高考化学（人教）一轮复习全程构想（检测）-第二章　化学物质及其变化 课时作业05 Word版含解析

课时作业5　离子共存、离子的检验与推断

授课提示：对应学生用书第297页]

基础题组]

1．常温下，下列微粒能在相应溶液中大量共存的是(　　)

A．稀硫酸中：K＋、MnO、CH3CH2OH

B．pH＝11的溶液中：Na＋、CO、NH3·H2O

C．中性溶液中：Na＋、NO、AlO

D．FeCl3溶液中：H2O2、Mg2＋、SO

解析：A项中MnO可将CH3CH2OH氧化；C项中AlO水解AlO＋2H2OAl(OH)3＋OH－，即AlO只能存在于碱性溶液中；D项中Fe3＋可催化H2O2的分解。

答案：B

2．常温下，在下列给定条件的各溶液中，一定能大量共存的离子组是(　　)

A．pH大于7的溶液：Na＋、Ba2＋、SO、ClO－

B．含有0.1 mol·L－1Fe(NO3)2的溶液：H＋、Mg2＋、SCN－、Cl－

C．使酚酞溶液变红色的溶液：Na＋、Ba2＋、I－、Cl－

D．由水电离产生的c(H＋)＝10－13mol·L－1的溶液：NH、SO、NO、Cl－

解析：A项，Ba2＋、SO、ClO－反应生成BaSO4沉淀而不能大量共存；B项， H＋与NO可以将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋与SCN－又能发生反应，因此这几种离子不能大量共存；C项，使酚酞溶液变红色的溶液为碱性溶液，碱性溶液中，四种离子都不反应，可以大量共存；D项，由水电离产生的c(H＋)＝10－13mol·L－1的溶液中可能存在大量的H＋或OH－，当存在大量OH－时，OH－与NH反应生成NH3·H2O而不能大量共存。

答案：C

3．常温下，某未知溶液中＝1×1012，且含有大量Al3＋和NO，检验此溶液中是否大量存在以下6种离子：

①SiO、②NH、③Fe2＋、④K＋、⑤HCO、⑥SO，其中不必检验就能否定的离子是(　　)

A．②③④　B．①②⑥

C．①③⑤  D．④⑤⑥

解析：由溶液中＝1×1012可确定该溶液呈酸性，SiO与H＋反应生成沉淀而不能大量存在；Fe2＋能与H＋、NO发生氧化还原反应而不能大量存在；HCO与H＋发生反应生成CO2而不能大量存在，NH、K＋、SO在该溶液中可以大量存在。

答案：C

4．(2017·长春模拟)下列各离子组在溶液中能共存且通入括号中相应气体后，仍能大量存在的是(　　)

A．Na＋、Ba2＋、HSO、I－(氯气)

B．Ca2＋、NO、Na＋、Cl－(二氧化硫)

C．Fe3＋、SO、CO、NO(氨气)

D．Na＋、K＋、HCO、Cl－(二氧化碳)

解析：A项中四种离子能共存，但通入氯气后，氯气能将HSO、I－氧化，故不符合题意；B项中四种离子能共存，通入二氧化硫，二氧化硫被硝酸根离子氧化而不能共存，故不符合题意；C项中Fe3＋、CO之间反应生成沉淀，所以不能共存，故不符合题意；D项中四种离子能共存，通入二氧化碳后也不反应，故符合题意。

答案：D

5．(2017·株洲一模)下列离子组能大量共存且加入相应试剂后发生反应的离子方程式正确的是(　　)

解析：Fe2＋、NO、K＋三者之间不反应，可以大量共存，加入稀硫酸后，溶液中有大量的H＋，则Fe2＋、NO、H＋发生氧化还原反应，A选项正确；Fe3＋具有氧化性，I－具有还原性，二者发生氧化还原反应而不能大量共存，ClO－也具有氧化性，ClO－与I－也不能大量共存，B选项错误；C项，加入NaOH溶液后，发生反应的离子方程式应为Ba2＋＋HCO＋OH－===BaCO3↓＋H2O，C选项错误；D项，加入过量浓氨水后，会生成银氨络离子，D选项错误。

答案：A

6．(2017·邯郸模拟)用下面的方案进行某些离子的检验，其中方案设计严密的是(　　)

A．检验试液中的SO：试液无沉淀白色沉淀

B．检验试液中的SO：试液气体褪色

C．检验试液中的I－：试液棕黄色溶液蓝色溶液

D．检验试液中的CO：试液白色沉淀沉淀溶解

解析：选项A中加入稀硝酸可把SO氧化成SO或溶液中含有Ag＋，均会产生白色沉淀，错误；选项B中不能排除HSO的干扰，错误；C项正确；选项D中不能排除SO的干扰。

答案：C

7．某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应，设计了图1、图2所示装置进行实验。

(1)比较两实验装置，图2所示装置的优点是：

①能更好地吸收有毒气体SO2，防止其污染环境；

②______________________________________________________________________。

(2)能说明有SO2气体产生的实验现象是______________________________________。

(3)反应一段时间后，用滴管吸取A试管中的溶液滴入适量水中为试样，试样中所含金属离子的成分有以下三种可能：

Ⅰ.只含有Fe3＋；

Ⅱ.只含有Fe2＋；

Ⅲ.既有Fe3＋又有Fe2＋。

为验证Ⅱ、Ⅲ的可能性，选用如下试剂，填写下列空格：

A．稀盐酸溶液  B．稀硫酸溶液

C．KSCN溶液  D．KMnO4溶液

E．NaOH溶液  F．淀粉­KI溶液

G．H2O2溶液

验证Ⅱ：取试样，先滴加少量的________(填试剂序号，下同)，振荡，再滴加少量的________，根据溶液颜色的变化可确定假设Ⅱ是否正确。

验证Ⅲ：步骤1　取试样，滴加少量的________(填试剂序号)，溶液的颜色变________色，则试样中含有Fe3＋，发生反应的离子方程式为___________________________。

步骤2　再取适量的试样滴加少量的________(填试剂序号)，溶液的颜色变为________，则试样中含有Fe2＋。

解析：(1)比较两个装置的不同点，发现发生装置设计不同，可抽动的铁丝可以随时控制反应的发生与停止，而铁片却不具有这样的优势。(3)检验溶液中仅含Fe2＋需事先确定溶液中是否含Fe3＋(用KSCN溶液)，再利用氧化剂(不要有很深的颜色，以免影响血红色的观察)把Fe2＋氧化成Fe3＋，观察有无血红色现象出现；检验溶液中既有Fe2＋又有Fe3＋，首先可用KSCN溶液检验Fe3＋的存在，因为Fe3＋的存在必然会影响Fe2＋的检验，故只能选择KMnO4溶液与Fe2＋反应，观察KMnO4溶液颜色的变化情况。

答案：

(1)便于控制反应的发生和停止

(2)品红溶液褪色

(3)C　G　C(或F)　红(或蓝)　Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(或2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2)　D　浅红色或变浅

能力题组]

1．(2014·广东理综，8)水溶液中能大量共存的一组离子是(　　)

A．Na＋、Ca2＋、Cl－、SO

B．Fe2＋、H＋、SO、ClO－

C．Mg2＋、NH、Cl－、SO

D．K＋、Fe3＋、NO、SCN－

解析：A项，CaSO4微溶，Ca2＋和SO不能大量共存。B项，Fe2＋、ClO－会发生氧化还原反应，H＋、SO、ClO－不能大量共存。D项，Fe3＋和SCN－会形成配合物Fe(SCN)3，不能大量共存。

答案：C

2．(2017·河南测试)某溶液中只大量含有如下离子中的x种：Cu2＋、Mg2＋、Na＋、H＋、Ba2＋、Br－、OH－、CO，下列说法中正确的是(　　)

A．若溶液的pH>7，则x最大为5

B．若向溶液中加入铝粉得到AlO，则溶液中一定有Na＋

C．若溶液有颜色，则溶液中一定有Cu2＋、Br－

D．若x＝5，则溶液中一定有CO

解析：A项，若溶液pH>7，则Cu2＋、Mg2＋、H＋不存在，其他离子可能存在，但Ba2＋和CO不能共存，故x最大为4；B项，加入铝粉得到AlO，说明一定有OH－，则Cu2＋、Mg2＋、H＋不存在，Ba2＋和CO可能存在其中一种，Na＋、Br－都有可能存在，即Na＋不是一定存在的；C项，若溶液有颜色，则一定有Cu2＋，即OH－、CO不存在，由于溶液是电中性的，则Br－一定存在；D项，若溶液中有CO，则Cu2＋、Mg2＋、H＋、Ba2＋均不能大量存在，x不可能等于5。

答案：C

3．(2017·河南焦作一模)某溶液中含有NH、SO、SiO、Br－、CO、Na＋，向该溶液中通入过量的Cl2，则下列判断正确的是(　　)

①反应前后，溶液中离子浓度基本保持不变的有NH、Na＋　②有胶状物质生成　③有气体产生　④溶液颜色发生变化　⑤共发生了2个氧化还原反应

A．①②③④  B．②③④

C．①③⑤    D．②④⑤

解析：通入过量的Cl2后，SO被Cl2氧化为SO；SiO和氯水中的HCl反应生成硅酸胶状沉淀；Br－被Cl2氧化为Br2，使溶液颜色变为橙黄色；CO和氯水中的HCl反应生成CO2气体；只有NH和Na＋没有发生反应。发生的反应中有3个氧化还原反应，即Cl2氧化SO、Cl2氧化Br－、Cl2和H2O的反应，故①②③④正确。

答案：A

4．某溶液中可能含有Cl－、SO、CO、NH、Fe3＋、Al3＋和K＋。取该溶液100 mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02 mol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 mol/L

C．SO、NH一定存在，Cl－可能不存在

D．CO、Al3＋一定不存在，K＋可能存在

解析：加入过量NaOH溶液并加热，得到0.02 mol气体，说明n(NH)＝0.02 mol；红褐色沉淀为Fe(OH)3，1.6 g固体为Fe2O3，则n(Fe3＋)＝2n(Fe2O3)＝2×＝0.02 mol，溶液中含有Fe3＋，则肯定 不含有CO；4.66 g不溶于盐酸的沉淀为BaSO4，n(SO)＝n(BaSO4)＝＝0.02 mol。若原溶液中不含有Al3＋和K＋，根据电荷守恒，n(Cl－)＝n(NH)＋3n(Fe3＋)－2n(SO)＝0.02 mol＋3×0.02 mol－2×0.02 mol＝0.04 mol；若原溶液中含有Al3＋和K＋，则n(Cl－)>0.04 mol，故原溶液中c(Cl－)≥＝0.4 mol/L。由以上分析可知，原溶液中至少存在NH、Fe3＋、SO、Cl－4种离子，A、C项错误；原溶液中一定含有Cl－，且c(Cl－)≥0.4 mol/L，B项正确；原溶液中可能含有Al3＋，D项错误。

答案：B

5．(2017·青岛模拟)溶液中可能含有H＋、NH、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、CO、SO、NO中的几种。①加入铝片，产生无色无味的气体；②加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是(　　)

A．溶液中一定不含CO，可能含有SO和NO

B．在滴加NaOH溶液物质的量为0.5～0.7 mol时，发生的离子反应为Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O

C．溶液中的阳离子只有H＋、Mg2＋、Al3＋

D．n(H＋)∶n(NH)∶n(Mg2＋)＝2∶4∶1

解析：根据题意知，①溶液中加入铝片，产生无色无味的气体为氢气，则溶液中有大量氢离子，则没有碳酸根离子和硝酸根离子，根据电中性原则知，溶液中一定含有硫酸根离子，A错误；②加入NaOH溶液，产生白色沉淀，说明溶液中一定不含铁离子，结合图像分析，溶液中一定含有H＋、Mg2＋、Al3＋和NH，C错误；当溶液中含氢离子、铵根离子、镁离子、铝离子时，加入氢氧化钠，先与氢离子反应，再与镁、铝离子反应生成氢氧化物沉淀，再与铵根离子反应得到一水合氨，再与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠。根据题给图像知，在滴加NaOH溶液物质的量为0.5～0.7 mol时，发生的离子反应为NH＋OH－===NH3·H2O，B错误；根据题给图像分析，氢离子的物质的量是0.1 mol，铵根离子的物质的量为0.2 mol，镁离子的物质的量是0.05 mol，n(H＋)∶n(NH)∶n(Mg2＋)＝2∶4∶1，D正确。

答案：D

6．水溶液X中只可能溶有K＋、Mg2＋、Al3＋、AlO、SiO、SO、CO、SO中的若干种离子。某同学对该溶液进行了如下实验：(　　)

下列判断正确的是(　　)

A．气体甲一定是纯净物

B．沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物

C．K＋、AlO和SiO一定存在于溶液X中

D．CO和SO一定不存在于溶液X中

解析：加入过量盐酸有气体生成，则X中至少含有SO、CO中的一种，有沉淀甲生成，则溶液X中一定含有SiO，有SiO，则X中一定无Mg2＋、Al3＋；无色溶液甲加入过量氨水有白色沉淀乙生成，则乙一定是Al(OH)3，溶液X中一定含AlO，依据电荷守恒，溶液中一定含有阳离子(K＋)；不能确定SO是否存在，D项错误；若SO、CO同时存在，则气体甲是混合物，A项错误；因一定无Mg2＋，沉淀甲中不含硅酸镁，B项错误，只有C选项正确。

答案：C

7．在Na＋浓度为0.5 mol·L－1的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子。

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中生成沉淀的离子方程式为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(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“？”)。

(4)判断K＋是否存在________(填“存在”或“不存在”)，若存在求其最小浓度________mol·L－1，若不存在说明理由：_____________________________。

解析：由题知溶液为透明澄清溶液，因此溶液中的离子必能大量共存。由实验Ⅰ、Ⅱ可知，加入稀盐酸产生气体，必有CO，其浓度为0.56 L÷22.4 L·mol－1÷0.1 L＝0.25 mol·L－1，则溶液中一定无Ag＋、Mg2＋、Ba2＋；且能生成白色沉淀，因此有SiO，发生的反应为SiO＋2H＋===H2SiO3↓，H2SiO3SiO2＋H2O故SiO的浓度为2.4 g÷60 g·mol－1÷0.1 L＝0.4 mol·L－1；由实验Ⅲ可知溶液中不含SO；根据电荷守恒知2c(CO)＋2c(SiO)＝2×0.25 mol·L－1＋2×0.4 mol·L－1＝1.3 mol·L－1，故含K＋，其最小浓度为1.3 mol·L－1－0.5 mol·L－1＝0.8 mol·L－1。

答案：(1)Ag＋、Mg2＋、Ba2＋

(2)SiO＋2H＋===H2SiO3↓

(3)如表

(4)存在　0.8