中发生歧化反应，H＋与PO反应生成HPO、H2PO、H3PO4；C中S2－分别与Cu2＋、Hg2＋生成沉淀；D中Ba2＋与CO反应生成沉淀，Al3＋与CO发生相互促进的水解反应。2．(2021·泰安高三模拟)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：OH－、Na＋、CrO、SOB．c(S2O)＝0.1 mol·L－1的溶液中：Na＋、K＋、CO、SOC．水电离出的c(H＋)＝1.0×10－13mol·L－1的溶液中：Na＋、Mg2＋、HSO、NOD．能使蓝色石蕊试纸变红的溶液中：Na＋、NH、、Cl－解析：选B。含有CrO的溶液呈黄色，故不选A; S2O、Na＋、K＋、CO、SO不反应，能大量共存，故选B；水电离出的c(H＋)＝1.0×10－13mol·L－1的溶液呈酸性或碱性，酸性条件下HSO、NO发生氧化还原反应，碱性条件下Mg2＋、HSO和OH－反应生成氢氧化镁沉淀和SO，故不选C；能使蓝色石蕊试纸变红的溶液呈酸性，、H＋反应生成苯酚，故不选D。3．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 KI溶液：Na＋、K＋、ClO－、OH－B．0.1 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液：Cu2＋、NH、NO、SOC．0.1 mol·L－1 HCl溶液：Ba2＋、K＋、CH3COO－、NOD．0.1 mol·L－1 NaOH溶液：Mg2＋、Na＋、SO、HCO解析：选B。ClO－与I－能发生氧化还原反应，A项不符合题意；H＋与CH3COO－会结合成弱电解质CH3COOH，C项不符合题意；OH－与Mg2＋反应生成Mg(OH)2沉淀，OH－与HCO反应生成CO和H2O，D项不符合题意。4．下列关于物质或离子检验的叙述正确的是(　　)A．向溶液中加入KSCN溶液，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋B．气体通过无水CuSO4，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气 C．灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋D．将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO2解析：选B。向溶液中加入KSCN溶液，溶液显红色，只能证明一定存在Fe3＋，不能证明是否含有Fe2＋，A项错误；无水 CuSO4遇水生成CuSO4·5H2O，固体由白色变为蓝色，B项正确；灼烧白色粉末，火焰呈黄色，能够证明原粉末中含有Na＋，无法证明是否含有K＋，因为要观察钾的火焰颜色，必须透过蓝色钴玻璃滤去黄光，排除钠的干扰，C项错误；能使澄清石灰水变浑浊的气体不一定是CO2，SO2也可以，D项错误。5．工业上用盐酸酸化的FeCl3溶液腐蚀铜制线路板，分别取腐蚀后的滤液并向其中加入下列指定物质，反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是(　　)A．加入过量CuO：Fe3＋、H＋、Cu2＋、Cl－B．加入过量NaOH溶液：Na＋、Fe2＋、 OH－、Cl－C．通入过量Cl2：Fe3＋、H＋、Cu2＋、Cl－D．通入过量SO2：Fe3＋、H＋、Cu2＋、SO、Cl－解析：选C。腐蚀后的溶液中含有Fe3＋、H＋、Cu2＋、Fe2＋、Cl－等。加入过量CuO，CuO与H＋反应生成Cu2＋和水，反应后的溶液中主要存在的离子为Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋、Cl－，A错误；加入过量NaOH溶液，NaOH与Fe3＋、H＋、Cu2＋、Fe2＋反应，反应后的溶液中主要存在的离子为Cl－、Na＋、OH－，B错误；通入过量Cl2，Cl2与Fe2＋反应生成Fe3＋和Cl－，反应后的溶液中主要存在的离子为Fe3＋、H＋、Cu2＋、Cl－，C正确；通入过量SO2，SO2与Fe3＋反应生成Fe2＋和SO，反应后的溶液中主要存在的离子为H＋、Cu2＋、SO、Cl－、Fe2＋，D错误。6．下列离子能大量共存，且满足相应要求的是(　　)选项离子要求ANa＋、NO、Cl－、CH3COO－c(Na＋)＜c(NO)BFe3＋、NO、Cl－滴入KSCN溶液，立即出现红色沉淀CNa＋、HCO、Al3＋、SO逐滴滴加氨水立即有沉淀产生DNH、H＋、Al3＋、SO滴加NaOH浓溶液并加热，一开始没有气体产生解析：选D。根据电荷守恒c(Na＋)＝c(NO)＋c(Cl－)＋c(CH3COO－)可知，c(Na＋)>c(NO)，A错误；Fe3＋与SCN－发生反应生成红色络合物而不是红色沉淀，B错误；Al3＋与HCO能发生相互促进的水解反应而不能大量共存，C错误；加入的NaOH先与H＋、Al3＋反应，后与NH反应产生氨气，最后与生成的Al(OH)3沉淀反应，D正确。7．下列各组离子在溶液中按括号内的物质的量之比混合，得到无色、碱性、澄清溶液的是(　　)A．Na＋、Al3＋、Cl－、OH－(5∶2∶7∶4)B．NH、Ba2＋、OH－、Cl－(1∶1∶1∶2)C．Fe3＋、Na＋、Cl－、S2－(1∶2∶3∶1)D．K＋、H＋、I－、NO(1∶1∶1∶1)解析：选B。Al3＋与OH－的物质的量之比为1∶2，会产生沉淀，A项错误；NH与OH－的物质的量之比为1∶1，二者结合为NH3·H2O，B项离子混合后得到无色、碱性、澄清溶液，B项正确；Fe3＋与S2－发生反应：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓，Fe2＋＋S2－===FeS↓，Fe2＋有剩余，故混合后会产生沉淀且溶液呈浅绿色；C项错误；H＋、I－、NO的物质的量之比为1∶1∶1，根据6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O，反应后生成碘单质，故所得溶液不是无色溶液，D项错误。8．某同学为检验溶液中是否含有常见的几种无机离子，进行了如图所示的实验操作，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。由该实验能得到的正确结论是(　　)A．原溶液中一定含有SOB．原溶液中一定含有NHC．原溶液中一定含有Cl－D．原溶液中一定含有Fe3＋解析：选B。原溶液中加入硝酸钡和盐酸生成白色沉淀，原溶液中可能存在SO、SO或Ag＋，A项错误；加硝酸银溶液产生白色沉淀，可能是加入的盐酸引起的，C项错误；加入KSCN溶液得到红色溶液，Fe3＋可能是由原溶液中的Fe2＋被NO(H＋)氧化而来的，故原溶液中不一定含有Fe3＋，D项错误；因检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明原溶液中一定含有NH，B项正确。二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。9．根据下列实验内容得出的结论正确的是(　　)选项实验内容结论A某物质的水溶液能使红色石蕊试纸变蓝该物质中一定含有OH－，而且一定是碱B向废液中加入少量的葡萄糖溶液，加热，无砖红色沉淀产生废液中不含Cu2＋C向某物质的水溶液中加入盐酸能产生无色无味气体该溶液中一定含有COD向某溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解该溶液中可能含有Al3＋解析：选D。显碱性的盐溶液也能使红色石蕊试纸变蓝，如Na2CO3溶液，A项错误；若废液呈酸性，即使含Cu2＋，加入少量的葡萄糖溶液，加热，也无砖红色沉淀产生，B项错误；若该溶液中含有HCO，加入盐酸也能产生无色无味气体，C项错误。10．某无色溶液中可能含有K＋、Ag＋、Ba2＋、Cu2＋、Cl－、OH－、CO、SO中的几种，对其进行如下实验操作：(1)取少量溶液，滴加无色酚酞试剂，酚酞变红。(2)另取少量溶液，加入足量BaCl2溶液，产生白色沉淀。(3)向(2)所得混合物中加入足量盐酸，沉淀部分溶解，并有无色气体生成。(4)将(3)所得混合物过滤，向滤液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成。下列对该溶液的说法正确的是(　　)A．一定含有K＋、OH－、CO、SOB．可能含有Cl－、OH－C．一定不含Ag＋、Ba2＋、Cu2＋D．无法判断离子种类解析：选BC。无色溶液说明不含Cu2＋。(1)滴加无色酚酞试剂变红，说明含OH－和CO中的至少一种，则不含Ag＋。(2)加入足量BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明含CO和SO中的至少一种，则一定不含Ba2＋。(3)向(2)所得混合物中加入足量盐酸，沉淀部分溶解，并有无色气体生成，说明原溶液中含有CO和SO。(4)向滤液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，说明滤液中含有Cl－，但加入的BaCl2溶液及盐酸引入了Cl－，不能确定原溶液中是否含有Cl－。根据溶液呈电中性，则原溶液中必含K＋。综上所述，原溶液中一定含有K＋、CO、SO，可能含有Cl－、OH－，一定不含Ag＋、Ba2＋、Cu2＋。11．(2021·淄博高三模拟)水溶液中可能存在Na＋、Al3＋、Fe2＋、NH、NO、CO、SO中的几种离子，且存在的各离子具有相同的物质的量，某同学对该溶液进行如下实验：下列判断正确的是(　　)A．气体A一定是CO2，气体B一定是NH3B．白色沉淀不可能是Al(OH)3C．原溶液中一定存在Al3＋、Fe2＋、NO、NHD．原溶液中一定不存在大量Na＋解析：选BD。由题图可知，溶液Ⅰ在加入过量Ba(OH)2并加热后，生成了有色沉淀与气体B，根据题中所给离子推断，有色沉淀中含有Fe(OH)3沉淀，气体B为NH3，则溶液Ⅰ中一定存在Fe3＋与NH；向原溶液中加入过量稀盐酸，得到气体A与溶液Ⅰ，说明原溶液中一定存在Fe2＋、NH与NO，Fe2＋在酸性条件下与NO反应，生成Fe3＋、NO气体与H2O，则气体A为NO，原溶液中一定不存在CO；由于存在的各离子具有相同的物质的量，溶液为电中性，则原溶液中还存在SO，一定不存在Na＋、Al3＋；溶液Ⅱ在通入适量CO2后生成白色沉淀BaCO3。综上所述，原溶液中一定存在的离子为Fe2＋、NH、NO、SO，一定不存在的离子为Na＋、Al3＋、CO。A项，由上述分析可知，气体A一定不是CO2，气体A为NO，气体B为NH3，故A项错误；B项，由上述分析可知，白色沉淀为BaCO3，故B项正确；C项，由上述分析可知，原溶液中一定存在的离子为Fe2＋、NH、NO、SO，故C项错误；D项，由上述分析可知，为维持溶液电中性，原溶液中一定不存在大量Na＋，故D项正确。12．(2021·济南高三模拟)某溶液中可能含有下列6种离子中的某几种：Cl－、SO、CO、NH、Na＋、K＋。为确认溶液组成进行如下实验：(1)取200 mL上述溶液，加入足量BaCl2溶液，反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥，得沉淀4.30 g，向沉淀中加入过量的盐酸，有2.33 g沉淀不溶。(2)向(1)的滤液中加入足量的NaOH溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体1.12 L(标准状况下)。由此可以得出关于原溶液组成的正确结论是(　　)A．一定存在SO、CO、NH，可能存在Cl－、Na＋、K＋B．一定存在SO、CO、NH、Cl－，一定不存在Na＋、K＋C．c(CO)＝0.01 mol·L－1，c(NH)＞c(SO)D．如果上述6种离子都存在，则c(Cl－)＞c(SO)解析：选D。(1)取200 mL该溶液加入足量BaCl2溶液有沉淀生成，向沉淀中加入过量盐酸后，沉淀部分溶解，说明该沉淀为BaCO3和BaSO4，质量一共是4.30 g，则溶液中含有CO、SO，有2.33 g沉淀不溶，则硫酸钡的质量是2.33 g，所以硫酸根离子的物质的量是＝0.01 mol，碳酸钡的质量是4.30 g－2.33 g＝1.97 g，碳酸根离子的物质的量是＝0.01 mol。(2)向(1)的滤液中加入足量的NaOH溶液，加热，产生的能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3，物质的量是＝0.05 mol，说明原溶液中NH的物质的量是0.05 mol。综上所述，溶液中一定存在SO、CO、NH，根据电荷守恒，一定存在Cl－，不能确定是否存在Na＋、K＋，故A、B项均不符合题意；c(CO)＝＝0.05 mol·L－1，c(SO)＝＝0.05 mol·L－1，c(NH)＝＝0.25 mol·L－1，故C项不符合题意；如果题述6种离子都存在，根据电荷守恒c(Cl－)＋2c(SO)＋2c(CO)＝c(NH)＋c(Na＋)＋c(K＋)，则c(Cl－)＝c(Na＋)＋c(K＋)＋0.05 mol·L－1>0.05 mol·L－1＝c(SO)，所以c(Cl－)>c(SO)，故D项符合题意。三、非选择题13．有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、NO、SO、Cl－、I－、HCO，实验如下：实验步骤实验现象①用玻璃棒蘸取少量该溶液，点在pH试纸中部试纸变为红色②取少量该溶液，加入Cu片和稀硫酸有无色气体产生，气体遇空气变成红棕色③取少量该溶液，加入BaCl2溶液有白色沉淀生成④取③中反应后的上层清液，加入AgNO3溶液有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸⑤取少量该溶液，加入NaOH溶液有白色沉淀生成，当NaOH过量时，沉淀部分溶解由此判断：(1)溶液中一定存在的离子是____________；溶液中肯定不存在的离子是____________。(2)写出实验步骤②中发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)为了进一步确定其他离子，写出应该补充的实验及对应欲检验离子的名称：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：本题要求为无色透明溶液，则Fe2＋不能大量存在。步骤①pH试纸变红，说明溶液显酸性，HCO不能大量存在；步骤②说明有NO，在酸性条件下NO有强氧化性，因此还原性的离子I－就不能大量存在；步骤③说明有SO，Ba2＋就不能大量存在；步骤④不能说明有Cl－，因为步骤③中引入了Cl－；步骤⑤说明有Mg2＋和Al3＋。答案：(1)NO、SO、Mg2＋、Al3＋　　Fe2＋、HCO、I－、Ba2＋(2)3Cu＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O(3)K＋的检验可以用焰色试验；Cl－的检验：向溶液中加足量的Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解，可证明Cl－存在14．某种溶液仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离与离子水解)，且各种离子的物质的量均为1 mol。阳离子K＋、Ba2＋、Fe2＋、Al3＋、Fe3＋、Mg2＋阴离子OH－、HCO、CO、Cl－、NO、SO若向原溶液中加入足量的盐酸，有无色气体生成。经分析反应后溶液中阴离子的种类没有变化。(1)溶液中________(填“一定”“一定不”或“可能”)含有HCO或CO，理由为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)原溶液中所含的阴离子为________________，阳离子为________________。(3)向原溶液中加入足量的盐酸，有无色气体生成的离子方程式为________________________________________________________________________。(4)向原溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，充分反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥灼烧至恒重，得到固体质量为________g。解析：向原溶液中加入足量的盐酸，反应后溶液中阴离子的种类没有变化，则原溶液中不存在OH－、HCO、CO，一定存在Cl－，又因为产生无色气体，只能是Fe2＋与NO、H＋反应生成的NO，可确定原溶液中含有Fe2＋、NO、Cl－各1 mol，因溶液中有5种离子，溶液中一定还含有1 mol SO，而阳离子只能是Mg2＋，且物质的量为1 mol。(3)生成无色气体的离子方程式为3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。(4)向原溶液中加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤、干燥灼烧生成0.5 mol Fe2O3和1 mol MgO，故固体质量为120 g。答案：(1)一定不　HCO与CO均可与盐酸反应生成二氧化碳，造成阴离子种类减少(2)Cl－、NO、SO　Fe2＋、Mg2＋(3)3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O(4)12015．(2021·菏泽高三模拟)在化学研究中，往往可以通过观察现象认识物质变化的情况。请分析以下一组有现象变化的化学反应。实验及操作现象装置试管滴管0.1 mol·L－1Fe(NO3)2溶液先滴加1.0 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液；再滴加1.0 mol·L－1 H2SO4溶液Ⅰ.加碱时________；加酸后得到棕黄色溶液新制饱和氯水Ⅱ.加碱时溶液变为无色；加酸后________________________________________________________________________________________________________________________________________________(1)Ⅰ中加碱时出现的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)Ⅱ中加酸后出现的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，用离子方程式解释产生此现象的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)滴加试剂顺序的变化会影响溶液中的现象和发生的反应。请继续分析以下实验。 实验及操作 装置试管滴管现象0.1 mol·L－1Fe(NO3)2溶液先滴加1.0 mol·L－1 H2SO4溶液；再滴加1.0 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液Ⅲ.加酸时溶液无明显现象；加碱后溶液依然没有明显变化①探究加酸时Fe(NO3)2溶液中是否发生了反应：向1.0 mL 0.1 mol·L－1 Fe(NO3)2溶液中________________________________________________________________________________________________________________________________________________，如果溶液变红色，说明溶液中含有Fe3＋，证明加酸时溶液中发生了反应。(请将上述操作补充完整)②推测溶液中产生Fe3＋的可能原因有两种：a．________________________________________________________________________；b．________________________________________________________________________。解析：(1)Ⅰ中加碱时先生成氢氧化亚铁，然后氢氧化亚铁迅速被氧化为氢氧化铁，出现的现象是先生成白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。(2)Ⅱ中加酸时出现的现象是无色溶液变为浅黄绿色，这是因为发生了反应ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。(3)①探究加酸时Fe(NO3)2溶液中是否发生了反应：向1.0 mL 0.1 mol·L－1 Fe(NO3)2溶液中滴加KSCN溶液，没有明显现象，再向其中滴加稀硫酸，如果溶液变红色，说明溶液中含有Fe3＋，证明加酸时溶液中发生了反应。②推测溶液中产生Fe3＋的可能原因有两种：a.酸性条件下，溶液中的Fe2＋被NO氧化；b.溶液中的Fe2＋被空气中的O2氧化。答案：(1)先生成白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色　(2)无色溶液变为浅黄绿色　ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O　(3)①滴加KSCN溶液，没有明显现象，再向其中滴加稀硫酸　②a.酸性条件下，溶液中的Fe2＋被NO氧化　b．溶液中的Fe2＋被空气中的O2氧化