2024届高考化学一轮复习 课时跟踪检测（三） 离子共存与推断（含答案）

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课时跟踪检测（三） 离子共存与推断一、选择题1．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　 )A．澄清透明的溶液中：Fe3＋、Ba2＋、NO、Cl－B．c(NaHCO3)＝0.1 mol·L－1的溶液中：K＋、OH－、Cl－、SOC．Kw/c(OH－)＝0.1 mol·L－1的溶液中：Na＋、ClO－、K＋、SOD．能使酚酞变红的溶液中：Mg2＋、Ba2＋、ClO－、I－2．下列各离子组能大量共存的是(　 )A．澄清溶液中：Cu2＋、NH、Cl－、SOB．常温下pH＝1的溶液中：NO、K＋、Na＋、I－C．在1 mol·L－1的酸性KMnO4溶液中：K＋、SO、SO、Cl－D．0.1 mol·L－1的AlCl3溶液中：Na＋、HCO、NO、Fe2＋3．(2023·株洲模拟)下列各组微粒在指定溶液中能大量共存的是(　 )A．pH＝1的溶液中：CH3CH2OH、Cr2O、K＋、SOB．c(Ca2＋)＝0.1 mol·L－1的溶液中：NH、C2O、Cl－、Br－C．加入铝粉放出大量H2的溶液中：Fe2＋、Na＋、Cl－、NOD．含大量HCO的溶液中：C6H5O－、CO、Br－、K＋4．下列各组离子在溶液中既可以大量共存，且加入氢氧化钠溶液后也不产生沉淀的是(　 )A．Na＋、Ba2＋、Cl－、SOB．K＋、Na＋、NO、OH－C．Na＋、NH、Fe3＋、SOD．Ba2＋、Cl－、HCO、NO5．制备NH4Fe(SO4)2·12H2O的实验中，需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。常温下，分别取母液并向其中加入指定物质，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Na2CO3溶液：Na＋、NH、CO、SOB．加入过量NaOH溶液：Na＋、NH、OH－、SOC．加入过量KSCN溶液：K＋、SO、H＋、Fe3＋D．加入过量Na2SO3和NaOH混合溶液：Na＋、OH－、SO6．对下列各组离子能否大量共存的判断和理由均正确的是(　 ) 离子组判断结论及理由ANa＋、K＋、HCO、AlO不能大量共存，因为HCO＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓＋COBH＋、NH、Cl－、CH3COO－不能大量共存，因为NH＋CH3COO－＋H2O===NH3·H2O＋CH3COOHCNH、Ca2＋、HSO、ClO－不能大量共存，因为Ca2＋＋HSO＋ClO－===CaSO3↓＋HClODH＋、K＋、Cl－、MnO不能大量共存，因为MnO(H＋)氧化Cl－ 7．固体M由Fe2(SO4)3、Fe、KBr、K2SO3、AgNO3和BaCl2中的几种或全部物质组成。①取少量M加足量稀H2SO4产生气体X、溶液Y和白色固体Z。向溶液Y中加少量稀AgNO3溶液，产生白色沉淀(Ag2SO4是微溶物，浓度较小时不会沉淀)；②另取少量Y，加入足量NaOH溶液产生白色沉淀，一段时间后颜色变深。下列说法正确的是(　 )A．气体X一定是SO2或H2B．M中一定含有Fe2(SO4)3C．M中一定不含KBr，一定有BaCl2D．Z一定是BaSO48．某试液中只可能含有K＋、NH、Fe2＋、Al3＋、Cl－、SO、CO、AlO中的若干种离子。离子浓度均为0.3 mol·L－1。某同学进行了如下实验：下列说法正确的是(　 )A．无法确定原试液中是否含有Al3＋、Cl－B．原溶液中存在的离子为NH、Fe2＋、Cl－、SOC．滤液X中大量存在的阳离子有NH、Fe2＋、Ba2＋D．沉淀C的成分是硫酸钡9．某100 mL溶液可能含有Na＋、NH、Fe3＋、CO、SO、Cl－中的若干种，取该溶液进行连续实验，实验过程如下图：(所加试剂均过量，气体全部逸出)下列说法正确的是(　 )A．原溶液一定存在CO和SO，一定不存在Fe3＋和Cl－B．是否存在Na＋只有通过焰色试验才能确定C．原溶液一定存在Na＋，可能存在Cl－D．若原溶液中不存在Cl－，则c(Na＋)＝0.3 mol·L－110．溶液X中含有下表离子中的某5种，且其浓度均为0.1 mol·L－1(不考虑水的电离与离子水解)。向X溶液中加入足量稀盐酸，有无色气体生成，经分析，反应前后阴离子种类没有变化。下列叙述不正确的是(　 )阳离子阴离子Na＋、Fe3＋、Ca2＋、Fe2＋、Mg2＋、Al3＋OH－、NO、HCO、CO、SO、Cl－ A．X溶液中一定含3种阳离子、2种阴离子B．X溶液中不可能含有HCO或COC．生成无色气体的离子方程式为3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2OD．根据电荷守恒，原溶液中一定含Mg2＋ 二、非选择题11．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：试回答下列问题：(1)实验①中加入稀盐酸后，有无色气体A生成，溶液B依然澄清，且溶液中阴离子种类不变，据此可知原溶液中一定不含________(填离子符号)。(2)实验①中发生反应的离子方程式为___________________________________。(3)实验②中逐滴加入碳酸氢钠溶液，立即有气泡产生，一段时间后又有沉淀出现，生成沉淀的离子方程式为________________________________________________________。(4)气体F的成分为________(填化学式)。(5)根据实验③现象该同学认为原溶液中一定含有SO，有其他同学认为其结论不合理，又进行了后续实验④，最终确认原溶液中含有SO，试写出实验④可行的操作方法及现象：________________________________________________________________________。 12．保护水资源、合理利用废水、节省水资源、加强废水的回收利用已被越来越多的人所关注。已知：某无色废水中可能含有H＋、NH、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Na＋、NO、CO、SO中的几种，为分析其成分，分别取废水样品1 L，进行了三组实验，其操作和有关图像如下所示：请回答下列问题：(1)根据上述3组实验可以分析废水中一定不存在的阴离子是____________，一定存在的阳离子是____________。(2)写出实验③图像中沉淀达到最大量且质量不再发生变化阶段发生反应的离子方程式： ________________________________________________________________________。(3)分析图像，在原溶液中c(NH)与c(Al3＋)的比值为________，所得沉淀的最大质量是________g。(4)若通过实验确定原废水中c(Na＋)＝0.18 mol·L－1，试判断原废水中NO是否存在？______(填“存在”“不存在”或“不确定”)。若存在，c(NO)＝________mol·L－1。(若不存在或不确定则此空不填)  课时跟踪检测（三） 离子共存与推断一、选择题1．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　 )A．澄清透明的溶液中：Fe3＋、Ba2＋、NO、Cl－B．c(NaHCO3)＝0.1 mol·L－1的溶液中：K＋、OH－、Cl－、SOC．Kw/c(OH－)＝0.1 mol·L－1的溶液中：Na＋、ClO－、K＋、SOD．能使酚酞变红的溶液中：Mg2＋、Ba2＋、ClO－、I－解析：选A　Fe3＋、Ba2＋、NO、Cl－之间不发生反应能大量共存，选项A正确；HCO与OH－反应而不能大量共存，选项B错误；Kw/c(OH－)＝0.1 mol·L－1的溶液呈酸性，H＋与ClO－反应生成弱酸而不能大量共存，选项C错误；能使酚酞变红的溶液呈碱性，Mg2＋与OH－反应而不能大量共存，且ClO－与I－发生氧化还原反应而不能共存，选项D错误。2．下列各离子组能大量共存的是(　 )A．澄清溶液中：Cu2＋、NH、Cl－、SOB．常温下pH＝1的溶液中：NO、K＋、Na＋、I－C．在1 mol·L－1的酸性KMnO4溶液中：K＋、SO、SO、Cl－D．0.1 mol·L－1的AlCl3溶液中：Na＋、HCO、NO、Fe2＋解析：选A　选项中的离子不能发生任何反应，可以大量共存，A正确；常温下pH＝1的溶液显酸性，在该溶液中，H＋、NO、I－会发生氧化还原反应，不能大量共存，B错误；在酸性条件下，KMnO4与SO会发生氧化还原反应，不能大量共存，C错误；Al3＋、HCO会发生相互促进的水解反应，不能大量共存，D错误。3．(2023·株洲模拟)下列各组微粒在指定溶液中能大量共存的是(　 )A．pH＝1的溶液中：CH3CH2OH、Cr2O、K＋、SOB．c(Ca2＋)＝0.1 mol·L－1的溶液中：NH、C2O、Cl－、Br－C．加入铝粉放出大量H2的溶液中：Fe2＋、Na＋、Cl－、NOD．含大量HCO的溶液中：C6H5O－、CO、Br－、K＋解析：选D　pH＝1的溶液呈酸性，CH3CH2OH、Cr2O在酸性条件下发生氧化还原反应而不能大量共存，故A错误；Ca2＋、C2O在溶液中不能大量共存，故B错误；加入铝粉放出大量H2的溶液呈酸性或强碱性，Fe2＋、NO在酸性条件下发生氧化还原反应，Fe2＋与OH－反应，在溶液中不能大量共存，故C错误；四种粒子之间不反应，且都不与HCO反应，在溶液中能够大量共存，故D正确。4．下列各组离子在溶液中既可以大量共存，且加入氢氧化钠溶液后也不产生沉淀的是(　 )A．Na＋、Ba2＋、Cl－、SOB．K＋、Na＋、NO、OH－C．Na＋、NH、Fe3＋、SOD．Ba2＋、Cl－、HCO、NO答案：B5．制备NH4Fe(SO4)2·12H2O的实验中，需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。常温下，分别取母液并向其中加入指定物质，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Na2CO3溶液：Na＋、NH、CO、SOB．加入过量NaOH溶液：Na＋、NH、OH－、SOC．加入过量KSCN溶液：K＋、SO、H＋、Fe3＋D．加入过量Na2SO3和NaOH混合溶液：Na＋、OH－、SO解析：选A　加入过量Na2CO3溶液，CO与Fe3＋、H＋发生反应，反应后溶液中Na＋、NH、CO、SO可以大量共存，A正确；滤液显酸性，向其中加入过量NaOH溶液，Fe3＋、NH与OH－发生反应生成Fe(OH)3、NH3·H2O，H＋、OH－反应生成H2O，反应后溶液中含有的离子有Na＋、OH－、SO，不能存在NH，B错误；加入过量KSCN溶液后，SCN－与滤液中的Fe3＋反应生成Fe(SCN)3，溶液中不存在Fe3＋，C错误；加入过量Na2SO3和NaOH混合溶液后，Fe3＋、NH、H＋都会发生反应，反应后溶液中存在Na＋、OH－、SO、SO，D错误。6．对下列各组离子能否大量共存的判断和理由均正确的是(　 ) 离子组判断结论及理由ANa＋、K＋、HCO、AlO不能大量共存，因为HCO＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓＋COBH＋、NH、Cl－、CH3COO－不能大量共存，因为NH＋CH3COO－＋H2O===NH3·H2O＋CH3COOHCNH、Ca2＋、HSO、ClO－不能大量共存，因为Ca2＋＋HSO＋ClO－===CaSO3↓＋HClODH＋、K＋、Cl－、MnO不能大量共存，因为MnO(H＋)氧化Cl－ 解析：选B　Al3＋与NH3·H2O反应产生Al(OH)3沉淀，不产生AlO，A错误；H＋与S2O不能共存，发生反应的离子方程式为2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O，B正确；Fe3＋可催化H2O2分解，不能大量共存，C错误；酸性条件下，MnO可将Cl－氧化为Cl2，D错误。7．固体M由Fe2(SO4)3、Fe、KBr、K2SO3、AgNO3和BaCl2中的几种或全部物质组成。①取少量M加足量稀H2SO4产生气体X、溶液Y和白色固体Z。向溶液Y中加少量稀AgNO3溶液，产生白色沉淀(Ag2SO4是微溶物，浓度较小时不会沉淀)；②另取少量Y，加入足量NaOH溶液产生白色沉淀，一段时间后颜色变深。下列说法正确的是(　 )A．气体X一定是SO2或H2B．M中一定含有Fe2(SO4)3C．M中一定不含KBr，一定有BaCl2D．Z一定是BaSO4解析：选C　溶液Y中加入少量AgNO3生成白色沉淀，则该沉淀为AgCl，则原固体M中一定含有BaCl2，一定不含KBr；溶液Y中加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且一段时间后颜色变深，则溶液Y中一定含有Fe2＋，不含Fe3＋，原固体M中可能含有Fe，与稀硫酸反应生成Fe2＋和H2，也可能含有Fe2(SO4)3，被亚硫酸根还原为Fe2＋；原固体中可能含有AgNO3，酸性条件下的硝酸根具有氧化性，被Fe或亚硫酸根全部还原成NO，银离子则转化成氯化银沉淀，部分可能会转化成硫酸银沉淀。综上可知固体M中一定有BaCl2，Fe和Fe2(SO4)3二者至少含有一种，可能有AgNO3和K2SO3，一定没有KBr，B错误，C正确；气体X可能是H2，可能是SO2，可能是H2和SO2混合，可能是H2和NO混合，可能是SO2和NO混合，可能是H2、SO2和NO混合，A错误；白色固体Z可能是BaSO4，可能是BaSO4和AgCl，还可能是BaSO4、AgCl和Ag2SO4，D错误。8．某试液中只可能含有K＋、NH、Fe2＋、Al3＋、Cl－、SO、CO、AlO中的若干种离子。离子浓度均为0.3 mol·L－1。某同学进行了如下实验：下列说法正确的是(　 )A．无法确定原试液中是否含有Al3＋、Cl－B．原溶液中存在的离子为NH、Fe2＋、Cl－、SOC．滤液X中大量存在的阳离子有NH、Fe2＋、Ba2＋D．沉淀C的成分是硫酸钡解析：选B　该试液加入稀硫酸无明显现象，说明试液不含有CO、AlO。加入Ba(NO3)2溶液产生的气体是NO，说明试液含有还原性离子Fe2＋。加入氢氧化钠溶液产生气体，说明试液含有NH。从实验得到结论：试液含有Fe2＋、NH，不含有CO、AlO，为了保持电荷守恒，要求试液含有Cl－、SO，不含有Al3＋，故A错误；原溶液中存在的离子为NH、Fe2＋、Cl－、SO，故B正确；在过量稀硫酸和硝酸钡溶液作用下，滤液X中Fe2＋不能大量存在，阳离子还有H＋，故C错误；沉淀C的成分是碳酸钡，故D错误。9．某100 mL溶液可能含有Na＋、NH、Fe3＋、CO、SO、Cl－中的若干种，取该溶液进行连续实验，实验过程如下图：(所加试剂均过量，气体全部逸出)下列说法正确的是(　 )A．原溶液一定存在CO和SO，一定不存在Fe3＋和Cl－B．是否存在Na＋只有通过焰色试验才能确定C．原溶液一定存在Na＋，可能存在Cl－D．若原溶液中不存在Cl－，则c(Na＋)＝0.3 mol·L－1解析：选C　由题图可知，沉淀1中有2.33 g BaSO4和1.97 g BaCO3,0.672 L气体是NH3，所以原溶液中肯定含有CO、SO和NH，物质的量分别为0.01 mol、0.01 mol、0.03 mol，由离子共存可知，有CO就不可能有Fe3＋，根据电荷守恒可知，溶液中还应有阳离子存在，即Na＋，而Cl－则属于可能存在的离子，若Cl－不存在，根据电荷守恒可知n(Na＋)＝0.01 mol，则c(Na＋)＝0.1 mol·L－1。根据以上分析可以看出，A、B、D项不正确。 10．溶液X中含有下表离子中的某5种，且其浓度均为0.1 mol·L－1(不考虑水的电离与离子水解)。向X溶液中加入足量稀盐酸，有无色气体生成，经分析，反应前后阴离子种类没有变化。下列叙述不正确的是(　 )阳离子阴离子Na＋、Fe3＋、Ca2＋、Fe2＋、Mg2＋、Al3＋OH－、NO、HCO、CO、SO、Cl－ A．X溶液中一定含3种阳离子、2种阴离子B．X溶液中不可能含有HCO或COC．生成无色气体的离子方程式为3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2OD．根据电荷守恒，原溶液中一定含Mg2＋解析：选A　各种离子的物质的量浓度均为0.1 mol·L－1，向X溶液中加入足量稀盐酸，有无色气体生成，且反应前后溶液中阴离子种类没有变化，则原溶液中一定含有Cl－，与H＋反应产生气体的阴离子不可能是CO或HCO；根据表中的离子，可推知气体是Fe2＋、NO在酸性环境下反应生成的NO，若阴离子只有Cl－和NO，另外3种为阳离子，则电荷不守恒，根据电荷守恒，可知还含有阴离子SO和一种带有2个正电荷的阳离子，Ca2＋与SO反应生成沉淀，故溶液中一定含有Mg2＋，所以原溶液中含有的五种离子为Cl－、NO、SO、Fe2＋、Mg2＋，含有2种阳离子、3种阴离子，A项错误，B、D项正确；生成的无色气体为NO，反应的离子方程式为3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，C项正确。二、非选择题11．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：试回答下列问题：(1)实验①中加入稀盐酸后，有无色气体A生成，溶液B依然澄清，且溶液中阴离子种类不变，据此可知原溶液中一定不含________(填离子符号)。(2)实验①中发生反应的离子方程式为___________________________________。(3)实验②中逐滴加入碳酸氢钠溶液，立即有气泡产生，一段时间后又有沉淀出现，生成沉淀的离子方程式为________________________________________________________。(4)气体F的成分为________(填化学式)。(5)根据实验③现象该同学认为原溶液中一定含有SO，有其他同学认为其结论不合理，又进行了后续实验④，最终确认原溶液中含有SO，试写出实验④可行的操作方法及现象：________________________________________________________________________。解析：(1)实验①中加入稀盐酸后，有无色气体A生成，该气体可能为CO2或NO，由于稀盐酸过量且反应后溶液中阴离子种类不变，则生成的气体为NO，则溶液中一定不存在CO，一定含有Fe2＋、Cl－、NO，且NO过量。(2)实验①中Fe2＋与稀硝酸反应生成Fe(NO3)3、NO和H2O，离子方程式为3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。(3)实验①加入足量稀盐酸，则溶液B中含有过量的H＋，逐滴加入NaHCO3溶液时，先发生的反应为H＋＋HCO===H2O＋CO2↑；H＋反应完全后，此时溶液B中还含有Fe3＋，继续滴加NaHCO3溶液，铁离子与碳酸氢根离子发生相互促进的水解反应生成Fe(OH)3沉淀和CO2气体，离子方程式为Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑。(4)向溶液D中加入足量Ba(OH)2溶液后生成气体F、沉淀G和溶液H，则气体F为NH3。(5)由于实验②中NaHCO3溶液足量，则实验③的沉淀G中一定含有BaCO3沉淀，不能确定是否含有BaSO4，需要进行后续实验④，可向沉淀G中加入足量的稀硝酸，若沉淀部分溶解，则证明原溶液中含有SO。答案：(1)CO　(2)3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O　(3)Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑　(4)NH3　(5)向沉淀G中加入足量的稀硝酸，若沉淀部分溶解，则证明原溶液中含有SO12．保护水资源、合理利用废水、节省水资源、加强废水的回收利用已被越来越多的人所关注。已知：某无色废水中可能含有H＋、NH、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Na＋、NO、CO、SO中的几种，为分析其成分，分别取废水样品1 L，进行了三组实验，其操作和有关图像如下所示：请回答下列问题：(1)根据上述3组实验可以分析废水中一定不存在的阴离子是____________，一定存在的阳离子是____________。(2)写出实验③图像中沉淀达到最大量且质量不再发生变化阶段发生反应的离子方程式： ________________________________________________________________________。(3)分析图像，在原溶液中c(NH)与c(Al3＋)的比值为________，所得沉淀的最大质量是________g。(4)若通过实验确定原废水中c(Na＋)＝0.18 mol·L－1，试判断原废水中NO是否存在？______(填“存在”“不存在”或“不确定”)。若存在，c(NO)＝________mol·L－1。(若不存在或不确定则此空不填)解析：无色废水中不存在Fe3＋，根据实验①确定存在Na＋，根据实验②确定有SO，根据实验③结合图像可知，溶液中有H＋、NH、Al3＋、Mg2＋，因为CO与H＋、Al3＋、Mg2＋不能共存，所以无CO。根据硫酸钡沉淀质量为93.2 g，求出n(SO)＝＝0.4 mol，根据图像求出n(Al3＋)＝n[Al(OH)3]＝0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol，n(NH)＝0.7 mol－0.5 mol＝0.2 mol和n(H＋)＝0.1 mol，生成0.1 mol氢氧化铝消耗0.3 mol NaOH，则生成氢氧化镁消耗的氢氧化钠为0.5 mol－0.1 mol－0.3 mol＝0.1 mol，即含有Mg2＋0.05 mol；根据电荷守恒，阳离子电荷总物质的量＝(0.1＋0.2＋0.1×3＋0.05×2)mol＝0.7 mol，阴离子电荷总物质的量＝0.4×2 mol＝0.8 mol，可能含有NO，则Na＋至少有0.1 mol。(1)根据上述分析，废水中一定不存在的阴离子是CO，一定存在的阳离子是Na＋、H＋、Al3＋、Mg2＋、NH。(2)实验③图像中沉淀达到最大量且质量不再发生变化的阶段发生反应的离子方程式为NH＋OH－===NH3·H2O。(3)根据上述分析，在原溶液中＝＝＝，沉淀最多时含有0.1 mol氢氧化铝和0.05 mol氢氧化镁，其质量为0.1 mol×78 g·mol－1＋0.05 mol×58 g·mol－1＝10.7 g。(4)根据上述分析，若通过实验确定原废水中c(Na＋)＝0.18 mol·L－1，即含有Na＋0.18 mol，则含有NO 0.08 mol，c(NO)＝＝0.08 mol·L－1。答案：(1)CO　Na＋、H＋、Al3＋、Mg2＋、NH(2)NH＋OH－===NH3·H2O(3)2∶1　10.7　(4)存在　0.08