2024届高考化学一轮复习专题2第7讲离子共存与离子推断能力学案

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1．离子不能共存的四类反应
(1)复分解反应
①H＋与弱酸根离子及弱酸的酸式酸根离子不能大量共存，如与COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,3)、AlOeq \\al(－,2)、SiOeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、HSOeq \\al(－,3)等生成弱酸。
②OH－与弱碱阳离子不能大量共存，如与NHeq \\al(＋,4)、Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、Al3＋等生成弱碱；OH－与弱酸的酸式酸根离子不能大量共存，如与HCOeq \\al(－,3)、HSOeq \\al(－,3)、
HS－等生成正盐和水。
③阴、阳离子间结合生成沉淀而不能大量共存，如Ag＋与Cl－，Ba2＋与SOeq \\al(2－,4)等。
(2)氧化还原反应
具有较强氧化性的离子与具有较强还原性的离子，会因发生氧化还原反应而不能大量共存。
氧化性离子：ClO－、MnOeq \\al(－,4)、Cr2Oeq \\al(2－,7)、NOeq \\al(－,3)(H＋)、Fe3＋、FeOeq \\al(2－,4)等。
还原性离子：S2－、SOeq \\al(2－,3)、I－、Fe2＋、Br－、Cl－等。
①Fe3＋可氧化S2－、SOeq \\al(2－,3)、I－等。
②NOeq \\al(－,3)(H＋)可氧化S2－、SOeq \\al(2－,3)、I－、Fe2＋、Br－等。
③ClO－、MnOeq \\al(－,4)可氧化S2－、SOeq \\al(2－,3)、I－、Fe2＋、Br－、Cl－(H＋)等。
(3)水解相互促进
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：
a．Al3＋与COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、S2－、HS－、AlOeq \\al(－,2)、SiOeq \\al(2－,3)。
b．Fe3＋与COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、AlOeq \\al(－,2)、SiOeq \\al(2－,3)。
c．NHeq \\al(＋,4)与AlOeq \\al(－,2)、SiOeq \\al(2－,3)。
②NHeq \\al(＋,4)与CH3COO－、COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、S2－等能发生相互促进的水解反应，但不完全，仍能大量共存。
(4)络合反应
①Fe3＋与SCN－因生成Fe(SCN)3而不能大量共存。
②Ag＋与NH3·H2O因生成[Ag(NH3)2]＋而不能大量共存。
③Cu2＋与NH3·H2O因生成[Cu(NH3)4]2＋而不能大量共存。
2．常见限定条件的分析
(1)溶液无色说明溶液中不存在大量的Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、MnOeq \\al(－,4)、
Fe(SCN)2＋、Cr2Oeq \\al(2－,7)、CrOeq \\al(2－,4)等。
(2)常见表示溶液呈酸性的描述
①常温下pH＝1的溶液；②使pH试纸变红的溶液；③使甲基橙呈红色的溶液；④c(H＋)＝0.1 ml·L－1的溶液。
(3)常见表示溶液呈碱性的描述
①常温下pH＝14的溶液；②使pH试纸变蓝的溶液；③使酚酞变红的溶液；④c(OH－)＝0.1 ml·L－1的溶液。
(4)常见表示溶液既可能呈酸性又可能呈碱性的描述
①与铝粉反应放出氢气的溶液；②常温下，水电离出的c(OH－)＝1×10－12 ml·L－1的溶液；③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
(5)溶液中含有NOeq \\al(－,3)(H＋)、ClO－、MnOeq \\al(－,4)、H2O2、Fe3＋，说明溶液具有强氧化性。
(6)溶液中含有S2－、SOeq \\al(2－,3)、I－、Fe2＋、SO2，说明溶液具有还原性。
(7)只含弱酸根离子或只含弱碱阳离子在中性溶液中不能大量存在。
1．下列各组离子在指定的溶液中能大量共存的有________(填序号)。
①eq \f(cH＋,cOH－)＝10－12的溶液中：Na＋、K＋、SiOeq \\al(2－,3)、COeq \\al(2－,3)
②含有大量Fe2＋的溶液中：K＋、Fe3＋、[Fe(CN)6]3－、SOeq \\al(2－,4)
③无色溶液中：K＋、SOeq \\al(2－,4)、Cr2Oeq \\al(2－,7)、Na＋
④滴入KSCN溶液显红色的溶液中：NHeq \\al(＋,4)、Mg2＋、SOeq \\al(2－,4)、Cl－
⑤滴加甲基橙试剂显红色的溶液中：Na＋、Fe2＋、Cl－、NOeq \\al(－,3)
⑥在c(Fe3＋)＝1 ml·L－1的溶液中：K＋、NHeq \\al(＋,4)、SCN－、NOeq \\al(－,3)
⑦中性溶液中：Al3＋、Fe3＋、SOeq \\al(2－,4)、ClOeq \\al(－,4)
⑧eq \f(Kw,cH＋)＝1×10－13 ml·L－1的溶液中：NHeq \\al(＋,4)、Ca2＋、Cl－、NOeq \\al(－,3)
⑨弱碱性溶液中：Na＋、K＋、Cl－、SOeq \\al(2－,4)
⑩加入铝粉生成H2的溶液中：Na＋、HCOeq \\al(－,3)、NOeq \\al(－,3)、NHeq \\al(＋,4)
⑪水电离出的c(H＋)＝1×10－13 ml·L－1的溶液中：NHeq \\al(＋,4)、K＋、S2Oeq \\al(2－,3)、
Cl－
⑫含H2O2的溶液中：Fe2＋、SOeq \\al(2－,4)、NHeq \\al(＋,4)、I－
[解析] ②中Fe2＋与[Fe(CN)6]3－形成沉淀，③中Cr2Oeq \\al(2－,7)为橙色，⑤中酸性条件下NOeq \\al(－,3)氧化Fe2＋，⑥中Fe3＋与SCN－发生络合反应，⑦中Al3＋、Fe3＋水解呈酸性，⑩中HCOeq \\al(－,3)在强碱或强酸中不共存，⑪中NHeq \\al(＋,4)在强碱中不存在，S2Oeq \\al(2－,3)在强酸中不存在，⑫中H2O2氧化Fe2＋、I－。
[答案] ①④⑧⑨
2．甲、乙两厂排放的工业废水中共含H＋、Na＋、Ba2＋、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)、NOeq \\al(－,3)六种离子，每个厂的废水中都含有三种离子，甲厂的废水明显呈酸性，故乙厂废水中所含的三种离子是( )
A．H＋、Ba2＋、NOeq \\al(－,3) B．Na＋、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)
C．Ba2＋、H＋、COeq \\al(2－,3) D．Ba2＋、Na＋、SOeq \\al(2－,4)
B [甲厂的废水明显呈酸性，则甲厂的废水中含有大量H＋，与H＋反应的COeq \\al(2－,3)应该存在于乙厂废水中；由于Ba2＋与COeq \\al(2－,3)会反应产生BaCO3沉淀而不能大量共存，则Ba2＋应该存在于甲厂废水中，Ba2＋与SOeq \\al(2－,4)会反应产生BaSO4沉淀而不能大量共存，因此SOeq \\al(2－,4)存在于乙厂废水中；根据溶液呈电中性，可知：甲厂的废水中还应该存在阴离子NOeq \\al(－,3)；乙厂废水中还应该存在阳离子Na＋，故根据上述分析可知甲厂废水中含有H＋、Ba2＋、NOeq \\al(－,3)；乙厂废水中含有COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)、Na＋。]
离子共存四步分析法
常见离子的检验与推断
1．常见离子的一般检验
①Br－、I－还可以用氯水与CCl4检验。
②I－还可以用氯水或双氧水与淀粉检验。
③Fe2＋也可以用NaOH溶液检验，现象为先生成白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。
2．两种常考阴离子的检验
(1)SOeq \\al(2－,4)的检验
eq \x(\a\al(取待,检液))eq \(――――→,\s\up9(加足量),\s\d8(盐酸酸化))eq \x(取清液)eq \(―――――→,\s\up9(滴加BaCl2),\s\d8(溶液))eq \x(\a\al(有白色沉淀生,成含有SO\\al(2－,4)))
说明：先加足量盐酸是排除Ag＋、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,3)等的干扰，所用钡盐一般不用硝酸钡。
(2)COeq \\al(2－,3)的检验
eq \x(取待检液)eq \(―――――――――→,\s\up9(加CaCl2或BaCl2),\s\d8(溶液))eq \x(产生白色沉淀)eq \(―――→,\s\up9(加盐酸))eq \x(产生无色无味气体)eq \(―――――――――→,\s\up9(通入澄清石灰水))eq \x(变浑浊)
说明：先加CaCl2溶液的目的是排除HCOeq \\al(－,3)干扰。但要注意SOeq \\al(2－,3)干扰(通过闻溶于盐酸后生成气体气味的方法可以排除SOeq \\al(2－,3)干扰)。
常见离子的检验
1．向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作，结论正确的是( )
C [A项加入BaCl2溶液得到白色沉淀，原溶液中可能含有SOeq \\al(2－,3)或SOeq \\al(2－,4)或Ag＋；B项HSOeq \\al(－,3)也有同样的现象；C项进行钾的焰色反应应透过蓝色钴玻璃，排除钠的干扰；D项检验NHeq \\al(＋,4)应加入浓NaOH溶液且需要加热。]
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＋。
[解析] Fe3＋遇KSCN溶液，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，若有蓝色沉淀出现，则证明Fe2＋存在，否则不存在。
[答案] 溶液呈红色 K3[Fe(CN)6]溶液 产生蓝色沉淀
3．(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，检验产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论：__________________________________________________________
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(已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2Oeq \\al(2－,3)＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。可供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液)
(2)已知：5SOeq \\al(2－,3)＋2IOeq \\al(－,3)＋2H＋===I2＋5SOeq \\al(2－,4)＋H2O，IOeq \\al(－,3)＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。
某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2，可能存在I－、IOeq \\al(－,3)中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I－、IOeq \\al(－,3)的实验方案：取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在：_____________________________________________________________________
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(实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液)
[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(答案合理即可)
(2)①从水层取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加盐酸酸化，若溶液变蓝，则说明废水中同时含I－和IOeq \\al(－,3)，若溶液不变蓝，则说明废水中含I－和IOeq \\al(－,3)其中的一种。
②从水层取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加盐酸酸化，滴加FeCl3溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有I－；若溶液不变蓝，说明废水中不含有I－。
③另从水层取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加盐酸酸化，滴加Na2SO3溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有IOeq \\al(－,3)；若溶液不变蓝，说明废水中不含有IOeq \\al(－,3)
(1)溶液中离子的检验答题模板
实验操作(取少量或适量待检溶液，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……)
⇓
得出结论(如“若……说明……，若……说明……”)
(2)固体物质的检验答题模板
①取少量待检物质，加入……试剂溶解；②向该溶解液中加入……试剂或再加入……试剂；③若溶液由……色变为……色或有……生成；④则说明……结论。
离子或物质的推断
“四项基本原则”推导离子的思路
4．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H2
B．M中一定含有Fe2(SO4)3
C．M中一定不含KBr，一定有BaCl2
D．Z一定是BaSO4
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；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；白色固体Z可能是BaSO4，可能是BaSO4和AgCl，还可能是BaSO4、AgCl和Ag2SO4。A.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；B.M中Fe和Fe2(SO4)3二者至少含有一种，B错误；C.根据分析M中一定有BaCl2，一定没有KBr，C正确；D.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。]
5．某无色溶液Y可能含有Na＋、Fe3＋、Ba2＋、NHeq \\al(＋,4)、Cl－、SOeq \\al(2－,4)、HCOeq \\al(－,3)、HSOeq \\al(－,3)中的几种离子，溶液中阳离子浓度相同。为了确定其组成，某同学进行了如下实验(假设气体均全部逸出，忽略H2O2的分解)。下列说法不正确的是( )
A．溶液Y中一定不存在Fe3＋、SOeq \\al(2－,4)
B．溶液Y中一定含有Cl－，且n(Cl－)＝0.01 ml
C．溶液Y中肯定存在HCOeq \\al(－,3)、HSOeq \\al(－,3)、Ba2＋、NHeq \\al(＋,4)
D．溶液Y中可能存在Na＋，为确定其是否存在，可取溶液1通过焰色反应验证
B [因为是无色溶液，因此溶液中不含有Fe3＋，加入足量盐酸酸化的H2O2溶液，出现沉淀，推出原溶液中含有Ba2＋，一定不含SOeq \\al(2－,4)，一定含有HSOeq \\al(－,3)，其中n(Ba2＋)＝n(HSOeq \\al(－,3))＝eq \f(2.33,233) ml＝0.01 ml，加入盐酸酸化的H2O2后，有气体产生，推出原溶液中一定含有HCOeq \\al(－,3)，n(HCOeq \\al(－,3))＝eq \f(224×10－3,22.4) ml＝0.01 ml，加入Ba(OH)2溶液，产生气体，此气体为NH3，n(NHeq \\al(＋,4))＝eq \f(0.17,17) ml＝0.01 ml，根据溶液呈电中性，原溶液中一定含有Cl－，因为无法确定是否含有Na＋，因此
n(Cl－)≥0.01 ml，故A、C说法正确；B说法错误；检验Na＋，需要进行焰色反应，若火焰呈黄色，说明含有Na＋，故D说法正确。]
1．(2022·全国乙卷，T9)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
A [由题意可知，①取少量样品溶于水得到无色透明溶液，说明固体溶于水且相互之间能共存，②向①的溶液中滴加过量稀盐酸，溶液变浑浊，有刺激性气体放出，说明固体中存在Na2S2O3，发生反应S2Oeq \\al(2－,3)＋2H＋===S↓＋H2O＋SO2↑，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，则沉淀为BaSO4，说明固体中存在Na2SO4，不能确定是否有Na2SO3和Na2CO3，Na2SO3与过量盐酸反应生成二氧化硫，Na2CO3与过量盐酸反应生成二氧化碳，而这些现象可以被Na2S2O3与过量盐酸反应的现象覆盖掉，综上分析，该样品中确定存在的是：Na2SO4、Na2S2O3。]
2．(2020·江苏高考)常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．0.1 ml·L－1氨水溶液：Na＋、K＋、OH－、NOeq \\al( － ,3)
B．0.1 ml·L－1盐酸溶液：Na＋、K＋、SOeq \\al(2 － ,4)、SiOeq \\al(2 － ,3)
C．0.1 ml·L－1KMnO4溶液：NHeq \\al( ＋ ,4)、Na＋、NOeq \\al( － ,3)、I－
D．0.1 ml·L－1AgNO3溶液：NHeq \\al( ＋ ,4)、Mg2＋、Cl－、SOeq \\al(2 － ,4)
A [A.在0.1 ml·L－1氨水中，四种离子可以大量共存，A选；B.在0.1 ml·L－1盐酸中含有大量氢离子，四种离子中硅酸根可以与氢离子反应生成硅酸沉淀，故不能共存，B不选；C.MnOeq \\al(－,4)具有强氧化性，可以将碘离子氧化成碘单质，故不能共存，C不选；D.在0.1 ml·L－1硝酸银溶液中，银离子可以与氯离子、硫酸根离子反应生成氯化银、硫酸银沉淀，不能共存，D不选。]
3．(2021·福建选择性考试，T6)室温下，下列各组离子一定能与指定溶液共存的是( )
A．0.2 ml·L－1的NH4Cl溶液：Na＋、K＋、SOeq \\al(2－,4)、SiOeq \\al(2－,3)
B．0.1 ml·L－1的FeCl3溶液：NHeq \\al(＋,4)、Ca2＋、Br－、SCN－
C．0.2 ml·L－1的H2SO 4溶液：Mg2＋、Fe2＋、NOeq \\al(－,3)、Cl－
D．0.1 ml·L－1的Ba(OH)2溶液：Na＋、K＋、Cl－、ClO－
D [NH4Cl是强酸弱碱盐，0.2 ml·L－1的NH4Cl溶液显酸性，H＋与SiOeq \\al(2－,3)生成硅酸沉淀不能大量共存，A错误；0.1 ml·L－1的FeCl3溶液，Fe3＋与
SCN－反应生成Fe(SCN)3不能大量共存，B错误；0.2 ml·L－1的H2SO4溶液，H＋、Fe2＋、NOeq \\al(－,3)共同作用发生氧化还原反应，不能大量共存，C错误；0.1
ml·L－1的Ba(OH)2溶液，Ba2＋、OH－、Na＋、K＋、Cl－、ClO－能大量共存，D正确。]
固体化合物X由3种元素组成，某学习小组开展如下探究实验。
其中，白色沉淀B能溶于NaOH溶液。请回答：
(1)白色固体C的化学式是________，蓝色溶液D中含有的溶质是________
________________________________________________________________
(用化学式表示)。
(2)化合物X的化学式是________。
(3)蓝色溶液A与N2Heq \\al(＋,5)作用，生成一种气体，溶液蓝色褪去，同时生成易溶于硝酸的白色沉淀。
①写出该反应的离子方程式：______________________________________
_______________________________________________________________。
②设计实验验证该白色沉淀的组成元素____________________________
_______________________________________________________________。
[解析] (1)由题意可得，白色沉淀B为Al(OH)3，灼烧Al(OH)3得到Al2O3，故白色固体C为Al2O3；溶液D中含有的阳离子有Cu2＋、NHeq \\al(＋,4)、Ag＋、H＋，阴离子有NOeq \\al(－,3)，故溶液中含有Cu(NO3)2、NH4NO3、AgNO3、HNO3。
(2)由图示数据并根据原子守恒可知，4.020 g X中含有铝离子物质的量为eq \f(1.020 g,102 g·ml－1)×2＝0.02 ml，含有氯离子物质的量为eq \f(11.480 g,143.5 g·ml－1)＝0.08 ml，由化合物应显电中性可得三种离子物质的量比值为n(Cu2＋)∶n(Al3＋)∶n(Cl－)＝1∶2∶8，则可得X的化学式为CuAl2Cl8。(3)①由分析可知，蓝色溶液A中含有Al3＋、Cu2＋和Cl－，与N2Heq \\al(＋,5)反应时溶液蓝色褪去，即反应后溶液中不存在Cu2＋，可推测铜元素以沉淀形式析出，反应得到的沉淀为白色且可溶于硝酸，可推测铜元素在其中不是蓝色且稳定的＋2价，而是＋1价，即反应过程中Cu元素化合价降低，N2Heq \\al(＋,5)中氮元素显－2价，具有还原性，反应过程中N元素化合价升高生成N2，符合反应中有气体产生，根据得失电子守恒、电荷守恒以及原子守恒和溶液呈酸性可知反应离子方程式为4Cu2＋＋N2Heq \\al(＋,5)＋4Cl－===4CuCl↓＋N2↑＋5H＋。②Cu2＋在溶液中显蓝色，CuCl中Cu元素为＋1价，能被硝酸氧化为＋2价，CuCl与硝酸反应过程中Cl元素以Cl－形式存在于溶液中，Cl－与AgNO3溶液反应生成不溶于硝酸的白色沉淀。
[答案] (1)Al2O3 Cu(NO3)2、NH4NO3、AgNO3、HNO3 (2)CuAl2Cl8 (3)①4Cu2＋＋N2Heq \\al(＋,5)＋4Cl－===4CuCl↓＋N2↑＋5H＋ ②将白色沉淀溶于硝酸，得到蓝色溶液，说明有Cu元素；再向溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀，说明有Cl元素
课时分层作业(七) 离子共存与离子推断
1．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 ml·L－1 KI 溶液：Na＋、K＋、ClO－ 、OH－
B．0.1 ml·L－1 Fe2(SO4)3溶液：Cu2＋、NHeq \\al(＋ ,4)、NOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,4)
C．0.1 ml·L－1 HCl 溶液：Ba2＋、K＋、CH3COO－、NOeq \\al(－,3)
D．0.1 ml·L－1 NaOH溶液：Mg2＋、Na＋、SOeq \\al(2－,4)、HCOeq \\al(－,3)
B [A.I－具有强还原性，ClO－具有强氧化性，I－与ClO－发生氧化还原反应，I－与ClO－不能大量共存；B.在Fe2(SO4)3溶液中离子相互间不反应，能大量共存；C.CH3COO－能与H＋反应生成CH3COOH，在HCl溶液中CH3COO－不能大量存在；D.Mg2＋、HCOeq \\al(－,3)都能与OH－反应，Mg2＋、HCOeq \\al(－,3)与OH－不能大量共存。]
2．下列有关粒子大量共存的分析正确的是( )
B [透明溶液可能是有色溶液，但溶液中Fe2＋与S2－会发生反应生成黑色沉淀，离子方程式为Fe2＋＋S2－===FeS↓，所以不能大量共存，故A项错误；pH＝1的溶液中，由于发生反应：ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，所以不能大量共存，故B项正确；硫酸钠溶液中，Mg2＋、NHeq \\al(＋,4)、Cl－、NOeq \\al(－,3)之间均不发生化学反应，所以可以大量共存，故C项错误；常温下，pH＝7的溶液中，Fe3＋会发生彻底的水解，生成氢氧化铁沉淀，所以不能大量共存，故D项错误。]
3．某溶液可能含有Cl－、SOeq \\al(2－,4)、COeq \\al(2－,3)、NHeq \\al(＋,4)、Fe3＋、Al3＋和K＋。取该溶液100 mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02 ml气体，同时产生红褐色沉淀；过滤，洗涤，灼烧，得到1.6 g固体；向上述滤液中加足量BaCl2溶液，得到4.66 g不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中( )
A．至少存在5种离子
B．Cl－一定存在，且c(Cl－)≥0.4 ml/L
C．SOeq \\al(2－,4)、NHeq \\al(＋,4)、一定存在，Cl－可能不存在
D．COeq \\al(2－,3)、Al3＋一定不存在，K＋可能存在
B [根据加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02 ml气体，说明有NHeq \\al(＋,4)，而且为0.02 ml，同时产生红褐色沉淀，说明有Fe3＋，而且为0.02 ml，则没有COeq \\al(2－,3)，根据不溶于盐酸的4.66 g沉淀，说明有SOeq \\al(2－,4)，且为0.02 ml，再根据电荷守恒可知一定有Cl－，至少有0.04 ml(0.02×3＋0.02×1－0.02×2)，B正确。]
4．(2022·南通模拟)弱碱性条件下，利用含砷氧化铜矿(含CuO、As2O3及少量不溶性杂质)制备Cu2(OH)2SO4的工艺流程如图：
下列说法不正确的是( )
A．“氨浸”时As2O3发生的离子反应为As2O3＋6NH3＋3H2O===6NHeq \\al(＋,4)＋ 2AsOeq \\al(3－,3)
B．“氨浸”时CuO转化为[Cu(NH3)4]2＋
C．“氧化除AsOeq \\al(3－,3)”时每生成1 ml FeAsO4，转移的电子数目为6.02×1023
D．“蒸氨”后滤液中主要存在的离子为NHeq \\al(＋,4)、SOeq \\al(2－,4)
C [含砷氧化铜矿(含CuO、As2O3及少量不溶性杂质)制备Cu2(OH)2SO4，用NH3和(NH4)2SO4组成的溶液氨浸含砷氧化铜矿，含铜化合物转化为[Cu(NH3)4]SO4，As2O3转化为AsOeq \\al(3－,3)，再加入(NH4)2S2O8和FeSO4，氧化除AsOeq \\al(3－,3)，得到FeAsO4沉淀，过滤除去，得到的溶液主要溶质为(NH4)2SO4和[Cu(NH3)4]SO4，蒸氨、过滤、洗涤得到产品Cu2 (OH)2SO4，以此来解答。A.根据分析可知：As2O3在“氨浸”时生成AsOeq \\al(3－,3)，发生的离子反应为As2O3＋6NH3＋3H2O===6NHeq \\al(＋,4)＋ 2AsOeq \\al(3－,3)，A正确；B.“氨浸”时含铜化合物转化为[Cu(NH3)4]SO4，即CuO转化为[Cu(NH3)4]2＋，B正确；C.“氧化除AsOeq \\al(3－,3)”时As元素化合价由＋3价升高为＋5价，Fe由＋2价升高为＋3价，则生成1 ml FeAsO4，转移3 ml电子，故转移的电子数目是3×6.02×1023，C错误；D.根据分析，得到的溶液主要溶质为( NH4)2SO4和[Cu(NH3)4]SO4，蒸氨、过滤、洗涤得到产品Cu2(OH)2SO4以及(NH4)2SO4，故溶液中主要存在的离子为NHeq \\al(＋,4)、SOeq \\al(2－,4)，D正确。]
5．在Na＋浓度为0.5 ml ·L－1的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子。(已知H2SiO3为不溶于水的胶状沉淀，加热时易分解为两种氧化物)
现取该溶液100 mL进行如下实验(气体体积均在标准状况下测定)。
请回答下列问题：
(1)实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是________。
(2)实验Ⅰ中生成气体的离子方程式为______________________________
_______________________________________________________________。
(3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，填写下表中阴离子的浓度(能计算出的，填写计算结果，一定不存在的离子填“0”，不能确定是否存在的离子填“？”)。
[解析] (1)由实验Ⅰ可知，该溶液一定含有COeq \\al(2－,3)，则一定没有Ag＋、Ca2＋、Ba2＋，由生成的白色胶状沉淀判断溶液中一定含有SiOeq \\al(2－,3)，生成H2SiO3沉淀，所以由实验Ⅰ可知，该溶液一定含有COeq \\al(2－,3)、SiOeq \\al(2－,3)，一定没有Ag＋、Ca2＋、
Ba2＋。(2)由实验Ⅰ可知，与足量盐酸反应产生气体的阴离子为COeq \\al(2－,3)，故反应的离子方程式为COeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋CO2↑。(3)由实验Ⅰ可知，n(COeq \\al(2－,3))＝0.025 ml，c(COeq \\al(2－,3))＝0.25 ml·L－1，n(SiOeq \\al(2－,3))＝0.04 ml，c(SiOeq \\al(2－,3))＝0.4 ml·L－1，由实验Ⅲ可知溶液中不含SOeq \\al(2－,4)，由电荷守恒，溶液中一定含有K＋，不能确定NOeq \\al(－,3)是否存在。
[答案] (1)Ag＋、Ca2＋、Ba2＋
(2)COeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋CO2↑
(3)
离子
试剂
现象
注意
Cl－、
Br－、I－
AgNO3溶液和稀硝酸
AgCl(白色)、AgBr(淡黄色)、AgI(黄色)
—
SOeq \\al(2－,3)
稀硫酸和品红溶液
产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色
HSOeq \\al(－,3)
有干扰
NHeq \\al(＋,4)
浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸
产生有刺激性气味的气体，且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
加热
Fe3＋
NaOH溶液
红褐色沉淀
—
KSCN溶液
溶液呈红色
—
Fe2＋
K3[Fe(CN)6]溶液
蓝色沉淀
—
Na＋、
K＋
Pt(Fe)丝和稀盐酸
火焰分别呈黄色、紫色
K＋要透过蓝色钴玻璃观察焰色
Mg2＋
NaOH溶液
产生白色沉淀
—
Al3＋
NaOH溶液
产生白色沉淀，
NaOH过量
沉淀又溶解
NaOH溶液逐滴滴加至过量
Cu2＋
NaOH溶液
产生蓝色沉淀
—
选项
操作
现象
结论
A
滴加BaCl2溶液
生成白色沉淀
原溶液中有SOeq \\al(2－,4)
B
滴加硫酸
有刺激性气味的气体产生
原溶液中有SOeq \\al(2－,3)
C
用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应
火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)
原溶液中有钾元素
D
滴加NaOH溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口
试纸不变蓝
原溶液中无NHeq \\al(＋,4)
操作
现象
结论
取少量除尽Ag＋后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡
________
存在Fe3＋
取少量除尽Ag＋后的溶液于试管中，加入________，振荡
________
存在Fe2＋
选项
限定条件及粒子组
判断与分析
A
透明溶液中：Fe2＋、Na＋、S2－、Cl－
能大量共存，透明溶液可能是有色溶液
B
pH＝1的溶液中：Ba2＋、Cl－、ClO－、Na＋
不能大量共存，发生反应：ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
C
硫酸钠溶液中：Mg2＋、NHeq \\al(＋,4)、
Cl－、NOeq \\al(－,3)
不能大量共存，会产生白色沉淀
D
常温下，pH＝7的溶液中：Al3＋、Fe3＋、SOeq \\al(2－,4)、Cl－
能大量共存，因为它们之间不反应
阳离子
K＋
Ag＋
Ca2＋
Ba2＋
阴离子
NOeq \\al(－,3)
COeq \\al(2－,3)
SiOeq \\al(2－,3)
SOeq \\al(2－,4)
序号
实验内容
实验结果
Ⅰ
向该溶液中加入足量稀盐酸
产生白色胶状沉淀并放出标准状况下0.56 L气体
Ⅱ
将Ⅰ的反应混合液过滤，对沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体质量
固体质量为2.4 g
Ⅲ
向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液
无明显现象
阴离子
NOeq \\al(－,3)
COeq \\al(2－,3)
SiOeq \\al(2－,3)
SOeq \\al(2－,4)
c/(ml·L－1)
阴离子
NOeq \\al(－,3)
COeq \\al(2－,3)
SiOeq \\al(2－,3)
SOeq \\al(2－,4)
c/(ml·L－1)
？
0.25
0.4
0