2021届高考化学一轮热点强化训练：离子共存 离子的检验和推断【 解析】

1 离子共存 离子的检验和推断 1．下列离子或分子在溶液中能大量共存，通入 CO2 后仍能大量 共存的一组是(　　) A．K＋、Ca2＋、Cl－、NO－3 B．K＋、Na＋、Br－、SiO2－3 C．H＋、Fe2＋、SO2－4 、Cl2 D．K＋、Ag＋、NH3·H2O、NO－3 解析：本题是有条件的离子共存问题，必须同时满足两个条件才 符合题意。 选项 具体分析 结论 A 各成分彼此不发生反应，且通入 CO2 后仍能大量 共存。 正确 B 本组离子能大量共存，通入 CO2 后发生反应 SiO 2－3 ＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO 2－3 不能大量共存。 错误 C 由于反应 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－故不能大 量共存。 错误 D 由于 Ag＋和 NH3·H2O 发生络合反应而不能大量 共存。 错误2 答案：A 2、某溶液可能含有 Cl－、SO2－4 、CO2－3 、NH＋4 、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 4.66g 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．SO2－4 、NH ＋4 一定存在，Cl－可能不存在 D．CO2－3 、Al3＋一定不存在，K＋可能存在 解析：加入足量 NaOH 溶液加热，得到 0.02 mol 气体说明含有 0.02 mol NH＋4 ；得到红褐色沉淀说明含有 Fe3＋，则不能含有 CO2－3 (CO 2－3 与 Fe3＋发生双水解，不能共存)；由灼烧后得到 1.6g 固体[红褐色 沉淀 Fe(OH)3 受热分解后得到的 Fe2O3]可知溶液中含有 0.02 mol Fe3 ＋；由于加入 BaCl2 得到 4.66 g 不溶于盐酸的沉淀可知溶液中含有 0.02 mol SO2－4 ，Al3＋、K＋是否存在无法判定，利用“电荷守恒”可 知溶液中必含有 Cl－，若溶液中不含 Al3＋、K＋时，溶液中含有 0.04 mol Cl－，若溶液中含 Al3＋、K＋时，溶液中含有 Cl－的物质的量一定 大于 0.04 mol，结合溶液体积(100 mL)可知原溶液中一定存在 Cl－， 且 c(Cl－)≥0.4 mol/L，由上述分析知，正确选项为 B。 答案：B 3、下列各组微粒能大量共存，当加入相应试剂后会发生化学变 化，且发生反应的离子方程式书写正确的是(　　)3 选项 微粒组 所加试剂 离子方程式 A NH＋4 、Mg2＋、 SO2－4 少量 Ba(OH)2 溶液 NH＋4 ＋ SO2－4 ＋ Ba2 ＋ ＋ OH － ===BaSO4↓＋NH3·H2O B Mg2＋、HCO－3 、 Cl－ 过量 NaOH 溶液 Mg2 ＋ ＋ 2HCO－3 ＋ 4OH － ===Mg(OH)2↓＋2CO2－3 ＋2H2O C Fe2＋、NO－3 、 Cl－ NaHSO4 溶液 3Fe2 ＋＋4H ＋＋NO－3 ===3Fe3 ＋ ＋NO↑＋2H2O D K＋、CO2－3 、 NH3·H2O 通入过量 CO2 NH3·H2O＋CO2===NH＋4 ＋HCO－3 解析：加入少量 Ba(OH)2 溶液时，氢氧化钡先和 Mg2＋、SO 2－4 反 应，生成硫酸钡、氢氧化镁，反应的离子方程式为 Mg2＋＋SO2－4 ＋Ba2＋ ＋2OH－===BaSO4↓＋Mg(OH)2↓，A 错误；过量的 NaOH 溶液和 Mg2＋、 HCO －3 均能发生反应，分别生成氢氧化镁、碳酸钠，但原溶液中 Mg2＋ 和 HCO －3 的个数比不能确定，故该反应的离子方程式不能确定，题给 离子方程式应为 Mg(HCO3)2 与过量 NaOH 溶液反应的离子方程式，B 错 误；NaHSO4 溶液显酸性，酸性溶液中 Fe2＋和 NO －3 发生氧化还原反应， C 正确；过量二氧化碳和一水合氨、碳酸根离子反应，最终生成 NH ＋4 和 HCO－3 ，该反应的离子方程式为 NH3·H2O＋2CO2＋CO2－3 ＋H2O===NH＋4 ＋3HCO－3 ，D 错误。 答案：C4 4、向 FeCl3、Al2(SO4)3 的混合溶液中逐滴加入 Ba(OH)2(aq)，形 成沉淀的情况如图所示。沉淀生成与溶解时溶液的 pH 列于下表(已知： 偏铝酸钡易溶于水)。 以下推断正确的是(　　) 溶液 pH 氢氧化物 开始沉淀 沉淀完全 沉淀开始溶 解 沉淀完 全溶解 Fe(OH)3 2.3 3.4 － － Al(OH)3 3.3 5.2 7.8 12.8 A.OA 段产生的沉淀为 BaSO4 和 Fe(OH)3 B．原溶液中 c(Cl－)＝c(SO2－4 ) C ． AB 段 可 能 发 生 的 反 应 是 2SO2－4 ＋ 2Ba2 ＋ ＋ Al3 ＋ ＋ 3OH － ===2BaSO4↓＋Al(OH)3↓ D．C 点溶液呈碱性的原因是 AlO －2 水解，其离子方程式为 AlO－2 ＋ 2H2O===Al(OH)3＋OH－ 解析：Al2(SO4)3、FeCl3 与 Ba(OH)2 溶液反应的离子方程式如下： Ba2 ＋ ＋SO 2－4 ===BaSO4 ↓，Fe 3 ＋ ＋3OH － ===Fe(OH)3 ↓，Al 3 ＋ ＋3OH － ===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO－2 ＋2H2O，由 BC 段变化可知，有5 2 mol Al(OH)3 溶解，由 Al2(SO4)3 的化学式可知，n(SO2－4 )＝3 mol， 则 OA 段生成的 n(BaSO4)＝3 mol，OA 段提供的 n(OH－)＝6 mol，由表 中数据可知 Fe3＋先沉淀，且 Al(OH)3 溶解后还剩余 4 mol 沉淀，则 n[Fe(OH)3]＝1 mol，由 FeCl3 的化学式可知，n(Cl－)＝3 mol，故 OA 段产生的沉淀有 3 mol BaSO4、1 mol Fe(OH)3、1 mol Al(OH)3，A 错 误，B 正确。由上述分析可知， AB 段发生的反应是 Al3 ＋＋3OH － ===Al(OH)3↓，故 C 错误。C 点溶液呈碱性的原因是 AlO －2 水解，其 离子方程式为 AlO－2 ＋2H2O Al(OH)3＋OH－，故 D 错误。 答案：B 5、下列根据实验事实得出的结论，正确的是 ( ) A．试液 ― ― ― ― ― ― →KSCN溶液 颜色无变化 ― ― →Cl2 溶液变为红 色，证明试液中含有 Fe2＋ B．试液 ― ― ― ― ― ― →AgNO3溶液 产生白色沉淀，证明试液中含有 Cl － C．试液 ― ― ― ― ― ― →石蕊溶液 溶液呈蓝色，证明试液一定是碱 溶液 D．混合气体 ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ―→通过澄清石灰水 石灰水变浑浊， 证明混合气体中一定含有二氧化碳 解析：加入 AgNO3 溶液产生的白色沉淀不一定是 AgCl，不溶于稀 硝酸的才是 AgCl；石蕊溶液变蓝色说明溶液呈碱性，但不一定是碱6 溶液；能使澄清石灰水变浑浊的气体除 CO2 外，还有 SO2。 答案：A 6、常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是( ) A．使 pH 试纸变蓝色的溶液中：K＋、Al3＋、NO－3 、SO2－4 B. Kw cH＋＝1×10－12 mol·L－1 的溶液中：NH＋4 、Cu2＋、Cl－、SO 2－4 C．有较多 Fe3＋的溶液中：Na＋、SCN－、K＋、Na＋、CO2－3 D．与 Al 反应能放出 H2 的溶液中：Fe2＋、K＋、NO－3 、Cl－ 解析：使 pH 试纸变蓝色的溶液是碱性溶液，在碱性溶液中，OH －、Al3＋会发生反应形成 Al(OH)3 沉淀，不能大量共存，A 错误；室 温下， Kw cH＋＝1×10－12mol·L－1 的溶液是酸性溶液，此时溶液中 的离子不发生反应，可以大量共存，B 正确；Fe3＋、SCN－会发生络合 反应，形成 Fe(SCN)3 络合物，且 Fe3＋、CO 2－3 发生互相促进的水解反 应，不能大量共存，C 错误；与 Al 反应能放出 H2 的溶液可能是酸性 溶液，也可能是碱性溶液，在酸性溶液中，H＋、Fe2＋、NO －3 会发生氧 化还原反应，不能大量共存，在碱性溶液中，OH－、Fe2＋会发生反应 生成 Fe(OH)2 沉淀，不能大量共存，D 错误。 答案：B 7、25℃时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( ) A．0.1 mol·L－1Ca(NO3)2 溶液中：Na＋、NH＋4 、CO2－3 、CH3COO－ B．能使甲基橙变红的溶液中：K＋、Na＋、NO－3 、Cl－7 C．3% H2O2 溶液中：Fe2＋、H＋、SO2－4 、Cl－ D．0.1 mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液中：Fe2＋、NH＋4 、Br－、SO2－4 解析：A 项，Ca2＋与 CO 2－3 生成 CaCO3 沉淀而不能大量共存；C 项， H2O2 能氧化 Fe2＋而不能大量共存；D 项，Fe2＋与[Fe(CN)6]3－形成蓝 色沉淀而不能大量共存。 答案：B 8、常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是( ) A．使酚酞变红色的溶液中：Na＋、Al3＋、SO2－4 、Cl－ B. Kw cH＋＝1×10－13 mol·L－1 的溶液中：NH＋4 、Ca2＋、Cl－、NO －3 C．与 Al 反应能放出 H2 的溶液中：Fe2＋、K＋、NO－3 、SO2－4 D．水电离的 c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1 的溶液中：K＋、Na＋、 AlO－2 、CO2－3 解析：A 项，使酚酞变红色的溶液显碱性，而 Al3＋在碱性条件下 不能大量存在，错误；B 项，溶液的 pH＝1，各离子之间不发生反应， 可以大量共存，正确；C 项，与铝反应放出氢气的溶液可能显酸性也 可能显碱性，若溶液显碱性，亚铁离子不能大量存在，若溶液显酸性， Fe2＋和 NO －3 不能大量共存，错 误；D 项，该溶液可能显酸性也可能显碱性，如果显酸性，AlO－2 和 CO 2－3 不能大量存在，错误。 答案：B 9、在水溶液中能大量共存的一组离子是(　　)8 A．Fe2＋、Al3＋、ClO－、Cl－ B．K＋、Cu2＋、OH－、NO－3 C．NH＋4 、Na＋、Br－、SO2－4 D．Mg2＋、H＋、SiO2－3 、SO2－4 解析：C 项，因为本组离子之间没有发生任何反应，所以 C 正确， 符合题意；A 项中 ClO－具有强氧化性，Fe2＋具有还原性，两者之间 会发生氧化还原反应，因而不能大量共存；B 项中 Cu2＋和 OH－反应生 成 Cu(OH)2 沉淀，所以不能大量共存；D 项中 H＋和 SiO 2－3 反应生成弱 酸 H2SiO3，不溶于水，所以不能大量共存。 答案：C 10、下列各组离子中，因发生氧化还原反应而不能大量共存的是( ) A．H＋、SO2－4 、Cl－、OH－ B．H＋、Fe2＋、SO2－4 、NO－3 C．Na＋、OH－、SO2－4 、H2PO－4 D．Ba2＋、Na＋、S2－、SO2－4 解析：A 项中 H＋与 OH－因生成弱电解质水而不能大量共存；C 项 中 OH－与 H2PO －4 反应生成 HPO 2－4 或 PO 3－4 而不能大量共存；D 项中 Ba2 ＋与 SO 2－4 因生成 BaSO4 沉淀而不能大量共存；B 项中，在酸性条件下， NO －3 具有强氧化性，会将 Fe2＋氧化而不能大量共存，B 项符合题意。 答案：B 11、某溶液中可能存在 Br－、CO2－3 、SO2－3 、Al3＋、I－、Mg2＋、Na ＋ 7 种离子中的某几种。现取该溶液进行实验，得到如下现象：①向9 溶液中滴加足量氯水后，溶液变橙色，且有无色气泡冒出；②向所得 橙色溶液中加入足量 BaCl2 溶液，无沉淀生成；③向②所得溶液中继 续滴加淀粉溶液，溶液不变蓝色。已知：5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋ 2HIO3。 据此可以判断：该溶液肯定不存在的离子组是(　　) A．Al3＋、Mg2＋、SO2－3 B．Mg2＋、CO2－3 、I－ C．Al3＋、SO2－3 、I－ D．Al3＋、Br－、SO2－3 解析：根据①可判断溶液中有 Br－和 CO2－3 ,根据离子共存原则, 不存在 Al3＋、Mg2＋；根据②可判断溶液中无 SO2－3 ；根据③不能确定 是否含有 I－，因为在①中氯水可能把 I－氧化成 IO－3 ，致使溶液不变 蓝色。 答案：A 12、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： 操作 现象 结论10 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 ＋ 【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，如有蓝色沉淀出现， 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 13．5 种固体物质 A、B、C、D、E 由表中不同的阴阳离子组成， 它们均易溶于水。 阳离子 Na＋ Al3＋ Fe3＋ Cu2＋ Ba2＋ 阴离子 OH－ Cl－ CO2－3 NO－3 SO2－4 分别取它们的水溶液进行实验，结果如下： ①A 溶液与 C 溶液混合后产生蓝色沉淀，向该沉淀中加入足量稀 HNO3，沉淀部分溶解，剩余白色固体； ②B 溶液与 E 溶液混合后产生红褐色沉淀，同时产生大量气体； ③少量 C 溶液与 D 溶液混合后产生白色沉淀，过量 C 溶液与 D 溶 液混合后无现象； ④B 溶液与 D 溶液混合后无现象；11 ⑤将 38.4 g Cu 片投入装有足量 D 溶液的试管中，Cu 片不溶解， 再滴加 1.6 mol·L－1 H2SO4，Cu 片逐渐溶解，管口附近有红棕色气体 出现。 (1) 据 此 推 断 A 、 B 、 C 、 D 、 E 的 化 学 式 ： A__________ ； B____________；C____________；D____________；E____________。 (2)写出步骤②中发生反应的离子方程式： _________________。 (3)写出步骤⑤中发生反应的离子方程式： __________。 若要将 Cu 片完全溶解，至少加入稀 H2SO4 的体积是______mL。 解析：本题主要考查离子反应。①蓝色沉淀是氢氧化铜，白色固 体是硫酸钡，据此判断 A 和 C 是硫酸铜和氢氧化钡；②在剩余阳离子 中只有 Na＋可以与 CO 2－3 结合，红褐色沉淀是氢氧化铁，气体是二氧 化碳，B 和 E 中一种是碳酸钠，另一种物质是铁盐；③说明 C 是氢氧 化钡，D 是铝盐，相应地 A 是硫酸铜；④说明 B 是铁盐，E 是碳酸钠；⑤ 说明 D 是硝酸铝，相应地 B 是氯化铁。(1)A、B、C、D、E 的化学式 分别为 CuSO4、FeCl3、Ba(OH)2、Al(NO3)3、Na2CO3。(2)步骤②中 Fe3 ＋与 CO 2－3 相互促进水解至水解完全，发生反应的离子方程式：2Fe3＋ ＋3CO2－3 ＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3CO2↑。(3)步骤⑤中稀硝酸与铜发生 反应，反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO－3 ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 38.4 g Cu 的物质的量为 0.6 mol，消耗 1.6 mol H＋，需要 0.8 mol H2SO4，因此，若要将 Cu 片完全溶解，至少加入稀 H2SO4 的体积是 0.8 mol 1.6 mol·L－1＝0.5 L＝500 mL。 答案：(1)CuSO4　FeCl3　Ba(OH)2　Al(NO3)3　Na2CO3 (2)2Fe3＋＋3CO2－3 ＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3CO2↑12 (3)3Cu＋8H＋＋2NO－3 ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　500 14．某无色溶液，其中可能存在的离子有：Na＋、Ag＋、Ba2＋、Fe3 ＋、Al3＋、AlO－2 、S2－、SO2－3 、CO2－3 、SO2－4 。现取该溶液进行实验， 实验结果如图： 请回答下列问题： (1)生成沉淀甲的离子方程式为______________。 (2)由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式为________。 (3)已知气体甲由两种氧化物组成(不包括水蒸气和 HBr)，请你 设计实验逐一鉴别这两种成分，将所需试剂以及现象填入表格。 步骤 实验目的 试剂 现象 1 2 3 检验 CO2 澄清石灰水 溶液变浑浊 (4)综上所述，该溶液肯定存在的离子有___________。 (5)针对溶液中可能存在的离子，用实验证明是否存在的方法是 _____________________________________________________。 解析：无色溶液则一定不存在 Fe3＋，与过量 HBr 反应生成气体 甲和淡黄色沉淀甲，沉淀若是 AgBr，则不存在 S2－、CO2－3 、SO2－3 ，就13 不可能生成气体甲，所以淡黄色沉淀为单质硫，是 S2－与 SO2－3 、H＋ 反应生成的，溶液中一定存在 S2－和 SO2－3 ，一定不存在 Ag＋、Ba2＋、Al3 ＋，根据电荷守恒 Na＋一定存在；溶液甲中含有过量的 HBr，与过量 的 NH4HCO3 反应生成的气体乙为 CO2，白色沉淀只能为 Al(OH)3，说明 原溶液中一定含有 AlO－2 ；溶液乙与过量 Ba(OH)2 溶液反应生成的气 体丙为 NH3，白色沉淀为 BaCO3 或 BaSO4,所以溶液中一定存在的离子 有 Na＋、S2－、SO2－3 、AlO－2 ； 一定不存在的离子为 Ag＋、Fe3＋、Ba2 ＋、Al3＋；可能存在的离子为 CO2－3 、SO2－4 。(3)已知气体甲由两种氧 化物组成(不包括水蒸气和 HBr)，说明溶液中还含有 CO2－3 ，综上可知， 溶液中一定含有 AlO－2 、S2－、CO2－3 、SO2－3 、Na＋。(5)BaSO4 不溶于盐 酸，BaCO3 溶于盐酸，所以可用盐酸检验是否含有 SO2－4 。 答案：(1)2S2－＋SO2－3 ＋6H＋===3S↓＋3H2O (2)Al3＋＋3HCO－3 ===Al(OH)3↓＋3CO2↑ (3)检验 SO2　品红溶液　红色褪去　除尽 SO2　酸性高锰酸钾 溶液　溶液紫色变浅 (4)AlO－2 、S2－、CO2－3 、SO2－3 、Na＋ (5)取沉淀丙加入足量的稀盐酸，若沉淀不完全溶解，则原溶液 中含有 SO2－4 ；若沉淀完全溶解，则没有 SO2－4 15.某钠盐溶液可能含有阴离子 NO－3 、CO2－3 、SO2－3 、SO2－4 、Cl－、 Br－、I－，为鉴定这些离子，分别取少量溶液进行以下实验： ①测得混合液呈碱性； ②加 HCl 后，生成无色无味气体。该气体能使澄清石灰水变浑浊； ③加 CCl4，滴加少量氯水，振荡后，CCl4 层未变色；14 ④加 BaCl2 溶液产生白色沉淀，分离，在沉淀中加入足量盐酸， 沉淀不能完全溶解； ⑤加 HNO3 酸化后，再加过量 AgNO3，溶液中析出白色沉淀。 (1)分析上述 5 个实验，写出每一实验鉴定离子的结论与原因。 ①__________________________________________； ②__________________________________________； ③____________________________________； ④________________________________________； ⑤________________________________________； (2)上述 5 个实验不能确定是否存在的离子是______________。 解析：(1)①测得混合液呈碱性而 CO 2－3 和 SO 2－3 水解显碱性，在 碱性环境下可能存在；②CO 2－3 和 SO 2－3 均能和强酸反应生成气体二氧 化碳和二氧化硫，但是二氧化硫是有刺激性气味的气体，二氧化碳是 无色无味的气体，且能使澄清石灰水溶液变浑浊，所以生成无色无味 气体是二氧化碳，一定不存在亚硫酸根离子；③氯气能将溴离子和碘 离子氧化为溴单质和碘单质，二者在四氯化碳中溶解度很大，并且均 是有颜色的；④向溶液中加 BaCl2 溶液产生白色沉淀，分离，在沉淀 中加入足量盐酸，沉淀不能完全溶解，则一定含有硫酸钡；⑤溶液中 加 HNO3 酸化后，再加过量 AgNO3，溶液中析出白色沉淀，则为氯化银 沉淀，所以能确定含有氯离子；(2)①和②证明溶液中肯定存在 CO2－3 ，不存在 SO2－3 ；③证明溶液中肯定不存在 Br－、I－；④证明溶 液中肯定存在 SO2－4 ；⑤证明溶液中肯定存在 Cl－；剩余的 NO －3 不能 确定是否存在。15 答案：(1)①CO 2－3 和 SO 2－3 至少有一种存在，因为 CO 2－3 和 SO 2－3 水解显碱性　②CO 2－3 肯定存在，因产生的气体是 CO2；SO 2－3 不存在， 因为没有刺激性气味的气体产生　③Br－、I－不存在，因为没有溴和 碘的颜色出现　④SO 2－4 存在，因为 BaSO4 不溶于盐酸　⑤Cl－存在， 因与 Ag＋形成不溶于 HNO3 的白色沉淀 (2)NO－3