高考化学一轮复习第1章物质及其变化第3讲离子共存、检验与推断学案

这是一份高考化学一轮复习第1章物质及其变化第3讲离子共存、检验与推断学案，共19页。
1．能应用离子反应发生的条件，判断离子能否大量共存。
2．了解常见离子的检验方法，能根据实验现象推断溶液中存在的离子。
3．能利用典型代表物的性质和反应，设计常见物质检验的方案。
考点一 离子共存
1．离子共存的本质
几种离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间不发生任何反应；若离子之间能发生反应，则不能大量共存。
2．离子能否大量共存的判断
(1)细致审题，注意题干中的“关键词”。
①“一定大量共存”还是“可能大量共存”。
②“透明溶液”还是“无色透明溶液”，“透明”不一定无色！常见有颜色的离子有Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、MnO eq \\al(－,4) 等。
③“酸性”“碱性”或其他指定离子。
(2)掌握“四方面”，判断离子能否大量共存。
①因生成沉淀(或微溶性物质)而不能大量共存。
②因生成难电离的物质或气体而不能大量共存。
③强氧化性与强还原性的离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
④易水解的阳离子和阴离子因发生相互促进的水解反应而不能大量共存。
⑤因发生络合反应而不能大量共存，如Fe3＋与SCN－，Ag＋与NH3·H2O等不能大量共存。
一、限制条件下离子能否大量共存的判断
1．下列溶液中，离子一定能大量共存的有__________________________________________________。
①澄清透明的溶液中：Ca2＋、Mg2＋、Br－、Cl－
②常温下，pH＝1的溶液中：K＋、Fe2＋、Cl－、NO eq \\al(－,3)
③使紫色石蕊溶液变红的溶液中：I－、Mg2＋、NO eq \\al(－,3) 、Cl－
④使酚酞溶液变红的溶液中：Na＋、Cl－、SO eq \\al(2－,4) 、Fe3＋
⑤强碱溶液中：Na＋、K＋、[Al(OH)4]－、CO eq \\al(2－,3)
⑥碳酸氢钠溶液中：K＋、SO eq \\al(2－,4) 、Cl－、H＋
⑦含大量Fe3＋的溶液中：NH eq \\al(＋,4) 、Na＋、Cl－、SCN－
⑧加入铝粉有氢气产生的溶液中：K＋、Na＋、CO eq \\al(2－,3) 、SO eq \\al(2－,4)
⑨c(H＋)∶c(OH－)＝1∶10－2的溶液中：K＋、Ba2＋、ClO－、CO eq \\al(2－,3)
⑩由水电离出的c(H＋)＝1×10－13 ml·L－1的溶液中：Na＋、Al3＋、Cl－、NO eq \\al(－,3)
答案：①⑤
二、因发生氧化还原反应而不能大量共存的判断
2．(1)S2－与SO eq \\al(2－,3) ，Cl—与ClO－在碱性条件下________(填“能”或“不能”)大量共存。写出上述两组离子在酸性条件下反应的离子方程式：___________________________________________、
______________________________________________。
(2)判断下列几组离子能否大量共存，不能大量共存的说明理由。
①含有大量Fe3＋的溶液中Na＋、SCN－、Cl－、I－：_____________________________________________________________
_____________________________________________________。
②含有大量NO eq \\al(－,3) 的溶液中H＋、Fe2＋、Cl－、SO eq \\al(2－,4) ：_____________________________________________________________
______________________________________________________。
③向含有Fe2＋、Cl－、Na＋、H＋的溶液中滴入H2O2：_____________________________________________________________
______________________________________________________。
答案：(1)能 2S2－＋SO eq \\al(2－,3) ＋6H＋===3S↓＋3H2O
Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
(2)①不能，Fe3＋与I－发生氧化还原反应，Fe3＋与SCN－发生络合反应
②不能，H＋、Fe2＋、NO eq \\al(－,3) 发生氧化还原反应
③不能，H2O2在酸性条件下氧化Fe2＋，离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
考点二 离子检验与推断
1．常见阳离子的检验方法
(1)根据生成的沉淀检验。
(2)根据生成的气体检验。
(3)根据实验呈现的特殊颜色检验。
2.常见阴离子的检验方法
(1)根据生成的沉淀检验。
(2)根据生成的气体检验。
(3)根据实验呈现的特殊颜色检验。
①OH－滴入酚酞溶液，溶液变 eq \(□,\s\up1(30)) ________滴入紫色石蕊溶液，溶液变 eq \(□,\s\up1(31)) ________
② eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(Br－,I－)) eq \(――→,\s\up7(氯水),\s\d5(CCl4)) 有机层(下层) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(橙红色，表明有\(□,\s\up1(32)) ,紫色，表明有\(□,\s\up1(33)) ))
3．坚持四个原则，突破无机离子推断
[答案自填] eq \(□,\s\up1(1)) 白 eq \(□,\s\up1(2)) 不溶解 eq \(□,\s\up1(3)) 白 eq \(□,\s\up1(4)) 溶解 eq \(□,\s\up1(5)) 白
eq \(□,\s\up1(6)) 灰绿 eq \(□,\s\up1(7)) 红褐 eq \(□,\s\up1(8)) 蓝 eq \(□,\s\up1(9)) 红褐 eq \(□,\s\up1(10)) 蓝 eq \(□,\s\up1(11)) 蓝 eq \(□,\s\up1(12)) 红
eq \(□,\s\up1(13)) 黄 eq \(□,\s\up1(14)) 紫 eq \(□,\s\up1(15)) 红 eq \(□,\s\up1(16)) 紫 eq \(□,\s\up1(17)) 红 eq \(□,\s\up1(18)) 白 eq \(□,\s\up1(19)) 淡黄 eq \(□,\s\up1(20)) 黄 eq \(□,\s\up1(21)) 无明显 eq \(□,\s\up1(22)) 白 eq \(□,\s\up1(23)) 白 eq \(□,\s\up1(24)) 溶解 eq \(□,\s\up1(25)) 无色无味 eq \(□,\s\up1(26)) 无色无味 eq \(□,\s\up1(27)) 变浑浊 eq \(□,\s\up1(28)) 有刺激性气味 eq \(□,\s\up1(29)) 褪色 eq \(□,\s\up1(30)) 红 eq \(□,\s\up1(31)) 蓝 eq \(□,\s\up1(32)) Br－ eq \(□,\s\up1(33)) I－ eq \(□,\s\up1(34)) 蓝
[易错秒判]
(1)某溶液的焰色试验呈黄色，该溶液中一定有钠元素，不能确定是否有钾元素( )
(2)向无色溶液中加入CCl4无现象，滴加氯水后CCl4层呈紫色，该无色溶液中一定存在I－( )
(3)向某溶液中加入Ca(OH)2溶液，有白色沉淀生成，该溶液中一定存在CO eq \\al(2－,3) ( )
(4)向某溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入稀盐酸，沉淀不消失，该溶液中一定存在SO eq \\al(2－,4) ( )
(5)向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液中一定存在SO eq \\al(2－,4) ( )
(6)向某溶液中加入稀硫酸，产生使品红溶液褪色的无色有刺激性气味的气体，该溶液中一定存在SO eq \\al(2－,3) ( )
答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
[易错提醒]
离子检验中常见干扰离子以及排除措施
(或检验方法)
1．侯德榜将氨碱法制取碳酸钠和合成氨联合起来，将制碱技术发展到新的水平。氨碱法的反应原理为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，过滤所得NaHCO3可用于制纯碱。现对过滤所得滤液进行如下实验，所得结论正确的是( )
A．用铂丝蘸取少量滤液进行焰色试验，观察到火焰呈黄色，说明滤液中含有Na＋
B．取少量滤液于试管中，加热试管，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸未变蓝，说明滤液中不含NH eq \\al(＋,4)
C．取少量滤液，向其中加入足量稀盐酸，再加入硝酸银溶液，观察到有白色沉淀生成，说明滤液中含有Cl－
D．取少量滤液，向其中加入适量澄清石灰水，观察到有白色沉淀生成，说明滤液中含有CO eq \\al(2－,3)
答案：A
2．某溶液仅由NO eq \\al(－,3) 、Cl－、 SO eq \\al(2－,4) 、CO eq \\al(2－,3) 、NH eq \\al(＋,4) 、Fe3＋、Al3＋和K＋中的若干种离子组成，且各离子浓度相等，取适量溶液进行如下实验：①取该溶液加入过量NaOH溶液，加热，产生无色气体；②将①过滤、洗涤、灼烧，得到固体a；③向上述滤液中加足量BaCl2 溶液，产生白色沉淀。
根据以上实验，下列推断错误的是( )
A．根据操作①推断，原溶液中一定存在NH eq \\al(＋,4)
B．操作②得到的固体a为氧化铁
C．原溶液中一定不存在 CO eq \\al(2－,3) 、Al3＋，可能存在K＋
D．原溶液中一定存在NO eq \\al(－,3) 、Cl－、SO eq \\al(2－,4) 、NH eq \\al(＋,4) 、Fe3＋
解析：选C。加入过量的碱并加热产生的气体为NH3，说明原溶液中有NH eq \\al(＋,4) 。由操作②可知，加入过量的碱产生了Fe(OH)3 沉淀，固体a为Fe2O3，溶液中有Fe3＋，CO eq \\al(2－,3) 与Fe3＋会发生相互促进的水解反应不能大量共存，故溶液中不存在CO eq \\al(2－,3) 。由操作③可知，溶液中有SO eq \\al(2－,4) 。溶液中各离子浓度相等，所以一定还有Cl－和NO eq \\al(－,3) ，一定不存在Al3＋和K＋。
3．已知某100 mL溶液中含有的部分离子的浓度大小如表所示：
该溶液呈无色、透明、均一状态，可能还含有Fe3＋、Ba2＋、Mg2＋、SO eq \\al(2－,4) 。为了进一步确认，加入足量BaCl2溶液，生成23.3 g白色沉淀，再加稀盐酸，沉淀不消失。下列对原溶液说法错误的是( )
A．肯定不存在Fe3＋、Ba2＋
B．Mg2＋的物质的量浓度为0.5 ml·L－1
C．加入足量Ba(OH)2溶液，反应的离子方程式为2Ba2＋＋2OH－＋Mg2＋＋2SO eq \\al(2－,4) ===Mg(OH)2↓＋2BaSO4↓
D．加入少量Na2CO3溶液，反应的离子方程式为CO eq \\al(2－,3) ＋2H＋===CO2↑＋H2O
解析：选C。该溶液呈无色，说明不含Fe3＋，加入足量BaCl2溶液，生成23.3 g白色沉淀，再加稀盐酸，沉淀不消失，说明一定含有SO eq \\al(2－,4) ，一定不含Ba2＋，白色沉淀为硫酸钡，且物质的量为0.1 ml，故SO eq \\al(2－,4) 物质的量为0.1 ml，物质的量浓度为1.0 ml·L－1，又因为该溶液中含有Na＋ 、H＋、Cl－，浓度依次为1.0 ml·L－1、3.0 ml·L－1、3.0 ml·L－1，根据电荷守恒可知，一定含有Mg2＋，且物质的量浓度为0.5 ml·L－1。由于该溶液中含有H＋，因此加入Ba(OH)2溶液会生成H2O，故C错误。
1．(2023·新高考辽宁卷)下列鉴别或检验不能达到实验目的的是( )
A．用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
B．用KSCN溶液检验FeSO4是否变质
C．用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化
D．加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛
解析：选A。石灰水与Na2CO3和NaHCO3都能反应产生CaCO3白色沉淀，无法鉴别，A项符合题意；FeSO4溶液变质有Fe3＋生成，KSCN与Fe3＋会形成红色物质，故可用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质，B项不符合题意；Na2SO3被氧化得到Na2SO4，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，可以排除SO eq \\al(2－,3) 的干扰，若产生白色沉淀，则Na2SO3被氧化，C项不符合题意；加热条件下银氨溶液能与乙醛反应产生单质银，而与乙醇不反应，可以检验乙醇中是否混有乙醛，D项不符合题意。
2．(2023·新高考山东卷)鉴别浓度均为0.1 ml·L－1的NaClO、Ba(OH)2、Al2(SO4)3三种溶液，仅用下列一种方法不可行的是( )
A．测定溶液pH
B．滴加酚酞试剂
C．滴加0.1 ml·L－1 KI溶液
D．滴加饱和Na2CO3溶液
答案：C
3．(2022·新高考重庆卷)下列操作中，不会影响溶液中K＋、Al3＋、Fe3＋、Ba2＋、Cl－、NO eq \\al(－,3) 等离子大量共存的是( )
A．加入ZnSO4 B．加入Fe粉
C．通入NH3 D．通入CO2
解析：选D。A.加入硫酸锌，硫酸根离子与钡离子反应生成BaSO4沉淀，故A不符合题意；B.加入铁粉，铁离子与铁反应生成亚铁离子，故B不符合题意；C.通入氨，铝离子、铁离子与氨水反应生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀，故C不符合题意；D.通入二氧化碳，二氧化碳与溶液中的离子均不发生反应，故D符合题意。
4．(2022·新高考湖北卷)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
A．在0.1 ml·L－1氨水中：Ag＋、Cu2＋、NO eq \\al(－,3) 、SO eq \\al(2－,3)
B．在0.1 ml·L－1氯化钠溶液中：Fe3＋、I－、Ba2＋、HCO eq \\al(－,3)
C．在0.1 ml·L－1醋酸溶液中：SO eq \\al(2－,4) 、NH eq \\al(＋,4) 、Br－、H＋
D．在0.1 ml·L－1硝酸银溶液中：K＋、Cl－、Na＋、CO eq \\al(2－,3)
解析：选C。A.氨水呈碱性，会与Ag＋、Cu2＋反应，不能大量共存；B.Fe3＋会与I－发生氧化还原反应，与HCO eq \\al(－,3) 发生相互促进的水解反应，不能大量共存；C.醋酸呈酸性，在醋酸溶液中SO eq \\al(2－,4) 、NH eq \\al(＋,4) 、Br－、H＋均不会发生反应，能大量共存；D.硝酸银溶液中的Ag＋会与Cl－、CO eq \\al(2－,3) 反应生成沉淀，不能大量共存。
课时跟踪练
[基础巩固]
1．(2024·汕头统考)离子鉴别能让我们感受微观世界的神奇。下列在透明溶液中能大量共存的离子组是( )
A．Cu2＋、SO eq \\al(2－,4) 、Na＋、NO eq \\al(－,3)
B．MnO eq \\al(－,4) 、Cl－、H＋、I－
C．Al3＋、S2－、NH eq \\al(＋,4) 、CO eq \\al(2－,3)
D．Fe3＋、SCN－、K＋、ClO－
解析：选A。A.该组离子彼此之间不发生反应，能大量共存；B.酸性条件下，MnO eq \\al(－,4) 与Cl－、I－能发生氧化还原反应，不能大量共存；C.Al3＋与S2－和CO eq \\al(2－,3) 均能发生相互促进的水解反应，不能大量共存；D.Fe3＋与SCN－能反应生成络合物Fe(SCN)3，不能大量共存。
2．(2024·广州大学附中周测)下列离子组在无色溶液中能大量共存，加入(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体后，仍能大量共存的是( )
A．Na＋、H＋、Cl－、NO eq \\al(－,3) B．K＋、Ba2＋、OH－、I－
C．Cu2＋、Na＋、Br－、Cl－ D．Na＋、K＋、Cl－、SO eq \\al(2－,4)
答案：D
3．符合下图所示条件的离子组是( )
A．Ba2＋、Mg2＋、NO eq \\al(－,3) 、CO eq \\al(2－,3)
B．H＋、Ba2＋、Al3＋、Cl－
C．K＋、Ba2＋、Cl－、HCO eq \\al(－,3)
D．NH eq \\al(＋,4) 、Ba2＋、Fe2＋、Cl－
解析：选C。A项，离子不能大量共存，不符合题意；B项，加入少量稀硫酸时生成BaSO4白色沉淀，但加入过量NaOH溶液时无白色沉淀产生，不符合题意；C项，加入少量稀硫酸时生成BaSO4白色沉淀，加入过量NaOH溶液时生成BaCO3白色沉淀，符合题意；D项，加入少量稀硫酸时生成BaSO4白色沉淀，但加入过量NaOH溶液时生成Fe(OH)2白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，不符合题意。
4．(2024·广州执信中学高三开学考试)常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．酸性溶液中：Fe3＋、Cl－、K＋、S2－
B．某无色溶液中：Al3＋、Na＋、[Al(OH)4]－、SO eq \\al(2－,4)
C．某工业废水中：Ag＋、NH eq \\al(＋,4) 、NO eq \\al(－,3) 、Pb2＋
D．新制氯水中：Na＋、CO eq \\al(2－,3) 、SO eq \\al(2－,3) 、NH eq \\al(＋,4)
解析：选C。A.酸性溶液中H＋和S2－结合生成H2S，且Fe3＋能与S2－发生氧化还原反应，不能大量共存；B.Al3＋和[Al(OH)4]－ 发生相互促进的水解反应，不能大量共存；D.新制氯水中的H＋与CO eq \\al(2－,3) 反应生成二氧化碳和水，次氯酸能与SO eq \\al(2－,3) 发生氧化还原反应，不能大量共存。
5．某溶液中只可能含有K＋、Al3＋、Br－、OH－、CO eq \\al(2－,3) 、SO eq \\al(2－,3) 中的一种或几种。取样，滴加足量氯水，有气泡产生，溶液变为橙色；向橙色溶液中加BaCl2溶液无明显现象。为确定该溶液的组成，还需检验的离子是( )
A．Br－ B．OH－
C．K＋ D．Al3＋
解析：选B。取样，滴加足量氯水，有气泡产生，溶液变为橙色，说明原溶液中一定含有CO eq \\al(2－,3) 、Br－，则Al3＋一定不存在；向橙色溶液中加BaCl2溶液无明显现象，说明原溶液中一定不含SO eq \\al(2－,3) ；由电荷守恒可知，一定含阳离子K＋，不能确定是否含OH－，故还需要检验的离子是OH－。
6．下列离子在未知溶液中的检验方法正确的是( )
答案：D
7．某待测溶液中除含有水电离出的H＋、OH－之外，还可能含有等物质的量的K＋、Na＋、Fe2＋、Fe3＋、SO eq \\al(2－,3) 、SO eq \\al(2－,4) 中的几种离子。根据如图实验步骤与现象，推测不合理的是( )
A．原溶液中一定没有Fe3＋、Fe2＋
B．原溶液中可能同时存在SO eq \\al(2－,3) 、SO eq \\al(2－,4)
C．无色气体a为NO
D．蘸取该待测溶液做焰色试验，透过蓝色钴玻璃一定能观察到紫色火焰
解析：选B。加入稀硝酸后，得到无色气体和无色溶液，说明原溶液中一定存在还原性离子且没有有色离子，由此可知一定存在SO eq \\al(2－,3) ，一定不存在Fe3＋、Fe2＋；根据电荷守恒可知，溶液中存在K＋、Na＋，肯定不存在SO eq \\al(2－,4) 。
8．某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；②另取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。该白色粉末可能为( )
A．NaHCO3、Al(OH)3 B．AgCl、NaHCO3
C．Na2SO3、BaCO3 D．Na2CO3、CuSO4
解析：选C。NaHCO3、Al(OH)3中加入足量稀硫酸有气泡产生，生成硫酸钠、硫酸铝、二氧化碳和水，最终无固体存在，A项错误；AgCl不溶于酸，固体不能全部溶解，B项错误；亚硫酸钠和碳酸钡中加入足量水，碳酸钡不溶于水，加入稀盐酸，碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水，固体全部溶解，另取少量样品加入足量稀硫酸，稀硫酸和碳酸钡反应生成硫酸钡沉淀、二氧化碳和水，C项正确；Na2CO3、CuSO4中加入足量稀硫酸，振荡后无固体存在，D项错误。
9．现有四种溶液m、n、p、q，分别含阳离子NH eq \\al(＋,4) 、Na＋、Ba2＋、Al3＋和阴离子OH－、SO eq \\al(2－,4) 、HCO eq \\al(－,3) 、NO eq \\al(－,3) 中的各一种，为了确定组成，进行了以下实验：将四种溶液两两混合，发现m、n能剧烈反应，产生白色沉淀和无色气体，p、q能反应产生无色有刺激性气味的气体，p与m、n反应均有沉淀产生，且向m中逐滴滴入p时，沉淀先增多，后减少但不会完全消失。回答下列问题。
(1)p是__________________________(填化学式，下同)，q是____________________。
(2)写出向m中逐滴滴入p，沉淀减少时发生反应的离子方程式：_________________________________________________________。
(3)实验室检验q中阳离子需要的试剂和试纸是_____________________________________________________________
________________________________________________________。
解析：由向m中逐滴滴入p时，沉淀先增多，后减少但不会完全消失可知，在现有离子中，能满足先沉淀后部分溶解现象的一定是向铝盐溶液中逐滴滴入强碱溶液，故m为可溶性铝盐，p为强碱，再结合碱过量，沉淀未完全溶解，说明强碱与铝盐混合，除了有氢氧化铝生成，还有其他沉淀生成，可判断出m为Al2(SO4)3，p为Ba(OH)2，p、q能反应产生无色有刺激性气味的气体，q含NH eq \\al(＋,4) ，m、n能剧烈反应，产生白色沉淀和无色气体，符合Al3＋与HCO eq \\al(－,3) 发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳的现象，n含HCO eq \\al(－,3) ，由于所剩离子仅有Na＋和NO eq \\al(－,3) ，溶液呈电中性，因此q为NH4NO3，n为NaHCO3。
答案：(1)Ba(OH)2 NH4NO3
(2)Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
(3)浓NaOH溶液，湿润的红色石蕊试纸
[素养提升]
10．(2024·东莞光正实验学校月考)对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是( )
解析：选B。A.Al(OH)3不溶于氨水，正确的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋ 3NH eq \\al(＋,4) ，A错误；B.S2O eq \\al(2－,3) 与H＋不能大量共存，发生反应：2H＋＋S2O eq \\al(2－,3) ===S↓＋SO2↑＋H2O，B正确；C.Fe2＋与H2O2发生氧化还原反应，不能大量共存，C错误；D.酸性条件下，MnO eq \\al(－,4) 与I－发生氧化还原反应，不能大量共存，D错误。
11．某无色透明溶液中，可能存在下列离子：H＋、Ba2＋、Fe3＋、Mg2＋、SO eq \\al(2－,4) 、Cl－、HCO eq \\al(－,3) 。现做实验如下：
①取少量原溶液滴加石蕊试液呈红色。②取少量原溶液，加入过量NaOH溶液，有白色沉淀生成。③取少量原溶液，加入过量氯化钡溶液，有白色沉淀生成，静置分层；取静置后的上层清液，加入硝酸银溶液，有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成。
下列说法错误的是( )
A．溶液中一定存在的离子是H＋、Mg2＋、SO eq \\al(2－,4)
B．溶液中一定不存在的离子是HCO eq \\al(－,3) 、Fe3＋、Ba2＋
C．实验②中生成白色沉淀的离子方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
D．根据实验③现象可知，原溶液中一定含有Cl－
解析：选D。溶液无色透明，说明不存在Fe3＋。根据实验①可知，该溶液显酸性，存在大量H＋，所以一定不存在HCO eq \\al(－,3) ；实验②中加入过量NaOH溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中存在Mg2＋，该白色沉淀为氢氧化镁；实验③中加入过量氯化钡溶液，产生白色沉淀，说明溶液中存在SO eq \\al(2－,4) ，所以一定不存在Ba2＋；取静置后的上层清液，加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸，该白色沉淀为氯化银，因加入氯化钡时引入了Cl－，所以不能确定原溶液中是否存在Cl－。A.根据分析可知，溶液中一定存在的离子是H＋、Mg2＋、SO eq \\al(2－,4) ，选项A正确；B.根据分析可知，溶液中一定不存在的离子是HCO eq \\al(－,3) 、Fe3＋、Ba2＋，选项B正确；C.根据分析可知，实验②中生成的白色沉淀为Mg(OH)2，选项C正确；D.根据分析可知，无法确定原溶液中是否存在Cl－，选项D错误。
12．某溶液中只可能含有K＋、NH eq \\al(＋,4) 、Fe2＋、Al3＋、Cl－、SO eq \\al(2－,4) 、CO eq \\al(2－,3) 、[Al(OH)4]－中的若干种离子，离子浓度均为0.1 ml·L－1。某同学进行了如下实验，下列说法正确的是( )
A．原溶液中含有Al3＋、不含[Al(OH)4]－
B．原溶液中含有NH eq \\al(＋,4) 、Fe2＋、Cl－、SO eq \\al(2－,4)
C．沉淀C中含有BaCO3、Al(OH)3
D．滤液X中大量存在的阳离子有NH eq \\al(＋,4) 、Fe2＋和Ba2＋
解析：选B。溶液中加过量稀硫酸无明显现象，说明原溶液中不含CO eq \\al(2－,3) 、[Al(OH)4]－；加过量Ba(NO3)2溶液有气体生成，发生了氧化还原反应，说明原溶液中含有Fe2＋；有沉淀A生成，可知A为BaSO4，因加入了过量稀硫酸，所以不能证明原溶液中是否含SO eq \\al(2－,4) ；滤液X中加过量NaOH溶液有气体生成，气体为氨，沉淀B为Fe(OH)3；向滤液Y中通入少量CO2生成沉淀C，C中一定含有BaCO3，可能含有Al(OH)3，故原溶液中一定含有NH eq \\al(＋,4) ，可能含有Al3＋；再根据电荷守恒可知，原溶液中一定含有SO eq \\al(2－,4) 、Cl－、Fe2＋、NH eq \\al(＋,4) ，不可能含Al3＋和K＋。
13．某固体中可能含有Fe2(SO4)3、FeCl2、PbSO4、NaCl中的一种或者几种，现通过如下实验确定其成分。①取少量该固体，加稀硫酸溶解，得到澄清溶液；②取实验①所得澄清溶液，先加足量稀盐酸酸化，再加BaCl2溶液，产生白色沉淀；③另取少量实验①所得澄清溶液，加入NaOH溶液，产生的沉淀经过滤、洗涤后，向沉淀中加入足量稀盐酸和KSCN溶液，溶液变红；④另取少量实验①所得澄清溶液，做焰色试验，火焰呈黄色。下列说法正确的是( )
A．该固体中Fe2(SO4)3和FeCl2至少有一种
B．该固体中一定没有PbSO4和FeCl2
C．该固体中一定有NaCl和Fe2(SO4)3
D．因为铁元素的干扰，根据实验④无法确定NaCl的存在
解析：选A。根据实验①可以直接确定不存在难溶物PbSO4；实验①使用稀硫酸溶解固体，已经引入了SO eq \\al(2－,4) ，故实验②无法确定Fe2(SO4)3的存在；根据实验③可以确定该固体中存在Fe元素，但无法确定Fe元素来自Fe2(SO4)3还是FeCl2，故只能确定二者之中至少有一种；根据实验④可以确定含有Na元素，即含有NaCl，实验室可用无锈铁丝做焰色试验，说明铁元素不会干扰Na元素的焰色试验。
14．结晶水合物X由4种元素组成。某兴趣小组按如下流程进行实验：
请回答：
(1)组成X的元素除H、O外还有________，X的化学式为____________。
(2)溶液D中属于盐的成分是______________________(用化学式表示)；若溶液C中滴入少量氨水，则首先参与反应的微粒是__________________________________________________。
(3)请写出E →F的化学方程式：___________________________________________________________。
(4)设计实验方案确定溶液H中的阴离子：_____________________________________________________________
_____________________________________________________。
解析：由实验Ⅰ可知，溶液C中加入过量氨水，生成蓝色溶液D，D中含有[Cu(NH3)4]2＋，X中含有铜元素；白色沉淀B为AgCl，n(AgCl)＝ eq \f(5.74 g,143.5 g/ml) ＝0.04 ml，20 mL 1.0 ml/L 盐酸中所含Cl－的物质的量为0.02 ml，故X中所含Cl－的物质的量为0.04 ml－0.02 ml＝0.02 ml，从而得出X中含有CuCl2，其物质的量为0.01 ml。由实验Ⅱ可知，结晶水的质量为1.71 g－1.35 g＝0.36 g，物质的量为 eq \f(0.36 g,18 g/ml) ＝0.02 ml，CuCl2的物质的量为0.01 ml，生成Cl2的物质的量为 eq \f(0.112 L,22.4 L/ml) ＝0.005 ml，故固体G为CuCl。综合实验Ⅰ、Ⅱ可知，X的化学式为CuCl2·2H2O。
答案：(1)Cu、Cl CuCl2·2H2O
(2)NH4NO3、[Ag(NH3)2]NO3、[Cu(NH3)4](NO3)2H＋
(3)2CuCl2 eq \(=====,\s\up7(隔绝空气),\s\d5(高温)) Cl2↑＋2CuCl
(4)取少量H溶液，滴加酚酞，若变红，则含有OH－；另取少量H溶液，加入稀硝酸酸化，再加硝酸银溶液，若有白色沉淀生成，则含有Cl－
离子
不能大量共存的离子
Ba2＋、Ca2＋
SO eq \\al(2－,4) 、CO eq \\al(2－,3) 、SO eq \\al(2－,3) 、SiO eq \\al(2－,3) 、PO eq \\al(3－,4) 等
Ag＋
Cl－、Br－、I－、SO eq \\al(2－,4) 、CO eq \\al(2－,3) 、PO eq \\al(3－,4) 、S2－等
H＋
[Al(OH)4]－、SiO eq \\al(2－,3) 等
S2－
Zn2＋、Fe2＋、Pb2＋、Cu2＋、Ag＋等
CO eq \\al(2－,3)
Ba2＋、Ca2＋、Mg2＋、Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋、Fe2＋、Ag＋等
OH－
Mg2＋、Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Zn2＋等
[Al(OH)4]－
H＋、HCO eq \\al(－,3) 、HSO eq \\al(－,3) 等
离子
不能大量共存的离子
H＋
CO eq \\al(2－,3) 、HCO eq \\al(－,3) 、SO eq \\al(2－,3) 、HSO eq \\al(－,3) 、S2－、HS－等
OH－
NH eq \\al(＋,4) 、HCO eq \\al(－,3) 、HSO eq \\al(－,3) 、HS－等
离子
不能大量共存的离子
MnO eq \\al(－,4) (H＋)
S2－、SO eq \\al(2－,3) 、I－、Fe2＋、Br－、Cl－等
ClO－
S2－、SO eq \\al(2－,3) 、I－、Fe2＋、Br－、Cl－(H＋)等
NO eq \\al(－,3) (H＋)
S2－、SO eq \\al(2－,3) 、I－、Fe2＋等
Fe3＋
S2－、SO eq \\al(2－,3) 、I－等
离子
不能大量共存的离子
Al3＋
CO eq \\al(2－,3) 、HCO eq \\al(－,3) 、S2－、HS－、[Al(OH)4]－、SiO eq \\al(2－,3) 等
Fe3＋
CO eq \\al(2－,3) 、HCO eq \\al(－,3) 、[Al(OH)4]－、SiO eq \\al(2－,3) 等
阳离子
试剂
实验现象(证据)
Mg2＋
NaOH溶液
开始产生 eq \(□,\s\up1(1)) ________色沉淀，NaOH溶液过量时沉淀 eq \(□,\s\up1(2)) __________________________________________________________________________
Al3＋
NaOH溶液
开始产生 eq \(□,\s\up1(3)) ________色沉淀，NaOH溶液过量时沉淀 eq \(□,\s\up1(4)) __________________________________________________________________________
Fe2＋
NaOH溶液
先产生 eq \(□,\s\up1(5)) ____色沉淀，然后迅速变为 eq \(□,\s\up1(6)) ____色，最后变为 eq \(□,\s\up1(7)) ____色
K3[Fe(CN)6]
(铁氰化钾)溶液
产生 eq \(□,\s\up1(8)) ______色沉淀
Fe3＋
NaOH溶液
产生 eq \(□,\s\up1(9)) ______色沉淀
Cu2＋
NaOH溶液
产生 eq \(□,\s\up1(10)) ______色沉淀
阳离子
试剂或方法
实验现象(证据)
NH eq \\al(＋,4)
NaOH浓溶液，加热
产生使湿润的红色石蕊试纸变 eq \(□,\s\up1(11)) ______的气体
阳离子
试剂或方法
实验现象(证据)
H＋
紫色石蕊溶液
溶液变 eq \(□,\s\up1(12)) ________
Na＋
焰色试验
eq \(□,\s\up1(13)) __________色火焰
K＋
焰色试验
eq \(□,\s\up1(14)) ________色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)
Fe3＋
KSCN溶液
溶液呈 eq \(□,\s\up1(15)) ________色
苯酚
溶液呈 eq \(□,\s\up1(16)) ________色
Fe2＋
先加KSCN
溶液再加氯水
加KSCN溶液无明显变化，加氯水后溶液变为 eq \(□,\s\up1(17)) ______________色
阴离子
试剂
实验现象(证据)
Cl－
Br－
I－
AgNO3溶
液和稀硝酸
产生 eq \(□,\s\up1(18)) ______色沉淀→Cl－
产生 eq \(□,\s\up1(19)) ______色沉淀→Br－
产生 eq \(□,\s\up1(20)) ______色沉淀→I－
SO eq \\al(2－,4)
稀盐酸和
BaCl2溶液
先加稀盐酸 eq \(□,\s\up1(21)) ______现象，再加BaCl2溶液产生 eq \(□,\s\up1(22)) ____色沉淀
CO eq \\al(2－,3)
CaCl2溶液
和稀盐酸
先加CaCl2溶液产生 eq \(□,\s\up1(23)) ____色沉淀，再加稀盐酸沉淀 eq \(□,\s\up1(24)) ________，并产生 eq \(□,\s\up1(25)) ____________的气体
阴离子
试剂
实验现象(证据)
CO eq \\al(2－,3) 、
HCO eq \\al(－,3)
稀盐酸和澄清石灰水
加稀盐酸产生 eq \(□,\s\up1(26)) ____________的气体，且该气体能使澄清石灰水 eq \(□,\s\up1(27)) ____________
SO eq \\al(2－,3) 、
HSO eq \\al(－,3)
稀硫酸和品红溶液
加稀硫酸产生 eq \(□,\s\up1(28)) __________的气体，且该气体能使品红溶液 eq \(□,\s\up1(29)) ________，加热后又恢复红色
待检离子
干扰离子
排除措施(或检验方法)
Cl－
SO eq \\al(2－,4)
加过量的Ba(NO3)2溶液
CO eq \\al(2－,3)
加稀硝酸酸化
OH－
SO eq \\al(2－,4)
CO eq \\al(2－,3)
加稀盐酸酸化
SO eq \\al(2－,3)
SO eq \\al(2－,3)
CO eq \\al(2－,3)
加稀盐酸后将产生的气体通入品红溶液中
CO eq \\al(2－,3)
SO eq \\al(2－,3)
加稀硝酸后将产生的气体通入澄清石灰水中
离子
Na＋
H＋
Cl－
浓度/(ml·L－1)
1.0
3.0
3.0
选项
离子
检验方法
A
CO eq \\al(2－,3)
取少量溶液于试管中，加入足量盐酸，将生成的无色无味的气体通入澄清石灰水中，观察溶液是否变浑浊
B
SO eq \\al(2－,4)
取少量溶液于试管中，先加入稀硝酸酸化，再滴加氯化钡溶液，观察是否有白色沉淀生成
C
Fe2＋
取少量溶液于试管中，加入酸性高锰酸钾溶液，观察溶液紫色是否褪去
D
I－
取少量溶液于试管中，加入新制氯水，再加入淀粉溶液，观察溶液是否变蓝
选项
粒子组
判断和分析
A
Na＋、Al3＋、Cl－、NH3·H2O
不能大量共存，因发生反应：Al3＋＋4NH3·H2O===[Al(OH)4]－＋ 4NH eq \\al(＋,4)
B
H＋、K＋、S2O eq \\al(2－,3) 、SO eq \\al(2－,4)
不能大量共存，因发生反应：2H＋＋S2O eq \\al(2－,3) ===S↓＋SO2↑＋H2O
C
Na＋、Fe2＋、SO eq \\al(2－,4) 、H2O2
能大量共存，粒子间不反应
D
H＋、Na＋、I－、MnO eq \\al(－,4)
能大量共存，粒子间不反应