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高考化学一轮复习教案第2章第5讲 离子共存与离子推断（含解析）
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这是一份高考化学一轮复习教案第2章第5讲 离子共存与离子推断（含解析），共17页。
第5课时 关键能力——离子共存与离子推断
溶液中离子能否大量共存的判断在选择题中常出现，此类试题以常见元素及其化合物知识为载体，体现对《中国高考评价体系》中操作运用、语言表达等方面学科核心素养的考查，侧重考查考生的分析与推测能力、归纳与论证能力、探究与创新能力，要求考生掌握基础知识(元素及其化合物的性质)、辨析基本概念(离子反应、氧化还原反应)，合理运用科学的思维方法，有效地组织整合化学学科的相关知识，并在此基础上判断物质结构、分析物质性质、推断反应结果、归纳总结规律，调动运用化学学科的相关能力，高质量地认识问题、分析问题、解决问题。溶液中离子共存的判断及离子的推断体现《中国高考评价体系》中实践操作能力、思维认知能力。
考向1
溶液中离子能否大量共存的判断(分析与推测能力)
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中，其实质是判断离子之间能否发生反应，若离子之间不发生反应，则可以大量共存，否则不共存。此类问题设置“陷阱”的角度主要有溶液的颜色、溶液的性质、溶液的隐含信息、题干的具体要求等，要求考生基于电离、离子反应及核心元素认识离子的性质，能够根据对问题情境的分析，运用实证分析物质的内部结构和问题的内在联系，以抽象的概念来反映离子反应的本质特征和内在联系，运用抽象与联想、归纳与概括等思维方法来组织、调动相关的知识与能力，解决学习探索情境中的离子推断问题。
角度1 考虑溶液的颜色
根据溶液的颜色首先确定溶液中是否存在该离子，中学化学常考的有色离子有四种：
离子
Cu2＋
Fe3＋
Fe2＋
MnO
溶液颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．(江苏卷)无色透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－
B．(四川卷)某无色溶液中可能大量存在H＋、Cl－、MnO
C．(山东卷)无色溶液中可能大量存在Al3＋、NH、Cl－、S2－
D．(江苏卷)0.1 mol·L－1 NH4HCO3溶液中：K＋、Na＋、NO、Cl－
D [含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，则无色透明溶液中Fe3＋不能大量存在，且Fe3＋与SCN－反应生成Fe(SCN)3而使溶液呈红色，故A项错误；含有MnO的溶液呈紫红色，则无色溶液中MnO不能大量存在，且H＋、Cl－、MnO发生氧化还原反应而不能大量共存，B项错误；无色溶液中Al3＋、S2－发生双水解反应而不能大量共存，C项错误；0.1 mol·L－1 NH4HCO3溶液中含大量NH、HCO，与溶液中的K＋、Na＋、NO、Cl－不发生反应，可以大量共存，D项正确。 ]
[强化1] (2021·黑龙江哈尔滨检测)常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能够大量共存的是( )
A．无色透明溶液中：Na＋、Fe3＋、Cl－、I－
B．澄清透明的溶液中：K＋、Na＋、MnO、SO
C．pH＝12的溶液中：Mg2＋、K＋、CH3COO－、SO
D．pH＝1的溶液中：Na＋、Fe2＋、Cl－、CO
B [含Fe3＋的溶液呈黄色，则无色透明溶液中Fe3＋不能大量存在，A项错误；澄清透明的溶液中不含难溶物，K＋、Na＋、MnO、SO不发生反应，可以大量共存，B项正确；常温下pH＝12的溶液呈强碱性，Mg2＋与OH－反应生成Mg(OH)2沉淀而不能大量共存，C项错误；常温下pH＝1的溶液呈强酸性，CO与H＋、Fe2＋均发生反应，不能大量共存，D项错误。]
角度2 考虑溶液的性质
判断溶液中离子能否大量共存时，要考虑溶液的性质，包括酸性和碱性、氧化性和还原性等。
溶液的性质
不能大量存在的离子
强酸性
OH－、弱酸根 (如CO、SO、S2－、CH3COO－等)、弱酸的酸式根(如HS－、HCO、HSO等)
强碱性
H＋、弱碱阳离子(如NH、Al3＋、Fe3＋等)、弱酸的酸式根(如HS－、HCO、HSO等)
强氧化性
S2－(HS－)、SO(HSO)、I－、Fe2＋等还原性离子
强还原性
ClO－、MnO、NO(H＋)、Fe3＋、Cr2O等氧化性离子
(2020·江苏卷)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 mol·L－1氨水：Na＋、K＋、OH－、NO
B．0.1 mol·L－1盐酸：Na＋、K＋、SO、SiO
C.0.1 mol·L－1KMnO4溶液：NH、K＋、Na＋、NO、I－
D．0.1 mol·L－1AgNO3溶液：NH、Mg2＋、Cl－、SO
A [碱性条件下，四种离子Na＋、K＋、OH－、NO可以大量共存，A项正确；H＋与SiO反应生成H2SiO3沉淀而不能大量共存，B项错误；KMnO4具有强氧化性，I－具有还原性，二者发生氧化还原反应而不能大量共存，C项错误；Ag＋与Cl－反应会生成AgCl沉淀而不能大量共存，D项错误。]
[强化2] (2019·江苏卷)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－1NaOH溶液：Na＋、K＋、CO、AlO
B．0.1 mol·L－1FeCl2溶液：K＋、Mg2＋、SO、MnO
C．0.1 mol·L－1K2CO3溶液：Na＋、Ba2＋、Cl－、OH－
D．0.1 mol·L－1H2SO4溶液：K＋、NH、NO、HSO
A [0.1 mol·L－1NaOH溶液显碱性，四种离子可以大量共存，A项正确。0.1 mol·L－1FeCl2溶液中含有Fe2＋，能与MnO发生氧化还原反应，不能大量共存，B项错误。0.1 mol·L－1K2CO3溶液中含有CO，能与Ba2＋发生反应，不能大量共存，C项错误。0.1 mol·L－1H2SO4溶液显酸性，此条件下，NO和HSO能发生氧化还原反应，不能大量共存，D项错误。]
角度3 考虑溶液的隐含信息
判断溶液中离子能否大量共存时，要挖掘溶液中隐含信息，充分考虑指定微粒或物质对溶液的酸碱性、氧化性和还原性的影响。
(1)含有大量Fe3＋的溶液，隐含溶液呈酸性，并具有较强氧化性。
(2)含有NO的酸性溶液或含有大量的ClO－的溶液，隐含溶液具有强氧化性。
(3)含有大量Fe2＋的溶液，隐含溶液具有强还原性
(4)含有大量S2－、SO、AlO的溶液，隐含溶液呈碱性。
常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．(江苏卷)0.1 mol·L－1 KI溶液：Na＋、K＋、ClO－、OH－
B．(江苏卷)c(Fe2＋)＝1 mol·L－1的溶液中：K＋、NH、MnO、SO
C．(江苏卷)0.1 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液：Cu2＋、NH、NO、SO
D．(山东卷)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、K＋、Cl－、SO
C [0.1 mol·L－1 KI溶液具有强还原性，I－和ClO－发生氧化还原反应而不能大量共存，A项错误；c(Fe2＋)＝1 mol·L－1的溶液具有强还原性，MnO具有较强氧化性，Fe2＋与MnO发生氧化还原反应而不能大量共存，B项错误；在Fe2(SO4)3溶液中，Cu2＋、NH、NO、SO四种离子不反应，也不与Fe3＋、SO反应，可以大量共存，C项正确； Fe3＋在pH为3.7的溶液中就沉淀完全，在中性溶液中Fe3＋生成Fe(OH)3沉淀而不能大量存在，D项错误。]
[强化3] (2021·山东师大附中检测)室温下，下列有关溶液中离子共存的描述合理的是( )
A．在Fe2(SO4)3溶液中可以大量存在：K＋、Fe2＋ 、Cl－、Br－、SCN－
B．c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1的溶液中可以大量存在：Mg2＋、Cu2＋、HCO、NO
C．在碱性溶液中可以大量存在：S2O、SiO、S2－、Na＋
D．甲基橙呈红色的溶液中可大量存在：MnO、CO、K＋、NH
C [Fe2(SO4)3溶液中含大量Fe3＋，与SCN－因生成弱电解质Fe(SCN)3而不能大量共存，A项错误；室温下c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1的溶液中，c(OH－)＝Kw/c(H＋)＝(1×10－14)/( l×10－13) mol·L－1＝0.1 mol·L－1，则该溶液呈强碱性，Mg2＋、Cu2＋、HCO均与OH－反应而不能大量共存，B项错误；在碱性溶液中含大量OH－，S2O、SiO、S2－、Na＋不发生反应，可以大量共存，C项正确；甲基橙呈红色的溶液呈强酸性，含大量H＋，CO与H＋因反应而不能大量共存，D项错误。]
角度4 考虑题干的具体要求
判断溶液中离子能否大量共存时，要考虑题干的具体要求，如“一定大量共存”“可能大量共存”“因发生氧化还原反应而不能大量共存”“因生成沉淀而不能大量共存”等，避免只考虑溶液中离子能否大量共存而忽视题干的具体要求。
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．(江苏卷)0.1 mol·L－1 HCl溶液：Ba2＋、K＋、CH3COO－、NO
B．(江苏卷)0.1 mol·L－1 NaOH溶液：Mg2＋、Na＋、SO、HCO
C．(江苏卷)＝1×10－12的溶液中：K＋、Na＋、CO、NO
D．(江苏卷)能使甲基橙变红的溶液中：Na＋、NH、SO、HCO
C [0.1 mol·L－1 HCl溶液中，H＋与CH3COO－生成CH3COOH而不能大量共存，A项错误；0.1 mol·L－1 NaOH溶液中，OH－与Mg2＋、HCO反应而不能大量共存，B项错误；常温下，＝1×10－12的溶液中c(OH－)＝0.1 mol·L－1，溶液呈强碱性，K＋、Na＋、CO、NO不反应，可以大量共存，C项正确；能使甲基橙变红的溶液呈强酸性，HCO与H＋反应生成CO2和H2O而不能大量共存，D项错误。]
[强化4] (2021·山东临沂一模)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．澄清透明的溶液中：Cu2＋、Mg2＋、NO、SO
B．弱碱性溶液中：K＋、Na＋、I－、ClO－
C．中性溶液中：Fe3＋、K＋、Cl－、SO
D．能使甲基橙变红的溶液中：Al3＋、Na＋、Cl－、HCO
A [I－具有还原性，ClO－具有氧化性，二者发生氧化还原反应，不能大量共存，B错误；Fe3＋易发生水解反应而使溶液呈酸性，中性溶液中Fe3＋已沉淀完全，不能大量存在，C错误；能使甲基橙变红的溶液呈强酸性，HCO与H＋反应生成CO2和H2O，Al3＋和HCO发生完全双水解反应，均不能大量共存，D错误。]
考向2
溶液中离子的推断(分析与推测能力)
离子推断问题是离子反应的拓展应用，实验操作与现象是试题的显性条件，是推断的明线；离子共存是试题的隐性条件，是推断的暗线。此类试题给出每步实验操作及现象，要求考生根据实验操作及现象、常见离子的特殊性质及特殊现象、限制条件或隐含条件等推断溶液中所含离子，有效考查考生综合运用知识和能力的水平，从而体现出高考试题的“综合性”。
有些离子推断题中，将化学知识与工农业生产、环境保护知识相结合，突出体现化学与社会生产、生活的联系，要求考生关注不同知识之间的联系(如离子反应、离子检验、实验操作及现象等)，整合所学知识并培养考生的实践思维，体现化学学科的“育人价值”和“社会价值”。
解答离子推断问题时，要坚持“四项基本原则”：
角度5 离子的推断
(2018.4·浙江选考)某浅绿色溶液A含有 H＋、Na＋、Mg2＋、Fe2＋、Cu2＋、SO、Cl－、CO和 HCO离子中的若干种。取该溶液进行如下实验(已知 Ag2SO4微溶于水，可溶于酸)：
①向溶液中滴加 Ba(OH)2溶液，过滤，得到不溶于酸的白色沉淀和绿色溶液 B；
②取滤液 B，先用 HNO3酸化，再滴加 0.001 mol·L－1AgNO3溶液，有白色沉淀生成。
下列说法不正确的是( )
A．溶液A中一定存在H＋、SO和Cl－
B．溶液A中不存在Mg2＋、CO和 HCO，不能确定Na＋的存在
C．第②步生成的白色沉淀中只有AgCl，没有Ag2SO4
D．溶液A中存在Fe2＋与Cu2＋中的一种或两种，且可用 NaOH 溶液判断
B [溶液A呈绿色，则含有Fe2＋、Cu2＋中的一种或两种。由于Fe2＋或Cu2＋与CO、HCO均发生反应生成沉淀，则A中不含CO和 HCO。Fe2＋、Cu2＋均能发生水解反应而使溶液呈酸性，则A中含有H＋。①中滴加 Ba(OH)2溶液，所得不溶于酸的白色沉淀为BaSO4，则溶液A中含有SO。②滤液B先用 HNO3酸化，再滴加 0.001 mol·L－1AgNO3溶液，生成白色沉淀，该沉淀为AgCl，则A中含有Cl－。综上所述，溶液 A 中一定存在H＋、SO和Cl－，A项正确；溶液A中不含CO、HCO，不能确定是否含有Na＋、Mg2＋，B项错误；由于Ag2SO4微溶于水，可溶于酸，步骤②中先用 HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液，只生成AgCl沉淀，C项正确；浅绿色溶液A含有Fe2＋、Cu2＋中的一种或两种，滴加NaOH溶液，根据生成沉淀的颜色及变化，可判断A中是否含有Fe2＋、Cu2＋，D项正确。]
[强化5] (2021·广东佛山质检)某无色溶液中可能含有CrO、NH、SO、Mg2＋、Al3＋、K＋、SO、Cl－、NO中的一种或几种，已知所含离子的物质的量浓度相等。取甲、乙两支试管分别加入1 mL该溶液进行如下实验：
①向甲中加入适量稀盐酸，无明显现象；
②向乙中逐滴滴加NaOH溶液至过量，现象为先有白色沉淀产生，进而产生刺激性气味气体，最后白色沉淀完全溶解。
对于该溶液中的离子成分，下列说法正确的是( )
A．一定含有NH、Al3＋、SO、Cl－、NO
B．一定不含CrO、SO、Mg2＋、NO
C．可能含有Mg2＋、K＋、Cl－、NO
D．一定不含CrO、SO、Mg2＋、SO
A [无色溶液中一定不含有色离子CrO，由①知一定不含SO，由②知一定含NH、Al3＋，一定不含Mg2＋。结合电荷守恒，已知所含离子的物质的量浓度相等，设均为1 mol·L－1，c(NH)＋3c(Al3＋)＝4 mol·L－1，溶液中阴离子一定含SO、Cl－、NO，2c(SO)＋c(Cl－)＋c(NO)＝4 mol·L－1，判断一定不含K＋，溶液中一定含NH、Al3＋、SO、Cl－、NO，一定不含CrO、SO、Mg2＋、K＋。]
角度6 物质的推断
(2020·全国Ⅱ卷)某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的两种组成，进行如下实验：①混合物溶于水，得到澄清透明溶液；②做焰色反应，通过钴玻璃可观察到紫色；③向溶液中加碱，产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为( )
A．KCl、NaCl B．KCl、MgSO4
C．KCl、CaCO3 D．MgSO4、NaCl
B [ 根据实验①，混合物溶于水，得到澄清溶液，说明混合物中无CaCO3，C选项错误；根据实验②，通过钴玻璃观察到焰色显紫色，说明混合物中一定含有KCl，D选项错误；根据实验③，溶液中加碱可以生成白色沉淀，说明混合物中含有MgSO4，A选项错误；故正确答案为B。]
[强化6] (2020.7·浙江选考)黄色固体X，可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的几种或全部。将X与足量的水作用，得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是( )
A．X中含KI，可能含有CuCl2
B．X中含有漂白粉和FeSO4
C．X中含有CuCl2，Y中含有Fe(OH)3
D．用H2SO4酸化溶液Z，若有黄绿色气体放出，说明X中含有CuCl2
C [①Fe2(SO4)3为黄色固体，CuCl2为棕黄色固体，其余为白色固体，故黄色固体X中含有Fe2(SO4)3和CuCl2中的至少一种。②X与足量的水作用，得到深棕色固体Y和无色溶液Z，而KI能够与Fe3＋、Cu2＋发生氧化还原反应生成I2，又知水足量，所以I2不可能在固体Y中，而是能够完全溶解在水中，得到的碘水为黄褐色，与无色溶液Z不符，据此得出X中没有KI。深棕色固体混合物Y中一定有Fe(OH)3和Cu(OH)2，那么一定存在CuCl2，由于FeSO4能够被氧化为Fe3＋，同样能够生成Fe(OH)3沉淀，所以FeSO4、Fe2(SO4)3至少有一种。③Z溶液为碱性，漂白粉溶于水显碱性，FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2溶于水都是显酸性，所以一定有漂白粉。X中一定有CuCl2，一定没有KI，A错误。根据分析，FeSO4和Fe2(SO4)3至少有一种，不一定有FeSO4，B错误。硫酸酸化Z溶液后有Cl2生成，说明发生反应：ClO－＋Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2O，说明X中含有漂白粉，D错误。]
训练(八) 离子共存与离子推断
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
B．能使酚酞变红的溶液中：K＋、NH、Cl－、NO
C．＝10－12 mol·L－1的溶液中：Na＋、Al3＋、Cl－、SO
D．c(HCO)＝0.1 mol·L－1的溶液中：H＋、Mg2＋ 、SO、NO
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和OH－结合生成NH3·H2O而不能大量共存，B项错误；常温下，c(OH－)＝＝10－12 mol·L－1，则该溶液中c(H＋)＝10－2mol/L，溶液呈强酸性，四种离子可以大量共存，C项正确；HCO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、CO、Na＋、K＋
B．＝10－12 的溶液中：NH、Ca2＋、Cl－、NO
C．0.1 mol·L－1 NaAlO2溶液中：HCO、NH、SO、Fe3＋
D．pH＝1的溶液中：Na＋、K＋、Cl－、S2O
A [“84”消毒液的主要成分是NaClO，溶液呈碱性，SiO、CO、Na＋、K＋四种离子不反应，可以大量共存，A项正确；常温下，＝10－12 的溶液中c(OH－)＝0.1 mol·L－1，溶液呈强碱性，NH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，HCO与AlO发生反应生成Al(OH)3和CO而不能大量共存，C项错误；pH＝1的溶液呈强酸性，S2O与H＋发生反应：S2O＋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 mol·L－1的溶液：Na＋、NH、SO、NO
B．c(Fe3＋)＝0.1 mol·L－1的溶液：K＋、Ba2＋、OH－、SCN－
C．c(NO)＝0.1 mol/L的溶液：H＋、K＋、I－、Cl－
D．水电离的c(H＋)＝1×10－13mol/L的溶液：Na＋、Mg2＋、SO、HCO
A [Fe3＋与OH－、SCN－均发生反应而不能大量共存，B项错误；NO、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＋)＝1×10－13mol/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 mol·L－1的溶液中：Fe2＋、Al3＋、Cl－、I－
C．能使酚酞变红的溶液中： K＋、Na＋、SiO、SO
D．＝0.1 mol·L－1的溶液中： NH、Mg2＋、SO、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、SO不发生反应，可以大量共存，C项正确；＝0.1 mol·L－1的溶液中c(H＋)＝0.1 mol·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、SO、SO、Cl－、NO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、SO、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、NO、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、Fe2＋，一定不含NO，其原因是Fe2＋、NO、H＋发生反应：3Fe2＋＋NO＋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；溶液丁中含有Ba2＋、NO、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、SO，一定不含SO、NO，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、K＋、Na＋、Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、CO、NO、Cl－、I－、SO中的4种，且溶液中各离子的物质的量浓度均为0.1 mol/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、Al3＋、SO、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；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；前面加入过量(NH4)2CO3，溶液甲中含有CO，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 。由于溶液A显酸性，含有NO，则A中不含I－。综上所述，溶液A中一定不含CO、Fe2＋、Fe3＋、I－，一定含有H＋、Al3＋、NO且浓度均为0.1 mol·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。]
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 mol·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＋Cl－＋H2O(未配平)，每生成1 mol 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还原。其离子方程式： _____________________
________________________________________________________________________。
(5)某透明溶液仅含Na＋、Fe2＋、Ba2＋、Al3＋、NO、Cl－、SO中的4种离子，且均为1 mol。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1mol K2FeO4转移电子为2mol×(6－3)＝3mol，即转移电子数为3NA。
(4)在酸性条件下，Na2SO3可将Cr2O还原为Cr3＋，SO则被氧化为SO，结合得失电子、电荷及原子守恒写出离子方程式：Cr2O＋3SO＋8H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O。
(5)溶液中加入过量稀硫酸，有气泡产生则发生反应：3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，则溶液中含有Fe2＋、NO；又知“溶液中阴离子种类不变”，则原溶液含有SO，则不含Ba2＋；原溶液中四种离子均为1 mol，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、SO、Na＋。
答案 (1)500 mL容量瓶、胶头滴管
(2) Fe2＋、Fe3＋、H＋
(3)3
(4)Cr2O＋3SO＋8H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O
(5)Na＋、Fe2＋、NO、SO
第5课时 关键能力——离子共存与离子推断
溶液中离子能否大量共存的判断在选择题中常出现，此类试题以常见元素及其化合物知识为载体，体现对《中国高考评价体系》中操作运用、语言表达等方面学科核心素养的考查，侧重考查考生的分析与推测能力、归纳与论证能力、探究与创新能力，要求考生掌握基础知识(元素及其化合物的性质)、辨析基本概念(离子反应、氧化还原反应)，合理运用科学的思维方法，有效地组织整合化学学科的相关知识，并在此基础上判断物质结构、分析物质性质、推断反应结果、归纳总结规律，调动运用化学学科的相关能力，高质量地认识问题、分析问题、解决问题。溶液中离子共存的判断及离子的推断体现《中国高考评价体系》中实践操作能力、思维认知能力。
考向1
溶液中离子能否大量共存的判断(分析与推测能力)
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中，其实质是判断离子之间能否发生反应，若离子之间不发生反应，则可以大量共存，否则不共存。此类问题设置“陷阱”的角度主要有溶液的颜色、溶液的性质、溶液的隐含信息、题干的具体要求等，要求考生基于电离、离子反应及核心元素认识离子的性质，能够根据对问题情境的分析，运用实证分析物质的内部结构和问题的内在联系，以抽象的概念来反映离子反应的本质特征和内在联系，运用抽象与联想、归纳与概括等思维方法来组织、调动相关的知识与能力，解决学习探索情境中的离子推断问题。
角度1 考虑溶液的颜色
根据溶液的颜色首先确定溶液中是否存在该离子，中学化学常考的有色离子有四种：
离子
Cu2＋
Fe3＋
Fe2＋
MnO
溶液颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．(江苏卷)无色透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－
B．(四川卷)某无色溶液中可能大量存在H＋、Cl－、MnO
C．(山东卷)无色溶液中可能大量存在Al3＋、NH、Cl－、S2－
D．(江苏卷)0.1 mol·L－1 NH4HCO3溶液中：K＋、Na＋、NO、Cl－
D [含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，则无色透明溶液中Fe3＋不能大量存在，且Fe3＋与SCN－反应生成Fe(SCN)3而使溶液呈红色，故A项错误；含有MnO的溶液呈紫红色，则无色溶液中MnO不能大量存在，且H＋、Cl－、MnO发生氧化还原反应而不能大量共存，B项错误；无色溶液中Al3＋、S2－发生双水解反应而不能大量共存，C项错误；0.1 mol·L－1 NH4HCO3溶液中含大量NH、HCO，与溶液中的K＋、Na＋、NO、Cl－不发生反应，可以大量共存，D项正确。 ]
[强化1] (2021·黑龙江哈尔滨检测)常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能够大量共存的是( )
A．无色透明溶液中：Na＋、Fe3＋、Cl－、I－
B．澄清透明的溶液中：K＋、Na＋、MnO、SO
C．pH＝12的溶液中：Mg2＋、K＋、CH3COO－、SO
D．pH＝1的溶液中：Na＋、Fe2＋、Cl－、CO
B [含Fe3＋的溶液呈黄色，则无色透明溶液中Fe3＋不能大量存在，A项错误；澄清透明的溶液中不含难溶物，K＋、Na＋、MnO、SO不发生反应，可以大量共存，B项正确；常温下pH＝12的溶液呈强碱性，Mg2＋与OH－反应生成Mg(OH)2沉淀而不能大量共存，C项错误；常温下pH＝1的溶液呈强酸性，CO与H＋、Fe2＋均发生反应，不能大量共存，D项错误。]
角度2 考虑溶液的性质
判断溶液中离子能否大量共存时，要考虑溶液的性质，包括酸性和碱性、氧化性和还原性等。
溶液的性质
不能大量存在的离子
强酸性
OH－、弱酸根 (如CO、SO、S2－、CH3COO－等)、弱酸的酸式根(如HS－、HCO、HSO等)
强碱性
H＋、弱碱阳离子(如NH、Al3＋、Fe3＋等)、弱酸的酸式根(如HS－、HCO、HSO等)
强氧化性
S2－(HS－)、SO(HSO)、I－、Fe2＋等还原性离子
强还原性
ClO－、MnO、NO(H＋)、Fe3＋、Cr2O等氧化性离子
(2020·江苏卷)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 mol·L－1氨水：Na＋、K＋、OH－、NO
B．0.1 mol·L－1盐酸：Na＋、K＋、SO、SiO
C.0.1 mol·L－1KMnO4溶液：NH、K＋、Na＋、NO、I－
D．0.1 mol·L－1AgNO3溶液：NH、Mg2＋、Cl－、SO
A [碱性条件下，四种离子Na＋、K＋、OH－、NO可以大量共存，A项正确；H＋与SiO反应生成H2SiO3沉淀而不能大量共存，B项错误；KMnO4具有强氧化性，I－具有还原性，二者发生氧化还原反应而不能大量共存，C项错误；Ag＋与Cl－反应会生成AgCl沉淀而不能大量共存，D项错误。]
[强化2] (2019·江苏卷)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－1NaOH溶液：Na＋、K＋、CO、AlO
B．0.1 mol·L－1FeCl2溶液：K＋、Mg2＋、SO、MnO
C．0.1 mol·L－1K2CO3溶液：Na＋、Ba2＋、Cl－、OH－
D．0.1 mol·L－1H2SO4溶液：K＋、NH、NO、HSO
A [0.1 mol·L－1NaOH溶液显碱性，四种离子可以大量共存，A项正确。0.1 mol·L－1FeCl2溶液中含有Fe2＋，能与MnO发生氧化还原反应，不能大量共存，B项错误。0.1 mol·L－1K2CO3溶液中含有CO，能与Ba2＋发生反应，不能大量共存，C项错误。0.1 mol·L－1H2SO4溶液显酸性，此条件下，NO和HSO能发生氧化还原反应，不能大量共存，D项错误。]
角度3 考虑溶液的隐含信息
判断溶液中离子能否大量共存时，要挖掘溶液中隐含信息，充分考虑指定微粒或物质对溶液的酸碱性、氧化性和还原性的影响。
(1)含有大量Fe3＋的溶液，隐含溶液呈酸性，并具有较强氧化性。
(2)含有NO的酸性溶液或含有大量的ClO－的溶液，隐含溶液具有强氧化性。
(3)含有大量Fe2＋的溶液，隐含溶液具有强还原性
(4)含有大量S2－、SO、AlO的溶液，隐含溶液呈碱性。
常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．(江苏卷)0.1 mol·L－1 KI溶液：Na＋、K＋、ClO－、OH－
B．(江苏卷)c(Fe2＋)＝1 mol·L－1的溶液中：K＋、NH、MnO、SO
C．(江苏卷)0.1 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液：Cu2＋、NH、NO、SO
D．(山东卷)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、K＋、Cl－、SO
C [0.1 mol·L－1 KI溶液具有强还原性，I－和ClO－发生氧化还原反应而不能大量共存，A项错误；c(Fe2＋)＝1 mol·L－1的溶液具有强还原性，MnO具有较强氧化性，Fe2＋与MnO发生氧化还原反应而不能大量共存，B项错误；在Fe2(SO4)3溶液中，Cu2＋、NH、NO、SO四种离子不反应，也不与Fe3＋、SO反应，可以大量共存，C项正确； Fe3＋在pH为3.7的溶液中就沉淀完全，在中性溶液中Fe3＋生成Fe(OH)3沉淀而不能大量存在，D项错误。]
[强化3] (2021·山东师大附中检测)室温下，下列有关溶液中离子共存的描述合理的是( )
A．在Fe2(SO4)3溶液中可以大量存在：K＋、Fe2＋ 、Cl－、Br－、SCN－
B．c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1的溶液中可以大量存在：Mg2＋、Cu2＋、HCO、NO
C．在碱性溶液中可以大量存在：S2O、SiO、S2－、Na＋
D．甲基橙呈红色的溶液中可大量存在：MnO、CO、K＋、NH
C [Fe2(SO4)3溶液中含大量Fe3＋，与SCN－因生成弱电解质Fe(SCN)3而不能大量共存，A项错误；室温下c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1的溶液中，c(OH－)＝Kw/c(H＋)＝(1×10－14)/( l×10－13) mol·L－1＝0.1 mol·L－1，则该溶液呈强碱性，Mg2＋、Cu2＋、HCO均与OH－反应而不能大量共存，B项错误；在碱性溶液中含大量OH－，S2O、SiO、S2－、Na＋不发生反应，可以大量共存，C项正确；甲基橙呈红色的溶液呈强酸性，含大量H＋，CO与H＋因反应而不能大量共存，D项错误。]
角度4 考虑题干的具体要求
判断溶液中离子能否大量共存时，要考虑题干的具体要求，如“一定大量共存”“可能大量共存”“因发生氧化还原反应而不能大量共存”“因生成沉淀而不能大量共存”等，避免只考虑溶液中离子能否大量共存而忽视题干的具体要求。
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．(江苏卷)0.1 mol·L－1 HCl溶液：Ba2＋、K＋、CH3COO－、NO
B．(江苏卷)0.1 mol·L－1 NaOH溶液：Mg2＋、Na＋、SO、HCO
C．(江苏卷)＝1×10－12的溶液中：K＋、Na＋、CO、NO
D．(江苏卷)能使甲基橙变红的溶液中：Na＋、NH、SO、HCO
C [0.1 mol·L－1 HCl溶液中，H＋与CH3COO－生成CH3COOH而不能大量共存，A项错误；0.1 mol·L－1 NaOH溶液中，OH－与Mg2＋、HCO反应而不能大量共存，B项错误；常温下，＝1×10－12的溶液中c(OH－)＝0.1 mol·L－1，溶液呈强碱性，K＋、Na＋、CO、NO不反应，可以大量共存，C项正确；能使甲基橙变红的溶液呈强酸性，HCO与H＋反应生成CO2和H2O而不能大量共存，D项错误。]
[强化4] (2021·山东临沂一模)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．澄清透明的溶液中：Cu2＋、Mg2＋、NO、SO
B．弱碱性溶液中：K＋、Na＋、I－、ClO－
C．中性溶液中：Fe3＋、K＋、Cl－、SO
D．能使甲基橙变红的溶液中：Al3＋、Na＋、Cl－、HCO
A [I－具有还原性，ClO－具有氧化性，二者发生氧化还原反应，不能大量共存，B错误；Fe3＋易发生水解反应而使溶液呈酸性，中性溶液中Fe3＋已沉淀完全，不能大量存在，C错误；能使甲基橙变红的溶液呈强酸性，HCO与H＋反应生成CO2和H2O，Al3＋和HCO发生完全双水解反应，均不能大量共存，D错误。]
考向2
溶液中离子的推断(分析与推测能力)
离子推断问题是离子反应的拓展应用，实验操作与现象是试题的显性条件，是推断的明线；离子共存是试题的隐性条件，是推断的暗线。此类试题给出每步实验操作及现象，要求考生根据实验操作及现象、常见离子的特殊性质及特殊现象、限制条件或隐含条件等推断溶液中所含离子，有效考查考生综合运用知识和能力的水平，从而体现出高考试题的“综合性”。
有些离子推断题中，将化学知识与工农业生产、环境保护知识相结合，突出体现化学与社会生产、生活的联系，要求考生关注不同知识之间的联系(如离子反应、离子检验、实验操作及现象等)，整合所学知识并培养考生的实践思维，体现化学学科的“育人价值”和“社会价值”。
解答离子推断问题时，要坚持“四项基本原则”：
角度5 离子的推断
(2018.4·浙江选考)某浅绿色溶液A含有 H＋、Na＋、Mg2＋、Fe2＋、Cu2＋、SO、Cl－、CO和 HCO离子中的若干种。取该溶液进行如下实验(已知 Ag2SO4微溶于水，可溶于酸)：
①向溶液中滴加 Ba(OH)2溶液，过滤，得到不溶于酸的白色沉淀和绿色溶液 B；
②取滤液 B，先用 HNO3酸化，再滴加 0.001 mol·L－1AgNO3溶液，有白色沉淀生成。
下列说法不正确的是( )
A．溶液A中一定存在H＋、SO和Cl－
B．溶液A中不存在Mg2＋、CO和 HCO，不能确定Na＋的存在
C．第②步生成的白色沉淀中只有AgCl，没有Ag2SO4
D．溶液A中存在Fe2＋与Cu2＋中的一种或两种，且可用 NaOH 溶液判断
B [溶液A呈绿色，则含有Fe2＋、Cu2＋中的一种或两种。由于Fe2＋或Cu2＋与CO、HCO均发生反应生成沉淀，则A中不含CO和 HCO。Fe2＋、Cu2＋均能发生水解反应而使溶液呈酸性，则A中含有H＋。①中滴加 Ba(OH)2溶液，所得不溶于酸的白色沉淀为BaSO4，则溶液A中含有SO。②滤液B先用 HNO3酸化，再滴加 0.001 mol·L－1AgNO3溶液，生成白色沉淀，该沉淀为AgCl，则A中含有Cl－。综上所述，溶液 A 中一定存在H＋、SO和Cl－，A项正确；溶液A中不含CO、HCO，不能确定是否含有Na＋、Mg2＋，B项错误；由于Ag2SO4微溶于水，可溶于酸，步骤②中先用 HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液，只生成AgCl沉淀，C项正确；浅绿色溶液A含有Fe2＋、Cu2＋中的一种或两种，滴加NaOH溶液，根据生成沉淀的颜色及变化，可判断A中是否含有Fe2＋、Cu2＋，D项正确。]
[强化5] (2021·广东佛山质检)某无色溶液中可能含有CrO、NH、SO、Mg2＋、Al3＋、K＋、SO、Cl－、NO中的一种或几种，已知所含离子的物质的量浓度相等。取甲、乙两支试管分别加入1 mL该溶液进行如下实验：
①向甲中加入适量稀盐酸，无明显现象；
②向乙中逐滴滴加NaOH溶液至过量，现象为先有白色沉淀产生，进而产生刺激性气味气体，最后白色沉淀完全溶解。
对于该溶液中的离子成分，下列说法正确的是( )
A．一定含有NH、Al3＋、SO、Cl－、NO
B．一定不含CrO、SO、Mg2＋、NO
C．可能含有Mg2＋、K＋、Cl－、NO
D．一定不含CrO、SO、Mg2＋、SO
A [无色溶液中一定不含有色离子CrO，由①知一定不含SO，由②知一定含NH、Al3＋，一定不含Mg2＋。结合电荷守恒，已知所含离子的物质的量浓度相等，设均为1 mol·L－1，c(NH)＋3c(Al3＋)＝4 mol·L－1，溶液中阴离子一定含SO、Cl－、NO，2c(SO)＋c(Cl－)＋c(NO)＝4 mol·L－1，判断一定不含K＋，溶液中一定含NH、Al3＋、SO、Cl－、NO，一定不含CrO、SO、Mg2＋、K＋。]
角度6 物质的推断
(2020·全国Ⅱ卷)某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的两种组成，进行如下实验：①混合物溶于水，得到澄清透明溶液；②做焰色反应，通过钴玻璃可观察到紫色；③向溶液中加碱，产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为( )
A．KCl、NaCl B．KCl、MgSO4
C．KCl、CaCO3 D．MgSO4、NaCl
B [ 根据实验①，混合物溶于水，得到澄清溶液，说明混合物中无CaCO3，C选项错误；根据实验②，通过钴玻璃观察到焰色显紫色，说明混合物中一定含有KCl，D选项错误；根据实验③，溶液中加碱可以生成白色沉淀，说明混合物中含有MgSO4，A选项错误；故正确答案为B。]
[强化6] (2020.7·浙江选考)黄色固体X，可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的几种或全部。将X与足量的水作用，得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是( )
A．X中含KI，可能含有CuCl2
B．X中含有漂白粉和FeSO4
C．X中含有CuCl2，Y中含有Fe(OH)3
D．用H2SO4酸化溶液Z，若有黄绿色气体放出，说明X中含有CuCl2
C [①Fe2(SO4)3为黄色固体，CuCl2为棕黄色固体，其余为白色固体，故黄色固体X中含有Fe2(SO4)3和CuCl2中的至少一种。②X与足量的水作用，得到深棕色固体Y和无色溶液Z，而KI能够与Fe3＋、Cu2＋发生氧化还原反应生成I2，又知水足量，所以I2不可能在固体Y中，而是能够完全溶解在水中，得到的碘水为黄褐色，与无色溶液Z不符，据此得出X中没有KI。深棕色固体混合物Y中一定有Fe(OH)3和Cu(OH)2，那么一定存在CuCl2，由于FeSO4能够被氧化为Fe3＋，同样能够生成Fe(OH)3沉淀，所以FeSO4、Fe2(SO4)3至少有一种。③Z溶液为碱性，漂白粉溶于水显碱性，FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2溶于水都是显酸性，所以一定有漂白粉。X中一定有CuCl2，一定没有KI，A错误。根据分析，FeSO4和Fe2(SO4)3至少有一种，不一定有FeSO4，B错误。硫酸酸化Z溶液后有Cl2生成，说明发生反应：ClO－＋Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2O，说明X中含有漂白粉，D错误。]
训练(八) 离子共存与离子推断
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
B．能使酚酞变红的溶液中：K＋、NH、Cl－、NO
C．＝10－12 mol·L－1的溶液中：Na＋、Al3＋、Cl－、SO
D．c(HCO)＝0.1 mol·L－1的溶液中：H＋、Mg2＋ 、SO、NO
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和OH－结合生成NH3·H2O而不能大量共存，B项错误；常温下，c(OH－)＝＝10－12 mol·L－1，则该溶液中c(H＋)＝10－2mol/L，溶液呈强酸性，四种离子可以大量共存，C项正确；HCO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、CO、Na＋、K＋
B．＝10－12 的溶液中：NH、Ca2＋、Cl－、NO
C．0.1 mol·L－1 NaAlO2溶液中：HCO、NH、SO、Fe3＋
D．pH＝1的溶液中：Na＋、K＋、Cl－、S2O
A [“84”消毒液的主要成分是NaClO，溶液呈碱性，SiO、CO、Na＋、K＋四种离子不反应，可以大量共存，A项正确；常温下，＝10－12 的溶液中c(OH－)＝0.1 mol·L－1，溶液呈强碱性，NH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，HCO与AlO发生反应生成Al(OH)3和CO而不能大量共存，C项错误；pH＝1的溶液呈强酸性，S2O与H＋发生反应：S2O＋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 mol·L－1的溶液：Na＋、NH、SO、NO
B．c(Fe3＋)＝0.1 mol·L－1的溶液：K＋、Ba2＋、OH－、SCN－
C．c(NO)＝0.1 mol/L的溶液：H＋、K＋、I－、Cl－
D．水电离的c(H＋)＝1×10－13mol/L的溶液：Na＋、Mg2＋、SO、HCO
A [Fe3＋与OH－、SCN－均发生反应而不能大量共存，B项错误；NO、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＋)＝1×10－13mol/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 mol·L－1的溶液中：Fe2＋、Al3＋、Cl－、I－
C．能使酚酞变红的溶液中： K＋、Na＋、SiO、SO
D．＝0.1 mol·L－1的溶液中： NH、Mg2＋、SO、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、SO不发生反应，可以大量共存，C项正确；＝0.1 mol·L－1的溶液中c(H＋)＝0.1 mol·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、SO、SO、Cl－、NO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、SO、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、NO、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、Fe2＋，一定不含NO，其原因是Fe2＋、NO、H＋发生反应：3Fe2＋＋NO＋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；溶液丁中含有Ba2＋、NO、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、SO，一定不含SO、NO，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、K＋、Na＋、Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、CO、NO、Cl－、I－、SO中的4种，且溶液中各离子的物质的量浓度均为0.1 mol/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、Al3＋、SO、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；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；前面加入过量(NH4)2CO3，溶液甲中含有CO，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 。由于溶液A显酸性，含有NO，则A中不含I－。综上所述，溶液A中一定不含CO、Fe2＋、Fe3＋、I－，一定含有H＋、Al3＋、NO且浓度均为0.1 mol·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。]
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 mol·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＋Cl－＋H2O(未配平)，每生成1 mol 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还原。其离子方程式： _____________________
________________________________________________________________________。
(5)某透明溶液仅含Na＋、Fe2＋、Ba2＋、Al3＋、NO、Cl－、SO中的4种离子，且均为1 mol。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1mol K2FeO4转移电子为2mol×(6－3)＝3mol，即转移电子数为3NA。
(4)在酸性条件下，Na2SO3可将Cr2O还原为Cr3＋，SO则被氧化为SO，结合得失电子、电荷及原子守恒写出离子方程式：Cr2O＋3SO＋8H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O。
(5)溶液中加入过量稀硫酸，有气泡产生则发生反应：3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，则溶液中含有Fe2＋、NO；又知“溶液中阴离子种类不变”，则原溶液含有SO，则不含Ba2＋；原溶液中四种离子均为1 mol，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、SO、Na＋。
答案 (1)500 mL容量瓶、胶头滴管
(2) Fe2＋、Fe3＋、H＋
(3)3
(4)Cr2O＋3SO＋8H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O
(5)Na＋、Fe2＋、NO、SO
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