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(新高考)高考化学一轮复习课时练习第2章第3讲离子共存离子的检验与推断(含解析)
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这是一份(新高考)高考化学一轮复习课时练习第2章第3讲离子共存离子的检验与推断(含解析)，共25页。试卷主要包含了离子共存，离子的检验等内容，欢迎下载使用。
第3讲 离子共存 离子的检验与推断
课 程 标 准
知 识 建 构
1.了解常见离子的检验方法。
2．能利用典型代表物的性质和反应，进行离子的推断和设计常见物质检验的方案。
一、离子共存
1．离子共存的本质5
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。
2．判断离子能否大量共存的“四个要点”
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中，归纳起来就是：一色、二性、三特殊、四反应。
(1)一色——溶液颜色
几种常见离子的颜色：
离子
Cu2＋
Fe3＋
Fe2＋
MnO
溶液颜色
蓝色
黄色
浅绿色
紫红色
(2)二性——溶液的酸碱性
①在强酸性溶液中，OH－及弱酸根阴离子(如CO、ClO－、SO、S2－、CH3COO－等)不能大量存在。
②在强碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子(如NH、Al3＋、Cu2＋、Mg2＋、Zn2＋、Fe3＋等)不能大量存在。
③如HCO、HS－、HSO、HPO、H2PO等，在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在。
(3)三特殊——三种特殊情况
①AlO与HCO不能大量共存：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO。
②“NO＋H＋”组合具有强氧化性，能与S2－、Fe2＋、I－、SO等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
③NH与CH3COO－、CO，Mg2＋与HCO等组合中，虽然两种离子都能水解且水解相互促进，但总的水解程度仍很小，它们在溶液中仍能大量共存。
(4)四反应——四种反应类型
反应类型
不能大量共存的离子
复分解反应
生成沉淀
如Ca2＋ 、Ba2＋与CO 、SO、SO；SiO与H＋；Ag＋与Cl－等不能大量共存
生成气体及易挥发性物质
H＋与CO 、HCO、S2－、SO；NH和OH－等不能大量共存
生成弱电解质
H＋与OH－、ClO－、F－、CH3COO－等不能大量共存
氧化还原反应
Fe3＋与S2－、I－等；MnO、ClO－在酸性、碱性、中性条件下与I－、Fe2＋、SO不能大量共存
相互促进的水解反应
Al3＋、Fe3＋与AlO、HCO、CO 等相互促进水解，不能大量共存
络合反应
Fe3＋与SCN－；Ag＋与NH3·H2O不能大量共存
【诊断1】 指出下列离子组不能大量共存的原因。
(1)Na＋、OH－、SO、Fe3＋__________________________________；
(2)K＋、Mg2＋、I－、ClO－_____________________________________；
(3)含有大量Fe3＋的溶液：Na＋、SCN－、Cl－、I－___________________；
(4)含有大量NO的溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO_____________________；
(5)常温下，pH＝12的溶液：K＋、Cl－、SO、SiO、Ca2＋__________。
答案 (1)Fe3＋与OH－反应生成沉淀
(2)I－能被ClO－氧化
(3)Fe3＋与SCN－发生络合反应，Fe3＋与I－发生氧化还原反应
(4)NO在酸性条件下能氧化Fe2＋
(5)Ca2＋与SO、SiO反应生成沉淀
二、离子的检验
根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同，可以把检验离子的方法归纳为三种类型：①生成沉淀；②生成气体；③显现特殊颜色。
1．常见阳离子的检验
(1)依据生成沉淀
阳离子
试剂或方法
实验现象(证据)
Mg2＋
NaOH溶液
开始产生白色沉淀，NaOH溶液过量沉淀不溶解
Al3＋
NaOH溶液
开始产生白色沉淀，NaOH溶液过量沉淀溶解
Fe2＋
NaOH溶液
先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色最后变为红褐色
K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液
产生_蓝色沉淀
Fe3＋
NaOH溶液
产生红褐色沉淀
Cu2＋
NaOH溶液
产生蓝色沉淀
(2)依据生成气体
NH产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
(3)依据显示的特殊颜色
阳离子
试剂或方法
实验现象(证据)
H＋
紫色石蕊溶液
溶液变红
Na＋
焰色试验
黄色火焰
K＋
焰色试验
紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)
Fe3＋
KSCN溶液
溶液呈红色
Fe2＋
先加KSCN溶液再加氯水
先无明显变化，再变红色
2.常见阴离子的检验
(1)依据生成沉淀
阴离子
试剂
现象(证据)
Cl－
Br－
I－
AgNO3溶液和稀HNO3
产生白色沉淀AgCl
产生淡黄色沉淀AgBr
产生黄色沉淀AgI
SO
稀盐酸和BaCl2溶液
加盐酸无明显现象，加BaCl2溶液产生白色沉淀
CO
CaCl2溶液和稀盐酸
加CaCl2溶液产生白色沉淀，再加盐酸沉淀溶解，产生无色无味气体
(2)依据生成气体
阴离子
试剂
现象(证据)
CO
稀盐酸和澄清石灰水
产生使澄清石灰水变浑浊的气体
HCO
稀盐酸和澄清石灰水
产生使澄清石灰水变浑浊的气体
SO
稀H2SO4和品红溶液
加硫酸产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色
HSO
稀H2SO4和品红溶液
加硫酸产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色
(3)依据显示特殊颜色
①OH－滴入酚酞溶液，溶液变红色滴入紫色石蕊溶液，溶液变蓝色
【诊断2】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加稀盐酸沉淀不消失，则原溶液中一定含有Cl－( )
(2)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，则溶液中一定存在SO( )
(3)向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，则溶液中一定存在SO( )
(4)加入CaCl2溶液，有白色沉淀生成，溶液中一定存在CO( )
(5)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，则溶液中一定存在SO( )
(6)某溶液的焰色试验呈黄色，则溶液中一定有钠元素，不能确定是否有钾元素( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
考点一 离子共存的判断
【典例1】 (2020·安徽宿州市高三模拟)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．1.0 mol·L－1的KNO3溶液中：H＋、Fe2＋、Cl－、SO
B．使紫色石蕊溶液变红的溶液中：NH、Ba2＋、AlO、Cl－
C．pH＝12的溶液中：K＋、Na＋、CH3COO－、Br－
D．滴加几滴KSCN溶液显红色的溶液中：NH、Mg2＋、I－、Cl－
答案 C
解析 NO、H＋与Fe2＋反应，不能大量共存，不选A；使紫色石蕊溶液变红的溶液为酸性溶液，溶液中存在大量H＋，H＋与AlO在溶液中能够反应，且NH与AlO会发生相互促进水解，不能大量共存，不选B；pH＝12的溶液显碱性，OH－与K＋、Na＋、CH3COO－、Br－不反应，且K＋、Na＋、CH3COO－、Br－之间也不反应，可大量共存，不选C；滴加几滴KSCN溶液显红色的溶液中含有Fe3＋，Fe3＋、I－能够发生氧化还原反应，不能大量共存，不选D。
审清关键词语和特定情况下的隐含因素
(1)解答离子共存类题目要审清题目要求的关键词语，如“一定大量共存”“可能大量共存”或“不能大量共存”等。
(2)充分考虑指定微粒或物质对溶液酸碱性、氧化性和还原性的影响，如：
含有大量Fe3＋的溶液
隐含溶液呈酸性，并具有较强氧化性
含有大量NO的酸性溶液
隐含溶液具有强氧化性
含有大量S2－、SO、AlO的溶液
隐含溶液呈碱性
【对点练1】 (离子共存的颜色限定)下列指定溶液中能大量共存的离子组是( )
A．无色溶液中：H＋、Cl－、S2O、K＋
B．无色透明的溶液中：Fe3＋、NH、I－、CO
C．无色透明的溶液中：K＋、Cu2＋、NO、Cl－
D．澄清透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、Br－、Cl－
答案 D
解析 A项，H＋与S2O反应生成S、SO2和H2O不能大量共存；B项，Fe3＋有颜色、Fe3＋与I－、CO不能大量共存；C项，Cu2＋有颜色。
【对点练2】 (限定溶液酸碱性的离子共存)(2020·湖南汨罗市高三检测)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的有几组( )
①酸性溶液中：Na＋、ClO－、SO、I－ ②无色溶液中：K＋、Na＋、MnO、SO ③碱性溶液中：Cl－、CO、SO、K＋、AlO ④中性溶液中：Fe3＋、K＋、Cl－、SO ⑤常温下，由水电离出的c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：Na＋、Ba2＋、Cl－、Br－ ⑥与铝粉反应放出H2的无色溶液中：NO、Al3＋、Na＋、SO
A．1组 B．2组
C．3组 D．4组
答案 B
解析 ①酸性溶液中存在大量H＋，ClO－与H＋能够反应生成弱电解质HClO，且ClO－能氧化I－，因此该组微粒不能大量共存；②含MnO溶液呈紫红色，不能在无色溶液中大量共存；③碱性溶液中存在大量OH－，该组微粒相互之间不会发生反应，因此能够大量共存；④含Fe3＋的溶液呈酸性，因此不能在中性溶液中大量共存；⑤常温下，由水电离出的c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，该组微粒之间不会发生反应，且与H＋、OH－均不会反应，因此能够大量共存；⑥与铝粉反应放出H2的无色溶液可能为酸溶液，也可能为强碱溶液，强碱性条件下Al3＋能与OH－之间会发生反应而不能大量共存；酸性条件下，NO与Al反应不生成H2。综上所述，各组离子在指定溶液中一定能大量共存的有③⑤，共2组，故答案为B。
【对点练3】 (特定情况下隐含因素的离子共存判断)(2020·安徽马鞍山市高三二模)制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中，需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。室温下，分别取母液并向其中加入指定物质，反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是( )
A．通入过量Cl2：Fe2＋、H＋、NH、Cl－、SO
B．加入少量NaClO溶液：NH、Fe2＋、H＋、SO、ClO－
C．加入过量NaOH溶液：Na＋、Fe2＋、NH、SO、OH－
D．加入过量NaClO和NaOH的混合溶液：Na＋、SO、Cl－、ClO－、OH－
答案 D
解析 母液中主要含NH、Fe2＋、H＋、SO。通入过量Cl2，在酸性条件下，Fe2＋与Cl2会发生氧化还原反应，溶液中无Fe2＋存在，故A错误；加入少量NaClO溶液，在酸性条件下，Fe2＋与ClO－会发生氧化还原反应，溶液中无Fe2＋存在，故B错误；加入过量NaOH溶液，Fe2＋会生成沉淀，反应后溶液中无Fe2＋，NH会与OH－反应生成NH3·H2O，故C错误；加入过量NaClO和NaOH的混合溶液，Fe2＋会被氧化生成铁离子并在碱性环境下生成沉淀，反应后溶液中无Fe2＋，故D正确。
溶液酸碱性的判断方法
(1)常见表示呈酸性的溶液
①常温下，pH＜7的溶液；②使pH试纸变红的溶液；③使甲基橙呈红色的溶液；④与镁粉反应放出氢气的溶液；⑤常温下，c(OH－)＜1×10－7 mol·L－1的溶液。
(2)常见表示呈碱性的溶液
①常温下，pH＞7的溶液；②使pH试纸变蓝的溶液；③使酚酞溶液变红的溶液；④常温下，c(H＋)＜1×10－7 mol·L－1的溶液。
(3)常见表示可能呈酸性也可能呈碱性的溶液
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 mol·L－1的溶液；③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
考点二 常见离子的检验与推断
【典例2】 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( )
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SO
B
滴加硫酸
有刺激性气味的气体产生
原溶液中有SO
C
用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色试验
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NH
答案 C
解析 A项加入BaCl2溶液得到白色沉淀，原溶液中可能含有CO或SO或SO或Ag＋；B项HSO也有同样的现象；C项观察钾的焰色试验应透过蓝色钴玻璃，排除钠的干扰；D项检验NH应加入浓NaOH溶液，且需要加热。
【对点练4】 (常见物质的检验)由两种物质组成的一包白色粉末，通过如下实验可鉴别其中的成分：取少量样品加入足量水中，充分搅拌，固体部分溶解；向所得的悬浊液中加入足量稀HNO3，有气体放出，最后仍有未溶解的白色固体，上层清液呈无色。该白色粉末可能为( )
A．SiO2、明矾 B．BaCO3、无水CuSO4
C．MgCO3、Na2S2O3 D．KCl、Ag2CO3
答案 D
解析 取少量样品加入足量水中，充分搅拌，固体部分溶解，说明固体中含有不溶性的物质和可溶性物质，对四个选项分析比较，都具备该条件；向所得的悬浊液中加入足量稀HNO3，有气体放出，说明有碳酸盐，A中无碳酸盐，A错误；最后仍有未溶解的白色固体，上层清液呈无色，而CuSO4溶液显蓝色，不是无色，B错误；Na2S2O3与硝酸反应产生Na2SO4、S单质、NO气体，S是淡黄色难溶于水的物质，不是白色固体，C错误；KCl能溶于水，而Ag2CO3不溶于水，加入HNO3，反应产生AgNO3、CO2气体和H2O，KCl再与AgNO3发生复分解反应产生AgCl白色不溶于酸的沉淀，符合题意，通过上述分析可知该白色粉末为KCl、Ag2CO3，D正确。
【对点练5】 (离子共存在离子的检验中的应用)(2020·河南信阳市罗山县高三一调)某溶液含有K＋、Fe3＋、SO、CO、I－中的几种。取样，滴加KSCN溶液后显血红色。为确定该溶液的组成，还需检验的离子是( )
A．K＋ B．I－
C．SO D．CO
答案 A
解析 取样，滴加KSCN溶液后显血红色，则溶液含有Fe3＋，Fe3＋与CO会发生相互促进水解反应而不共存，I－与Fe3＋发生氧化还原反应而不共存，则阴离子只有SO，电解质溶液呈电中性，故溶液中一定有SO，为确定该溶液的组成，还需检验的离子只有K＋。
【典例3】 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－1
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
答案 B
解析
【对点练6】 (离子的定性推断)某溶液中可能存在Br－、CO、SO、Al3＋、I－、Mg2＋、Na＋等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＋、SO B．Mg2＋、CO、I－
C．Al3＋、SO、I－ D．Al3＋、Br－、SO
答案 A
解析 由①知，溶液中有Br－和CO，根据离子共存原则，不存在Al3＋、Mg2＋；由②知，溶液中无SO；由③知，不能确定是否含有I－，因为在①中氯水可能把I－氧化成IO，致使溶液不变蓝色。
【对点练7】 (离子的定量推断)某未知溶液X可能含有Al3＋、Na＋、NH、Cl－、CO、SO中的若干种，取该溶液进行如下实验，若实验过程中所加试剂均过量，产生的气体全部逸出。则下列说法正确的是( )
A．原溶液中一定存在Na＋，可能存在Cl－
B．原溶液中一定存在CO、SO、NH，且均为0.01 mol
C．原溶液中可能存在Na＋，n(Cl－)≥0.01 mol
D．原溶液中一定不存在Al3＋、Cl－
答案 C
解析 滤液中加入了烧碱溶液，通过焰色试验不能确定原溶液中是否存在Na＋；加入BaCl2溶液生成沉淀1，说明原溶液中至少含有CO、SO中的一种，沉淀1部分溶于盐酸，所以沉淀1一定是BaSO4、BaCO3的混合物，故原溶液中一定存在CO、SO，CO和Al3＋不能大量共存，所以原溶液中一定不存在Al3＋；沉淀2为硫酸钡，其物质的量为＝0.01 mol，CO的物质的量为＝0.01 mol；向所得滤液中加入氢氧化钠溶液，生成了气体，则该气体应为氨气，证明原溶液中一定含有NH，其物质的量为＝0.05 mol，CO、SO所带负电荷的物质的量之和为0.01 mol×2＋0.01 mol×2＝0.04 mol，根据电荷守恒，原溶液中一定存在Cl－，不能确定是否存在Na＋，所以n(Cl－)≥0.01 mol。
离子推断的常用原则
微专题7 离子检验的规范答题
离子检验类问题的答题模板
【典例】 (2020·课标全国Ⅰ)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题：
实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是_______________________________________________________。
答案 取少量活化后溶液于试管，滴入KSCN溶液，不出现血红色
解析 该活化反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故通过检验Fe3＋可说明活化反应是否完成，具体操作为取少量活化后溶液于试管，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变血红色，则说明活化反应已完成。
1．(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。
【查阅资料】(NH4)2SO4在260 ℃和400 ℃时分解产物不同。
【实验探究】该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。
连接装置A→D→B，检查气密性，按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后，于400 ℃加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO，无SO。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。
检验装置D内溶液中有SO，无SO的实验操作和现象是_____________________________________________________。
答案 取少量装置D内溶液于试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入足量稀盐酸后，沉淀完全溶解，放出无色刺激性气味气体
解析 (1)明确原理：依据题目要求，明确检验的原理，根据原理确定方法。如SO、SO都与Ba2＋产生沉淀，但BaSO3可溶于盐酸而BaSO4不溶于盐酸。
(2)叙述操作：取液体(水层少量液体)、加试剂(如加BaCl2溶液、加盐酸酸化等)。
(3)描述现象：观察产生沉淀及沉淀如何变化要明确具体。
(4)得出结论：由什么现象得出对应结论，如“若……说明……，若……说明……”。
2．(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：
_______________________________________________________________。
已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液。
(2)榴石矿石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。试设计实验证明榴石矿中含有FeO(试剂任选，说明实验操作与现象)__________________。
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)取矿石少许，加稀硫酸充分反应后，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，证明矿石中含有FeO(不能加盐酸溶解)
3．已知：5SO＋2IO＋2H＋===I2＋5SO＋H2O
某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2，可能存在I－、IO中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I－、IO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；_______________________________________________________________。
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 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－。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IO；若溶液不变蓝，说明废水中不含有IO
1．(2020·江苏化学，4)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氨水溶液：Na＋、K＋、OH－、NO
B．0.1 mol·L－1盐酸溶液：Na＋、K＋、SO、SiO
C．0.1 mol·L－1 KMnO4溶液：NH、Na＋、NO、I－
D．0.1 mol·L－1 AgNO3溶液：NH、Mg2＋、Cl－、SO
答案 A
解析 氨水中，Na＋、K＋、OH－、NO彼此不反应，能大量共存，A项正确；盐酸中的H＋能与SiO结合生成H2SiO3沉淀，B项错误；KMnO4溶液具有强氧化性，具有还原性的I－不能大量存在，C项错误；AgNO3溶液中的Ag＋能与Cl－反应生成AgCl沉淀，二者不能大量共存，Ag＋与SO生成微溶物Ag2SO4，Ag＋与SO不能大量共存，D项错误。
2．(2019·上海等级考)能证明亚硫酸钠部分变质所需要的试剂是( )
A．硝酸钡，稀硫酸 B．稀盐酸，氯化钡
C．稀硫酸，氯化钡 D．稀硝酸，氯化钡
答案 B
解析 若要证明亚硫酸钠部分变质，须证明该样品中含有Na2SO3和Na2SO4，检验步骤：取少量样品置于试管中溶解，滴入盐酸后有气泡冒出，继续滴加盐酸至无气泡冒出后，再滴入少量BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则证明Na2SO3部分变质。
3．(2018·浙江11月选考)通过实验得出的结论正确的是( )
A．将某固体试样完全溶于盐酸，再滴加BaCl2溶液，出现白色沉淀，则该固体试样中存在SO
B．将某固体试样完全溶于盐酸，再滴加KSCN溶液，没有出现红色，则该固体试样中不存在Fe3＋
C．在某固体试样加水后的溶液中，滴加NaOH溶液，没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，该固体试样中仍可能存在NH
D．在某固体试样加水后的上层清液中，滴加盐酸出现白色沉淀，再加NaOH溶液沉淀溶解，则该固体试样中存在SiO
答案 C
解析 A．若固体试样为硫酸的酸式盐，如硫酸氢钠，可溶于盐酸，再滴加BaCl2溶液，出现白色沉淀，故A错误；B.加入KSCN溶液没有出现红色，证明溶液中不存在铁离子，但无法确定该固体样品中是否存在Fe3＋，假如固体为铁和氧化铁的混合物，并且铁多，完全溶于盐酸也不生成三价铁离子，故B错误；C.氨气易溶于水，加入氢氧化钠溶液，应进行加热，因此固体试样中仍可能存在NH，故C正确；D.在某固体试样加水后的上层清液中，滴加盐酸出现白色沉淀，可能为偏铝酸钠和盐酸的反应，生成氢氧化铝与氢氧化钠溶液的反应，可溶解，故D错误。
4．(2019·江苏化学)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－1 NaOH溶液：Na＋、K＋、CO、AlO
B．0.1 mol·L－1 FeCl2溶液：K＋、Mg2＋、SO、MnO
C．0.1 mol·L－1 K2CO3溶液：Na＋、Ba2＋、Cl－、OH－
D．0.1 mol·L－1 H2SO4溶液：K＋、NH、NO、HSO
答案 A
解析 B项，MnO可以氧化Fe2＋，错误；C项，CO与Ba2＋会发生反应生成BaCO3沉淀，错误；D项，H＋可以与HSO反应生成SO2，且酸性条件下NO会氧化HSO生成SO，错误。
5．(2016·全国卷Ⅱ)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
答案 C
解析 A项，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，错误；B项，AgCl不溶于酸，固体不能全部溶解，错误；C项，亚硫酸钠和碳酸钡加入水，碳酸钡不溶于水使部分固体不溶解，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，再将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，正确；D项，Na2CO3、CuSO4中加入足量稀硫酸，振荡后无固体存在，错误。
6．(2018·浙江11月选考)已知化合物X由3种元素组成，某学习小组进行了如下实验：
①取适量X，加水完全溶解，无气体产生，溶液呈碱性；进行焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色；
②取1.685 g X溶于水，加入含HCl 0.020 00 mol的盐酸恰好中和；中和后的溶液与硝酸酸化的过量AgNO3溶液反应，得到4.305 g白色沉淀。
请回答：
(1)X中3种元素是________(用元素符号表示)。
(2)X与水反应的化学方程式是____________________________________。
(3)X中一种元素对应的单质，可与足量的Na2CO3溶液反应得到Cl2O，写出该反应的离子方程式：_______________________________________________。
答案 (1)K、Cl、O (2)K3ClO＋H2O===KCl＋2KOH
(3)H2O＋2Cl2＋2CO===Cl2O＋2Cl－＋2HCO
解析 ①X加水完全溶解，无气体产生，对溶液进行焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色，说明含有K元素。而溶液呈碱性说明X与水反应生成KOH；②中和过程n(KOH)＝n(HCl)＝0.02 mol，而白色沉淀为AgCl，其物质的量为4.305 g÷143.5 g/mol＝0.03 mol，大于盐酸溶液中含有的0.02 mol HCl，故X中含有Cl元素，溶液中X产生的氯离子为0.03 mol－0.02 mol＝0.01 mol，则溶液中KCl为0.01 mol，则X中K原子物质的量为0.02 mol＋0.01 mol＝0.03 mol，由于X含有三种元素，由元素守恒可知，X还含有O元素，1.685 g X中含有O原子为(1.685 g－0.03 mol×39 g/mol－0.01 mol×35.5 g/mol)÷16 g/mol＝0.01 mol，故X中K、Cl、O原子数目之比为0.03 mol∶0.01 mol∶0.01 mol＝3∶1∶1，故X的化学式为：K3ClO。(1)由上述分析可知，X中3种元素是：K、Cl、O；(2)X的化学式为：K3ClO，X中Cl为－1价、O为－2价，X与水发生非氧化还原反应，故反应方程式为K3ClO＋H2O===KCl＋2KOH；(3)X中一种元素对应的单质，可与足量的Na2CO3溶液反应得到Cl2O，该X的单质为Cl2，生成Cl2O过程Cl元素化合价升高，故Cl元素被还原，则有NaCl生成，由化合价升降相等可知Cl2O、NaCl的物质的量之比为1∶2，Cl2O中的氧原子源于水，碳酸钠足量，会有碳酸氢钠生成，故配平反应方程式为：H2O＋2Cl2＋2Na2CO3===Cl2O＋2NaCl＋2NaHCO3。离子方程式为H2O＋2Cl2＋2CO===Cl2O＋2Cl－＋2HCO。
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．(2021·四川成都市摸底测试)下列离子在溶液中能大量共存的是( )
A．Na＋、Ca2＋、Cl－、CO B．HCO、K＋、NH、OH－
C．Fe2＋、H＋、SO、NO D．Na＋、K＋、CO、SiO
答案 D
解析 A项中Ca2＋与CO生成CaCO3沉淀而不能大量共存；B项中HCO、NH均会与OH－发生反应，不能大量共存；C项中H＋、NO、Fe2＋发生氧化还原反应而不能大量共存；D项离子之间不反应，能大量共存。
2．(2021·广东惠州第一次调研)在某无色透明的酸性溶液中，能共存的离子组是( )
A．Na＋、K＋、SO、HCO B．Cu2＋、K＋、SO、NO
C．Na＋、K＋、Cl－、NO D．Na＋、K＋、SO、NO
答案 C
解析 酸性溶液中存在大量的H＋，HCO与H＋不能大量共存，A项错误；Cu2＋溶液呈蓝色，题目要求无色，B项错误；Na＋、K＋、Cl－、NO、H＋之间不反应，能大量共存，且能形成无色透明溶液，C项正确；酸性条件下SO、NO之间发生氧化还原反应而不能共存，D项错误。
3．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( )
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SO
B
滴加稀硫酸
有刺激性气味的气体产生
原溶液中有SO
C
用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色试验
火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)
原溶液中有K＋
D
滴加NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试液纸置于试管口
试纸不变蓝
原溶液中无NH
答案 C
解析 A项，加入BaCl2溶液得到白色沉淀，原溶液中可能含有SO或SO或Ag＋；B项，HSO也有同样的现象；C项，观察K＋的焰色试验应透过蓝色钴玻璃，排除Na＋的干扰；D项，检验NH应加入浓NaOH溶液，且需要加热。
4．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．在新制饱和氯水中：NH、Na＋、SO、SO
B．在能使红色石蕊试纸变蓝的溶液中：Cu2＋、K＋、HCO、CO
C．在加入铝粉能产生的H2的溶液中：Fe2＋、Na＋、SO、NO
D．在c(H＋)＝1×10－11 mol·L－1的溶液中：Na＋、K＋、S2－、SO
答案 D
解析 在新制饱和氯水中含有大量的Cl2、HClO，它们与还原性微粒SO会发生氧化还原反应，不能大量共存，A项错误；能使红色石蕊试纸变蓝的溶液为碱性溶液，溶液中的OH－与Cu2＋、HCO会发生反应，不能大量共存，且Cu2＋、CO也会反应生成CuCO3沉淀，不能大量共存，B项错误；加入铝粉能产生H2的溶液可能显酸性，也可能显碱性，在酸性条件下，Fe2＋、NO会发生氧化还原反应，不能大量共存，在碱性条件下，OH－与Fe2＋会反应生成Fe(OH)2，不能大量共存，C项错误；c(H＋)＝1×10－11 mol·L－1的溶液显碱性，在碱性条件下，选项中的离子可以大量共存，D项正确。
5．下列各组离子能大量共存且满足相应要求的是( )
选项
离子组
要求
A
K＋、AlO、Cl－、Cr2O
溶液无色澄清
B
Fe3＋、NO、Br－、HCO
逐滴滴加盐酸，立即产生气体
C
Na＋、K＋、AlO、NO
逐滴滴加盐酸，先有沉淀产生，后沉淀消失
D
NH、Al3＋、SO、Cl－
滴加NaOH溶液并加热，立刻产生气体
答案 C
解析 Cr2O有颜色，因此不能在无色澄清溶液中大量存在，A项错误；Fe3＋与HCO会发生相互促进的水解反应，不能大量共存，B项错误；四种离子能大量共存，因为有AlO的存在，故逐滴滴加盐酸，先有沉淀产生，后沉淀消失，C项正确；四种离子能大量共存，但滴加NaOH溶液并加热时，NaOH会先与Al3＋反应，不会立刻产生气体，D项错误。
6．(2020·河南信阳市罗山县高三一调)化学实验中常需对溶液进行酸化，下列酸化处理措施中，正确的是( )
A．检验溶液中是否含Cl－时，用硫酸酸化后再加AgNO3溶液
B．检验溶液中是否含Fe2＋时，用硝酸酸化后再加KSCN溶液
C．检验溶液中是否含SO时，用盐酸酸化后再加BaCl2溶液
D．为提高 MnO的氧化性，向该溶液中加入盐酸酸化
答案 C
解析 检验溶液中是否含Cl－时，用硫酸酸化后再加AgNO3溶液，会产生微溶物硫酸银，外观也是白色沉淀，会干扰氯离子检验，故A错误；检验溶液中是否含Fe2＋时，用硝酸酸化，则亚铁离子被HNO3氧化生成铁离子，再加 KSCN溶液，一定出现血红色，因此，硝酸酸化会干扰亚铁离子检验，故B错误；检验溶液中是否含SO时，用盐酸酸化，若没有白色沉淀，则排除银离子、硅酸根离子，再加BaCl2溶液，出现白色沉淀，则一定为硫酸钡沉淀，故C正确；为提高MnO的氧化性，向该溶液中加入盐酸酸化，则高锰酸根离子、氯离子和氢离子会发生氧化还原反应而消耗，故D错误。
7．某无色溶液含有下列离子中的若干种：H＋、NH、Fe3＋、Ba2＋、Al3＋、CO、Cl－、OH－、NO。向该溶液中加入铝粉，只放出H2，则溶液中能大量存在的离子最多有( )
A．3种 B．4种
C．5种 D．6种
答案 C
解析 含有Fe3＋的溶液显黄色，在无色溶液中不能大量存在；H＋与CO、OH－会发生反应，不能大量共存；OH－与NH、Al3＋会发生反应，不能大量共存；Ba2＋、Al3＋和CO会发生反应，不能大量共存。向该溶液中加入铝粉，只放出H2，若溶液为碱性，则含有大量的OH－，还可能含有大量的Ba2＋、Cl－、NO，最多4种；若溶液为酸性，由于H＋、NO起硝酸的作用，加入Al不能产生氢气，所以含有的离子可能是H＋、NH、Ba2＋、Al3＋、Cl－，最多是5种离子。
8．已知：SO＋I2＋H2O===SO＋2H＋＋2I－，某溶液中可能含有I－、NH、Cu2＋、SO，向该无色溶液中加入少量溴水，溶液仍呈无色，则下列判断正确的是( )
A．肯定不含I－ B．肯定不含NH
C．可能含有SO D．可能含有I－
答案 D
解析 溴首先氧化亚硫酸根离子后氧化碘离子，溶液仍呈无色说明一定含有亚硫酸根离子，可能含有碘离子，一定不含铜离子，根据电荷守恒可知一定含铵根离子。
9．常温下，下列离子在指定环境中一定能够大量共存的是( )
A．通入SO2气体：Na＋、Ca2＋、Cl－、ClO－
B．酸性溶液中：Mg2＋、Fe3＋、SO、SCN－
C．0.1 mol·L－1的明矾溶液中：K＋、Ba2＋、Cl－、HCO
D.＝1.0×10－12 mol·L－1的溶液中：NH、Cl－、Fe2＋、I－
答案 D
解析 SO2具有还原性，与ClO－在溶液中发生氧化还原反应，不能大量共存，A项错误；Fe3＋与SCN－能大量存在，B项错误；在明矾溶液中，Al3＋与HCO会发生相互促进的水解反应，形成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，不能大量共存，C项错误；＝1.0×10－12 mol·L－1的溶液显酸性，在酸性溶液中，H＋与选项中的离子不能发生任何反应，可以大量共存，D项正确。
10．(2020·郑州高三上学期期中)下列关于物质或离子检验的推断正确的是( )
A．向X溶液中滴加KSCN溶液，溶液显红色，证明X溶液中有Fe3＋，无Fe2＋
B．用盐酸酸化Y溶液，无现象，再加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，则Y溶液中含有SO
C．用玻璃棒蘸取Z溶液在酒精灯上灼烧，火焰呈黄色，再透过蓝色钴玻璃观察火焰无紫色，则Z溶液中有Na＋、无K＋
D．用盐酸酸化W溶液，无现象，再向其中滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，则W溶液中含有Cl－
答案 B
解析 A项，亚铁离子与KSCN不反应，不能鉴别，若检验亚铁离子，可用亚铁氰化钾溶液检验Fe2＋，错误；B项，能与Ba2＋反应生成沉淀的可能是CO、SO、SO，但先加入盐酸无明显现象，可以排除CO、SO的干扰，然后加入氯化钡，如果产生沉淀，则溶液中含SO，正确；C项，玻璃中含有钠离子，用玻璃棒蘸取溶液在酒精灯上灼烧，火焰呈黄色，不能证明溶液中是否含有钠离子，错误；D项，盐酸中也含有氯离子，故无法判断W溶液中是含有Cl－，D错误。
11．(2020·佛山期末)下列实验中，对应的现象及结论或解释均正确的是( )
选项
实验操作
现象
结论或解释
A
将乙烯通入酸性KMnO4溶液
紫红色褪去
乙烯具有漂白性
B
向KI溶液中加入淀粉，然后加入稀硫酸，搅拌
开始无明显现象，片刻溶液变蓝
氧化性：H2SO4＞I2
C
向某盐溶液中先加入氯水，再滴加KSCN溶液
溶液变红色
一定含有Fe2＋
D
取少量某无色溶液，先滴加氯水，再加入少量CCl4，振荡、静置
溶液分层，下层呈紫红色
原无色溶液中一定有I－
答案 D
解析 A项，乙烯将MnO还原为Mn2＋；B项，溶解在溶液中的氧气将I－氧化为单质碘；C项，若溶液中只有Fe3＋，也会产生相同的现象；D项，下层呈紫红色，可知氯气氧化碘离子生成碘，则无色溶液中一定有I－，正确。
12．(2020·山东济宁统考)某试液中只能含有K＋、NH、Fe2＋、Al3＋、Cl－、SO、CO、AlO中的若干种离子，离子浓度均为0.1 mol·L－1，某同学进行了如下实验：
下列说法正确的是( )
A．原试液中存在NH、Fe2＋、Cl－、SO
B．滤液X中大量存在的阳离子有NH、Fe2＋和Ba2＋
C．沉淀C为Al(OH)3
D．无法确定原试液中是否含有Al3＋、Cl－
答案 A
解析 加入过量稀硫酸无明显变化，说明不含CO，不含AlO；加入硝酸钡有气体生成，由于已经加入了硫酸，NO在酸性条件下具有强氧化性，说明有Fe2＋存在且被氧化，沉淀A为BaSO4；加入NaOH有气体，说明存在NH，沉淀B为氢氧化铁沉淀；通入少量CO2产生沉淀，溶液呈碱性，且存在Ba2＋，沉淀C为BaCO3。因为存在的离子浓度均为0.1 mol·L－1，则原试液中只能含有NH、Fe2＋、Cl－、SO才能保证电荷守恒，K＋必然不能存在。由上述分析可知，A项正确；滤液X中大量存在的离子有NH、Fe3＋和Ba2＋，B项错误；原试液中不含Al3＋，C、D项错误。
二、非选择题(本题包括3小题)
13．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。
(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)
阳离子
K＋
Ag＋
Ca2＋
Ba2＋
阴离子
NO
CO
SiO
SO
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)。
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
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“？”)。
阴离子
NO
CO
SiO
SO
c/mol·L－1
答案 (1)Ag＋、Ca2＋、Ba2＋
(2)CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
(3)
阴离子
NO
CO
SiO
SO
c/mol·L－1
？
0.25
0.4
0
解析 (1)由实验Ⅰ可知，该溶液一定含有CO，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SiO，生成H2SiO3沉淀，所以由实验Ⅰ可知，该溶液一定含有CO、SiO，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CO，故反应的离子方程式为CO＋2H＋===H2O＋CO2↑。(3)由实验Ⅰ可知，n(CO)＝0.025 mol，c(CO)＝0.25 mol·L－1，n(SiO)＝0.04 mol，c(SiO)＝0.4 mol·L－1，由实验Ⅲ可知溶液中不含SO，不能确定NO是否存在。
14．某溶液中仅含下列离子中的某些离子，且所含离子的物质的量浓度相同。某同学向溶液中加入过量稀硫酸后，有气泡产生，但无沉淀生成。
阴离子
SO、NO、Cl－、CO
阳离子
Fe2＋、Na＋、Ca2＋、Al3＋
请回答下列问题：
(1)溶液中一定不存在的阳离子是________。
(2)向原溶液中滴加NaOH溶液，现象是______________________________；整个过程中发生反应的方程式为___________________________________。
(3)向溶液中加入过量稀硫酸，发生反应的离子方程式为
_____________________________________________________________。
答案 (1)Ca2＋、Al3＋
(2)先出现白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3或4Fe2＋＋8OH－＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓
(3)NO＋3Fe2＋＋4H＋===2H2O＋NO↑＋3Fe3＋
解析 加入过量稀硫酸后，无沉淀生成，说明不存在Ca2＋，因为硫酸钙微溶于水，能沉淀；有气泡产生，有两种可能性，第一种存在CO，但如果存在CO，阳离子只能为Na＋，这样离子浓度就不可能相等，那就只能是第二种可能性，也就是NO和Fe2＋同时存在，产生NO气体，又根据离子的物质的量浓度相同，所以溶液中可能存在的组合有Fe2＋、NO、Cl－或SO、NO、Fe2＋、Na＋。(1)由以上推测可知溶液中一定不存在的阳离子是Ca2＋、Al3＋。(2)向原溶液中滴加NaOH溶液，现象是先出现白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色；整个过程中发生反应的方程式为Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3或者合并写成4Fe2＋＋8OH－＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓。(3)向溶液中加入过量稀硫酸，发生反应的离子方程式为NO＋3Fe2＋＋4H＋===2H2O＋NO↑＋3Fe3＋。
15．由三种元素组成的化合物A，按如下流程进行实验。气体B为纯净物，溶液C焰色试验为砖红色，气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
请回答：
(1)组成A的三种元素是__________，A的化学式是________。
(2)固体A与足量稀盐酸反应的化学方程式是_____________________。
(3)气体E与甲醛在一定条件可生成乌洛托品(学名：亚甲基四胺)，该反应的化学方程式是______________________________________(乌洛托品可以用分子式表示)。
答案 (1)Ca、H和N Ca2HN
(2)Ca2HN＋5HCl===2CaCl2＋H2↑＋NH4Cl
(3)4NH3＋6HCHO―→(或C6H12N4)＋6H2O
解析 (1)由气体B为纯净物，溶液C焰色试验为砖红色，气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可知B为H2，E为NH3，沉淀F为CaCO3，说明固体A含有Ca、H、N三种元素，并由各元素在化合物中表现的价态确定Ca ＋2价、H －1价、N －3价，以及题中所给的数据，可推断出A的化学式为Ca2HN。(2)A与足量稀盐酸反应的化学方程式为：Ca2HN＋5HCl===2CaCl2＋H2↑＋NH4Cl。(3)由乌洛托品的结构简式可知，NH3和HCHO是按2∶3的物质的量之比发生反应的，除了生成有机物外，还有水生成，故化学方程式为：4NH3＋6HCHO―→C6H12N4＋6H2O 。
第3讲 离子共存 离子的检验与推断
课 程 标 准
知 识 建 构
1.了解常见离子的检验方法。
2．能利用典型代表物的性质和反应，进行离子的推断和设计常见物质检验的方案。
一、离子共存
1．离子共存的本质5
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。
2．判断离子能否大量共存的“四个要点”
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中，归纳起来就是：一色、二性、三特殊、四反应。
(1)一色——溶液颜色
几种常见离子的颜色：
离子
Cu2＋
Fe3＋
Fe2＋
MnO
溶液颜色
蓝色
黄色
浅绿色
紫红色
(2)二性——溶液的酸碱性
①在强酸性溶液中，OH－及弱酸根阴离子(如CO、ClO－、SO、S2－、CH3COO－等)不能大量存在。
②在强碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子(如NH、Al3＋、Cu2＋、Mg2＋、Zn2＋、Fe3＋等)不能大量存在。
③如HCO、HS－、HSO、HPO、H2PO等，在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在。
(3)三特殊——三种特殊情况
①AlO与HCO不能大量共存：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO。
②“NO＋H＋”组合具有强氧化性，能与S2－、Fe2＋、I－、SO等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
③NH与CH3COO－、CO，Mg2＋与HCO等组合中，虽然两种离子都能水解且水解相互促进，但总的水解程度仍很小，它们在溶液中仍能大量共存。
(4)四反应——四种反应类型
反应类型
不能大量共存的离子
复分解反应
生成沉淀
如Ca2＋ 、Ba2＋与CO 、SO、SO；SiO与H＋；Ag＋与Cl－等不能大量共存
生成气体及易挥发性物质
H＋与CO 、HCO、S2－、SO；NH和OH－等不能大量共存
生成弱电解质
H＋与OH－、ClO－、F－、CH3COO－等不能大量共存
氧化还原反应
Fe3＋与S2－、I－等；MnO、ClO－在酸性、碱性、中性条件下与I－、Fe2＋、SO不能大量共存
相互促进的水解反应
Al3＋、Fe3＋与AlO、HCO、CO 等相互促进水解，不能大量共存
络合反应
Fe3＋与SCN－；Ag＋与NH3·H2O不能大量共存
【诊断1】 指出下列离子组不能大量共存的原因。
(1)Na＋、OH－、SO、Fe3＋__________________________________；
(2)K＋、Mg2＋、I－、ClO－_____________________________________；
(3)含有大量Fe3＋的溶液：Na＋、SCN－、Cl－、I－___________________；
(4)含有大量NO的溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO_____________________；
(5)常温下，pH＝12的溶液：K＋、Cl－、SO、SiO、Ca2＋__________。
答案 (1)Fe3＋与OH－反应生成沉淀
(2)I－能被ClO－氧化
(3)Fe3＋与SCN－发生络合反应，Fe3＋与I－发生氧化还原反应
(4)NO在酸性条件下能氧化Fe2＋
(5)Ca2＋与SO、SiO反应生成沉淀
二、离子的检验
根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同，可以把检验离子的方法归纳为三种类型：①生成沉淀；②生成气体；③显现特殊颜色。
1．常见阳离子的检验
(1)依据生成沉淀
阳离子
试剂或方法
实验现象(证据)
Mg2＋
NaOH溶液
开始产生白色沉淀，NaOH溶液过量沉淀不溶解
Al3＋
NaOH溶液
开始产生白色沉淀，NaOH溶液过量沉淀溶解
Fe2＋
NaOH溶液
先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色最后变为红褐色
K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液
产生_蓝色沉淀
Fe3＋
NaOH溶液
产生红褐色沉淀
Cu2＋
NaOH溶液
产生蓝色沉淀
(2)依据生成气体
NH产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
(3)依据显示的特殊颜色
阳离子
试剂或方法
实验现象(证据)
H＋
紫色石蕊溶液
溶液变红
Na＋
焰色试验
黄色火焰
K＋
焰色试验
紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)
Fe3＋
KSCN溶液
溶液呈红色
Fe2＋
先加KSCN溶液再加氯水
先无明显变化，再变红色
2.常见阴离子的检验
(1)依据生成沉淀
阴离子
试剂
现象(证据)
Cl－
Br－
I－
AgNO3溶液和稀HNO3
产生白色沉淀AgCl
产生淡黄色沉淀AgBr
产生黄色沉淀AgI
SO
稀盐酸和BaCl2溶液
加盐酸无明显现象，加BaCl2溶液产生白色沉淀
CO
CaCl2溶液和稀盐酸
加CaCl2溶液产生白色沉淀，再加盐酸沉淀溶解，产生无色无味气体
(2)依据生成气体
阴离子
试剂
现象(证据)
CO
稀盐酸和澄清石灰水
产生使澄清石灰水变浑浊的气体
HCO
稀盐酸和澄清石灰水
产生使澄清石灰水变浑浊的气体
SO
稀H2SO4和品红溶液
加硫酸产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色
HSO
稀H2SO4和品红溶液
加硫酸产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色
(3)依据显示特殊颜色
①OH－滴入酚酞溶液，溶液变红色滴入紫色石蕊溶液，溶液变蓝色
【诊断2】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加稀盐酸沉淀不消失，则原溶液中一定含有Cl－( )
(2)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，则溶液中一定存在SO( )
(3)向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，则溶液中一定存在SO( )
(4)加入CaCl2溶液，有白色沉淀生成，溶液中一定存在CO( )
(5)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，则溶液中一定存在SO( )
(6)某溶液的焰色试验呈黄色，则溶液中一定有钠元素，不能确定是否有钾元素( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
考点一 离子共存的判断
【典例1】 (2020·安徽宿州市高三模拟)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．1.0 mol·L－1的KNO3溶液中：H＋、Fe2＋、Cl－、SO
B．使紫色石蕊溶液变红的溶液中：NH、Ba2＋、AlO、Cl－
C．pH＝12的溶液中：K＋、Na＋、CH3COO－、Br－
D．滴加几滴KSCN溶液显红色的溶液中：NH、Mg2＋、I－、Cl－
答案 C
解析 NO、H＋与Fe2＋反应，不能大量共存，不选A；使紫色石蕊溶液变红的溶液为酸性溶液，溶液中存在大量H＋，H＋与AlO在溶液中能够反应，且NH与AlO会发生相互促进水解，不能大量共存，不选B；pH＝12的溶液显碱性，OH－与K＋、Na＋、CH3COO－、Br－不反应，且K＋、Na＋、CH3COO－、Br－之间也不反应，可大量共存，不选C；滴加几滴KSCN溶液显红色的溶液中含有Fe3＋，Fe3＋、I－能够发生氧化还原反应，不能大量共存，不选D。
审清关键词语和特定情况下的隐含因素
(1)解答离子共存类题目要审清题目要求的关键词语，如“一定大量共存”“可能大量共存”或“不能大量共存”等。
(2)充分考虑指定微粒或物质对溶液酸碱性、氧化性和还原性的影响，如：
含有大量Fe3＋的溶液
隐含溶液呈酸性，并具有较强氧化性
含有大量NO的酸性溶液
隐含溶液具有强氧化性
含有大量S2－、SO、AlO的溶液
隐含溶液呈碱性
【对点练1】 (离子共存的颜色限定)下列指定溶液中能大量共存的离子组是( )
A．无色溶液中：H＋、Cl－、S2O、K＋
B．无色透明的溶液中：Fe3＋、NH、I－、CO
C．无色透明的溶液中：K＋、Cu2＋、NO、Cl－
D．澄清透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、Br－、Cl－
答案 D
解析 A项，H＋与S2O反应生成S、SO2和H2O不能大量共存；B项，Fe3＋有颜色、Fe3＋与I－、CO不能大量共存；C项，Cu2＋有颜色。
【对点练2】 (限定溶液酸碱性的离子共存)(2020·湖南汨罗市高三检测)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的有几组( )
①酸性溶液中：Na＋、ClO－、SO、I－ ②无色溶液中：K＋、Na＋、MnO、SO ③碱性溶液中：Cl－、CO、SO、K＋、AlO ④中性溶液中：Fe3＋、K＋、Cl－、SO ⑤常温下，由水电离出的c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：Na＋、Ba2＋、Cl－、Br－ ⑥与铝粉反应放出H2的无色溶液中：NO、Al3＋、Na＋、SO
A．1组 B．2组
C．3组 D．4组
答案 B
解析 ①酸性溶液中存在大量H＋，ClO－与H＋能够反应生成弱电解质HClO，且ClO－能氧化I－，因此该组微粒不能大量共存；②含MnO溶液呈紫红色，不能在无色溶液中大量共存；③碱性溶液中存在大量OH－，该组微粒相互之间不会发生反应，因此能够大量共存；④含Fe3＋的溶液呈酸性，因此不能在中性溶液中大量共存；⑤常温下，由水电离出的c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，该组微粒之间不会发生反应，且与H＋、OH－均不会反应，因此能够大量共存；⑥与铝粉反应放出H2的无色溶液可能为酸溶液，也可能为强碱溶液，强碱性条件下Al3＋能与OH－之间会发生反应而不能大量共存；酸性条件下，NO与Al反应不生成H2。综上所述，各组离子在指定溶液中一定能大量共存的有③⑤，共2组，故答案为B。
【对点练3】 (特定情况下隐含因素的离子共存判断)(2020·安徽马鞍山市高三二模)制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中，需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。室温下，分别取母液并向其中加入指定物质，反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是( )
A．通入过量Cl2：Fe2＋、H＋、NH、Cl－、SO
B．加入少量NaClO溶液：NH、Fe2＋、H＋、SO、ClO－
C．加入过量NaOH溶液：Na＋、Fe2＋、NH、SO、OH－
D．加入过量NaClO和NaOH的混合溶液：Na＋、SO、Cl－、ClO－、OH－
答案 D
解析 母液中主要含NH、Fe2＋、H＋、SO。通入过量Cl2，在酸性条件下，Fe2＋与Cl2会发生氧化还原反应，溶液中无Fe2＋存在，故A错误；加入少量NaClO溶液，在酸性条件下，Fe2＋与ClO－会发生氧化还原反应，溶液中无Fe2＋存在，故B错误；加入过量NaOH溶液，Fe2＋会生成沉淀，反应后溶液中无Fe2＋，NH会与OH－反应生成NH3·H2O，故C错误；加入过量NaClO和NaOH的混合溶液，Fe2＋会被氧化生成铁离子并在碱性环境下生成沉淀，反应后溶液中无Fe2＋，故D正确。
溶液酸碱性的判断方法
(1)常见表示呈酸性的溶液
①常温下，pH＜7的溶液；②使pH试纸变红的溶液；③使甲基橙呈红色的溶液；④与镁粉反应放出氢气的溶液；⑤常温下，c(OH－)＜1×10－7 mol·L－1的溶液。
(2)常见表示呈碱性的溶液
①常温下，pH＞7的溶液；②使pH试纸变蓝的溶液；③使酚酞溶液变红的溶液；④常温下，c(H＋)＜1×10－7 mol·L－1的溶液。
(3)常见表示可能呈酸性也可能呈碱性的溶液
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 mol·L－1的溶液；③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
考点二 常见离子的检验与推断
【典例2】 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( )
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SO
B
滴加硫酸
有刺激性气味的气体产生
原溶液中有SO
C
用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色试验
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NH
答案 C
解析 A项加入BaCl2溶液得到白色沉淀，原溶液中可能含有CO或SO或SO或Ag＋；B项HSO也有同样的现象；C项观察钾的焰色试验应透过蓝色钴玻璃，排除钠的干扰；D项检验NH应加入浓NaOH溶液，且需要加热。
【对点练4】 (常见物质的检验)由两种物质组成的一包白色粉末，通过如下实验可鉴别其中的成分：取少量样品加入足量水中，充分搅拌，固体部分溶解；向所得的悬浊液中加入足量稀HNO3，有气体放出，最后仍有未溶解的白色固体，上层清液呈无色。该白色粉末可能为( )
A．SiO2、明矾 B．BaCO3、无水CuSO4
C．MgCO3、Na2S2O3 D．KCl、Ag2CO3
答案 D
解析 取少量样品加入足量水中，充分搅拌，固体部分溶解，说明固体中含有不溶性的物质和可溶性物质，对四个选项分析比较，都具备该条件；向所得的悬浊液中加入足量稀HNO3，有气体放出，说明有碳酸盐，A中无碳酸盐，A错误；最后仍有未溶解的白色固体，上层清液呈无色，而CuSO4溶液显蓝色，不是无色，B错误；Na2S2O3与硝酸反应产生Na2SO4、S单质、NO气体，S是淡黄色难溶于水的物质，不是白色固体，C错误；KCl能溶于水，而Ag2CO3不溶于水，加入HNO3，反应产生AgNO3、CO2气体和H2O，KCl再与AgNO3发生复分解反应产生AgCl白色不溶于酸的沉淀，符合题意，通过上述分析可知该白色粉末为KCl、Ag2CO3，D正确。
【对点练5】 (离子共存在离子的检验中的应用)(2020·河南信阳市罗山县高三一调)某溶液含有K＋、Fe3＋、SO、CO、I－中的几种。取样，滴加KSCN溶液后显血红色。为确定该溶液的组成，还需检验的离子是( )
A．K＋ B．I－
C．SO D．CO
答案 A
解析 取样，滴加KSCN溶液后显血红色，则溶液含有Fe3＋，Fe3＋与CO会发生相互促进水解反应而不共存，I－与Fe3＋发生氧化还原反应而不共存，则阴离子只有SO，电解质溶液呈电中性，故溶液中一定有SO，为确定该溶液的组成，还需检验的离子只有K＋。
【典例3】 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－1
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
答案 B
解析
【对点练6】 (离子的定性推断)某溶液中可能存在Br－、CO、SO、Al3＋、I－、Mg2＋、Na＋等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＋、SO B．Mg2＋、CO、I－
C．Al3＋、SO、I－ D．Al3＋、Br－、SO
答案 A
解析 由①知，溶液中有Br－和CO，根据离子共存原则，不存在Al3＋、Mg2＋；由②知，溶液中无SO；由③知，不能确定是否含有I－，因为在①中氯水可能把I－氧化成IO，致使溶液不变蓝色。
【对点练7】 (离子的定量推断)某未知溶液X可能含有Al3＋、Na＋、NH、Cl－、CO、SO中的若干种，取该溶液进行如下实验，若实验过程中所加试剂均过量，产生的气体全部逸出。则下列说法正确的是( )
A．原溶液中一定存在Na＋，可能存在Cl－
B．原溶液中一定存在CO、SO、NH，且均为0.01 mol
C．原溶液中可能存在Na＋，n(Cl－)≥0.01 mol
D．原溶液中一定不存在Al3＋、Cl－
答案 C
解析 滤液中加入了烧碱溶液，通过焰色试验不能确定原溶液中是否存在Na＋；加入BaCl2溶液生成沉淀1，说明原溶液中至少含有CO、SO中的一种，沉淀1部分溶于盐酸，所以沉淀1一定是BaSO4、BaCO3的混合物，故原溶液中一定存在CO、SO，CO和Al3＋不能大量共存，所以原溶液中一定不存在Al3＋；沉淀2为硫酸钡，其物质的量为＝0.01 mol，CO的物质的量为＝0.01 mol；向所得滤液中加入氢氧化钠溶液，生成了气体，则该气体应为氨气，证明原溶液中一定含有NH，其物质的量为＝0.05 mol，CO、SO所带负电荷的物质的量之和为0.01 mol×2＋0.01 mol×2＝0.04 mol，根据电荷守恒，原溶液中一定存在Cl－，不能确定是否存在Na＋，所以n(Cl－)≥0.01 mol。
离子推断的常用原则
微专题7 离子检验的规范答题
离子检验类问题的答题模板
【典例】 (2020·课标全国Ⅰ)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题：
实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是_______________________________________________________。
答案 取少量活化后溶液于试管，滴入KSCN溶液，不出现血红色
解析 该活化反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故通过检验Fe3＋可说明活化反应是否完成，具体操作为取少量活化后溶液于试管，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变血红色，则说明活化反应已完成。
1．(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。
【查阅资料】(NH4)2SO4在260 ℃和400 ℃时分解产物不同。
【实验探究】该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。
连接装置A→D→B，检查气密性，按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后，于400 ℃加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO，无SO。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。
检验装置D内溶液中有SO，无SO的实验操作和现象是_____________________________________________________。
答案 取少量装置D内溶液于试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入足量稀盐酸后，沉淀完全溶解，放出无色刺激性气味气体
解析 (1)明确原理：依据题目要求，明确检验的原理，根据原理确定方法。如SO、SO都与Ba2＋产生沉淀，但BaSO3可溶于盐酸而BaSO4不溶于盐酸。
(2)叙述操作：取液体(水层少量液体)、加试剂(如加BaCl2溶液、加盐酸酸化等)。
(3)描述现象：观察产生沉淀及沉淀如何变化要明确具体。
(4)得出结论：由什么现象得出对应结论，如“若……说明……，若……说明……”。
2．(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：
_______________________________________________________________。
已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液。
(2)榴石矿石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。试设计实验证明榴石矿中含有FeO(试剂任选，说明实验操作与现象)__________________。
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)取矿石少许，加稀硫酸充分反应后，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，证明矿石中含有FeO(不能加盐酸溶解)
3．已知：5SO＋2IO＋2H＋===I2＋5SO＋H2O
某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2，可能存在I－、IO中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I－、IO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；_______________________________________________________________。
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 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－。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IO；若溶液不变蓝，说明废水中不含有IO
1．(2020·江苏化学，4)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氨水溶液：Na＋、K＋、OH－、NO
B．0.1 mol·L－1盐酸溶液：Na＋、K＋、SO、SiO
C．0.1 mol·L－1 KMnO4溶液：NH、Na＋、NO、I－
D．0.1 mol·L－1 AgNO3溶液：NH、Mg2＋、Cl－、SO
答案 A
解析 氨水中，Na＋、K＋、OH－、NO彼此不反应，能大量共存，A项正确；盐酸中的H＋能与SiO结合生成H2SiO3沉淀，B项错误；KMnO4溶液具有强氧化性，具有还原性的I－不能大量存在，C项错误；AgNO3溶液中的Ag＋能与Cl－反应生成AgCl沉淀，二者不能大量共存，Ag＋与SO生成微溶物Ag2SO4，Ag＋与SO不能大量共存，D项错误。
2．(2019·上海等级考)能证明亚硫酸钠部分变质所需要的试剂是( )
A．硝酸钡，稀硫酸 B．稀盐酸，氯化钡
C．稀硫酸，氯化钡 D．稀硝酸，氯化钡
答案 B
解析 若要证明亚硫酸钠部分变质，须证明该样品中含有Na2SO3和Na2SO4，检验步骤：取少量样品置于试管中溶解，滴入盐酸后有气泡冒出，继续滴加盐酸至无气泡冒出后，再滴入少量BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则证明Na2SO3部分变质。
3．(2018·浙江11月选考)通过实验得出的结论正确的是( )
A．将某固体试样完全溶于盐酸，再滴加BaCl2溶液，出现白色沉淀，则该固体试样中存在SO
B．将某固体试样完全溶于盐酸，再滴加KSCN溶液，没有出现红色，则该固体试样中不存在Fe3＋
C．在某固体试样加水后的溶液中，滴加NaOH溶液，没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，该固体试样中仍可能存在NH
D．在某固体试样加水后的上层清液中，滴加盐酸出现白色沉淀，再加NaOH溶液沉淀溶解，则该固体试样中存在SiO
答案 C
解析 A．若固体试样为硫酸的酸式盐，如硫酸氢钠，可溶于盐酸，再滴加BaCl2溶液，出现白色沉淀，故A错误；B.加入KSCN溶液没有出现红色，证明溶液中不存在铁离子，但无法确定该固体样品中是否存在Fe3＋，假如固体为铁和氧化铁的混合物，并且铁多，完全溶于盐酸也不生成三价铁离子，故B错误；C.氨气易溶于水，加入氢氧化钠溶液，应进行加热，因此固体试样中仍可能存在NH，故C正确；D.在某固体试样加水后的上层清液中，滴加盐酸出现白色沉淀，可能为偏铝酸钠和盐酸的反应，生成氢氧化铝与氢氧化钠溶液的反应，可溶解，故D错误。
4．(2019·江苏化学)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－1 NaOH溶液：Na＋、K＋、CO、AlO
B．0.1 mol·L－1 FeCl2溶液：K＋、Mg2＋、SO、MnO
C．0.1 mol·L－1 K2CO3溶液：Na＋、Ba2＋、Cl－、OH－
D．0.1 mol·L－1 H2SO4溶液：K＋、NH、NO、HSO
答案 A
解析 B项，MnO可以氧化Fe2＋，错误；C项，CO与Ba2＋会发生反应生成BaCO3沉淀，错误；D项，H＋可以与HSO反应生成SO2，且酸性条件下NO会氧化HSO生成SO，错误。
5．(2016·全国卷Ⅱ)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
答案 C
解析 A项，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，错误；B项，AgCl不溶于酸，固体不能全部溶解，错误；C项，亚硫酸钠和碳酸钡加入水，碳酸钡不溶于水使部分固体不溶解，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，再将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，正确；D项，Na2CO3、CuSO4中加入足量稀硫酸，振荡后无固体存在，错误。
6．(2018·浙江11月选考)已知化合物X由3种元素组成，某学习小组进行了如下实验：
①取适量X，加水完全溶解，无气体产生，溶液呈碱性；进行焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色；
②取1.685 g X溶于水，加入含HCl 0.020 00 mol的盐酸恰好中和；中和后的溶液与硝酸酸化的过量AgNO3溶液反应，得到4.305 g白色沉淀。
请回答：
(1)X中3种元素是________(用元素符号表示)。
(2)X与水反应的化学方程式是____________________________________。
(3)X中一种元素对应的单质，可与足量的Na2CO3溶液反应得到Cl2O，写出该反应的离子方程式：_______________________________________________。
答案 (1)K、Cl、O (2)K3ClO＋H2O===KCl＋2KOH
(3)H2O＋2Cl2＋2CO===Cl2O＋2Cl－＋2HCO
解析 ①X加水完全溶解，无气体产生，对溶液进行焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色，说明含有K元素。而溶液呈碱性说明X与水反应生成KOH；②中和过程n(KOH)＝n(HCl)＝0.02 mol，而白色沉淀为AgCl，其物质的量为4.305 g÷143.5 g/mol＝0.03 mol，大于盐酸溶液中含有的0.02 mol HCl，故X中含有Cl元素，溶液中X产生的氯离子为0.03 mol－0.02 mol＝0.01 mol，则溶液中KCl为0.01 mol，则X中K原子物质的量为0.02 mol＋0.01 mol＝0.03 mol，由于X含有三种元素，由元素守恒可知，X还含有O元素，1.685 g X中含有O原子为(1.685 g－0.03 mol×39 g/mol－0.01 mol×35.5 g/mol)÷16 g/mol＝0.01 mol，故X中K、Cl、O原子数目之比为0.03 mol∶0.01 mol∶0.01 mol＝3∶1∶1，故X的化学式为：K3ClO。(1)由上述分析可知，X中3种元素是：K、Cl、O；(2)X的化学式为：K3ClO，X中Cl为－1价、O为－2价，X与水发生非氧化还原反应，故反应方程式为K3ClO＋H2O===KCl＋2KOH；(3)X中一种元素对应的单质，可与足量的Na2CO3溶液反应得到Cl2O，该X的单质为Cl2，生成Cl2O过程Cl元素化合价升高，故Cl元素被还原，则有NaCl生成，由化合价升降相等可知Cl2O、NaCl的物质的量之比为1∶2，Cl2O中的氧原子源于水，碳酸钠足量，会有碳酸氢钠生成，故配平反应方程式为：H2O＋2Cl2＋2Na2CO3===Cl2O＋2NaCl＋2NaHCO3。离子方程式为H2O＋2Cl2＋2CO===Cl2O＋2Cl－＋2HCO。
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．(2021·四川成都市摸底测试)下列离子在溶液中能大量共存的是( )
A．Na＋、Ca2＋、Cl－、CO B．HCO、K＋、NH、OH－
C．Fe2＋、H＋、SO、NO D．Na＋、K＋、CO、SiO
答案 D
解析 A项中Ca2＋与CO生成CaCO3沉淀而不能大量共存；B项中HCO、NH均会与OH－发生反应，不能大量共存；C项中H＋、NO、Fe2＋发生氧化还原反应而不能大量共存；D项离子之间不反应，能大量共存。
2．(2021·广东惠州第一次调研)在某无色透明的酸性溶液中，能共存的离子组是( )
A．Na＋、K＋、SO、HCO B．Cu2＋、K＋、SO、NO
C．Na＋、K＋、Cl－、NO D．Na＋、K＋、SO、NO
答案 C
解析 酸性溶液中存在大量的H＋，HCO与H＋不能大量共存，A项错误；Cu2＋溶液呈蓝色，题目要求无色，B项错误；Na＋、K＋、Cl－、NO、H＋之间不反应，能大量共存，且能形成无色透明溶液，C项正确；酸性条件下SO、NO之间发生氧化还原反应而不能共存，D项错误。
3．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( )
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SO
B
滴加稀硫酸
有刺激性气味的气体产生
原溶液中有SO
C
用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色试验
火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)
原溶液中有K＋
D
滴加NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试液纸置于试管口
试纸不变蓝
原溶液中无NH
答案 C
解析 A项，加入BaCl2溶液得到白色沉淀，原溶液中可能含有SO或SO或Ag＋；B项，HSO也有同样的现象；C项，观察K＋的焰色试验应透过蓝色钴玻璃，排除Na＋的干扰；D项，检验NH应加入浓NaOH溶液，且需要加热。
4．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．在新制饱和氯水中：NH、Na＋、SO、SO
B．在能使红色石蕊试纸变蓝的溶液中：Cu2＋、K＋、HCO、CO
C．在加入铝粉能产生的H2的溶液中：Fe2＋、Na＋、SO、NO
D．在c(H＋)＝1×10－11 mol·L－1的溶液中：Na＋、K＋、S2－、SO
答案 D
解析 在新制饱和氯水中含有大量的Cl2、HClO，它们与还原性微粒SO会发生氧化还原反应，不能大量共存，A项错误；能使红色石蕊试纸变蓝的溶液为碱性溶液，溶液中的OH－与Cu2＋、HCO会发生反应，不能大量共存，且Cu2＋、CO也会反应生成CuCO3沉淀，不能大量共存，B项错误；加入铝粉能产生H2的溶液可能显酸性，也可能显碱性，在酸性条件下，Fe2＋、NO会发生氧化还原反应，不能大量共存，在碱性条件下，OH－与Fe2＋会反应生成Fe(OH)2，不能大量共存，C项错误；c(H＋)＝1×10－11 mol·L－1的溶液显碱性，在碱性条件下，选项中的离子可以大量共存，D项正确。
5．下列各组离子能大量共存且满足相应要求的是( )
选项
离子组
要求
A
K＋、AlO、Cl－、Cr2O
溶液无色澄清
B
Fe3＋、NO、Br－、HCO
逐滴滴加盐酸，立即产生气体
C
Na＋、K＋、AlO、NO
逐滴滴加盐酸，先有沉淀产生，后沉淀消失
D
NH、Al3＋、SO、Cl－
滴加NaOH溶液并加热，立刻产生气体
答案 C
解析 Cr2O有颜色，因此不能在无色澄清溶液中大量存在，A项错误；Fe3＋与HCO会发生相互促进的水解反应，不能大量共存，B项错误；四种离子能大量共存，因为有AlO的存在，故逐滴滴加盐酸，先有沉淀产生，后沉淀消失，C项正确；四种离子能大量共存，但滴加NaOH溶液并加热时，NaOH会先与Al3＋反应，不会立刻产生气体，D项错误。
6．(2020·河南信阳市罗山县高三一调)化学实验中常需对溶液进行酸化，下列酸化处理措施中，正确的是( )
A．检验溶液中是否含Cl－时，用硫酸酸化后再加AgNO3溶液
B．检验溶液中是否含Fe2＋时，用硝酸酸化后再加KSCN溶液
C．检验溶液中是否含SO时，用盐酸酸化后再加BaCl2溶液
D．为提高 MnO的氧化性，向该溶液中加入盐酸酸化
答案 C
解析 检验溶液中是否含Cl－时，用硫酸酸化后再加AgNO3溶液，会产生微溶物硫酸银，外观也是白色沉淀，会干扰氯离子检验，故A错误；检验溶液中是否含Fe2＋时，用硝酸酸化，则亚铁离子被HNO3氧化生成铁离子，再加 KSCN溶液，一定出现血红色，因此，硝酸酸化会干扰亚铁离子检验，故B错误；检验溶液中是否含SO时，用盐酸酸化，若没有白色沉淀，则排除银离子、硅酸根离子，再加BaCl2溶液，出现白色沉淀，则一定为硫酸钡沉淀，故C正确；为提高MnO的氧化性，向该溶液中加入盐酸酸化，则高锰酸根离子、氯离子和氢离子会发生氧化还原反应而消耗，故D错误。
7．某无色溶液含有下列离子中的若干种：H＋、NH、Fe3＋、Ba2＋、Al3＋、CO、Cl－、OH－、NO。向该溶液中加入铝粉，只放出H2，则溶液中能大量存在的离子最多有( )
A．3种 B．4种
C．5种 D．6种
答案 C
解析 含有Fe3＋的溶液显黄色，在无色溶液中不能大量存在；H＋与CO、OH－会发生反应，不能大量共存；OH－与NH、Al3＋会发生反应，不能大量共存；Ba2＋、Al3＋和CO会发生反应，不能大量共存。向该溶液中加入铝粉，只放出H2，若溶液为碱性，则含有大量的OH－，还可能含有大量的Ba2＋、Cl－、NO，最多4种；若溶液为酸性，由于H＋、NO起硝酸的作用，加入Al不能产生氢气，所以含有的离子可能是H＋、NH、Ba2＋、Al3＋、Cl－，最多是5种离子。
8．已知：SO＋I2＋H2O===SO＋2H＋＋2I－，某溶液中可能含有I－、NH、Cu2＋、SO，向该无色溶液中加入少量溴水，溶液仍呈无色，则下列判断正确的是( )
A．肯定不含I－ B．肯定不含NH
C．可能含有SO D．可能含有I－
答案 D
解析 溴首先氧化亚硫酸根离子后氧化碘离子，溶液仍呈无色说明一定含有亚硫酸根离子，可能含有碘离子，一定不含铜离子，根据电荷守恒可知一定含铵根离子。
9．常温下，下列离子在指定环境中一定能够大量共存的是( )
A．通入SO2气体：Na＋、Ca2＋、Cl－、ClO－
B．酸性溶液中：Mg2＋、Fe3＋、SO、SCN－
C．0.1 mol·L－1的明矾溶液中：K＋、Ba2＋、Cl－、HCO
D.＝1.0×10－12 mol·L－1的溶液中：NH、Cl－、Fe2＋、I－
答案 D
解析 SO2具有还原性，与ClO－在溶液中发生氧化还原反应，不能大量共存，A项错误；Fe3＋与SCN－能大量存在，B项错误；在明矾溶液中，Al3＋与HCO会发生相互促进的水解反应，形成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，不能大量共存，C项错误；＝1.0×10－12 mol·L－1的溶液显酸性，在酸性溶液中，H＋与选项中的离子不能发生任何反应，可以大量共存，D项正确。
10．(2020·郑州高三上学期期中)下列关于物质或离子检验的推断正确的是( )
A．向X溶液中滴加KSCN溶液，溶液显红色，证明X溶液中有Fe3＋，无Fe2＋
B．用盐酸酸化Y溶液，无现象，再加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，则Y溶液中含有SO
C．用玻璃棒蘸取Z溶液在酒精灯上灼烧，火焰呈黄色，再透过蓝色钴玻璃观察火焰无紫色，则Z溶液中有Na＋、无K＋
D．用盐酸酸化W溶液，无现象，再向其中滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，则W溶液中含有Cl－
答案 B
解析 A项，亚铁离子与KSCN不反应，不能鉴别，若检验亚铁离子，可用亚铁氰化钾溶液检验Fe2＋，错误；B项，能与Ba2＋反应生成沉淀的可能是CO、SO、SO，但先加入盐酸无明显现象，可以排除CO、SO的干扰，然后加入氯化钡，如果产生沉淀，则溶液中含SO，正确；C项，玻璃中含有钠离子，用玻璃棒蘸取溶液在酒精灯上灼烧，火焰呈黄色，不能证明溶液中是否含有钠离子，错误；D项，盐酸中也含有氯离子，故无法判断W溶液中是含有Cl－，D错误。
11．(2020·佛山期末)下列实验中，对应的现象及结论或解释均正确的是( )
选项
实验操作
现象
结论或解释
A
将乙烯通入酸性KMnO4溶液
紫红色褪去
乙烯具有漂白性
B
向KI溶液中加入淀粉，然后加入稀硫酸，搅拌
开始无明显现象，片刻溶液变蓝
氧化性：H2SO4＞I2
C
向某盐溶液中先加入氯水，再滴加KSCN溶液
溶液变红色
一定含有Fe2＋
D
取少量某无色溶液，先滴加氯水，再加入少量CCl4，振荡、静置
溶液分层，下层呈紫红色
原无色溶液中一定有I－
答案 D
解析 A项，乙烯将MnO还原为Mn2＋；B项，溶解在溶液中的氧气将I－氧化为单质碘；C项，若溶液中只有Fe3＋，也会产生相同的现象；D项，下层呈紫红色，可知氯气氧化碘离子生成碘，则无色溶液中一定有I－，正确。
12．(2020·山东济宁统考)某试液中只能含有K＋、NH、Fe2＋、Al3＋、Cl－、SO、CO、AlO中的若干种离子，离子浓度均为0.1 mol·L－1，某同学进行了如下实验：
下列说法正确的是( )
A．原试液中存在NH、Fe2＋、Cl－、SO
B．滤液X中大量存在的阳离子有NH、Fe2＋和Ba2＋
C．沉淀C为Al(OH)3
D．无法确定原试液中是否含有Al3＋、Cl－
答案 A
解析 加入过量稀硫酸无明显变化，说明不含CO，不含AlO；加入硝酸钡有气体生成，由于已经加入了硫酸，NO在酸性条件下具有强氧化性，说明有Fe2＋存在且被氧化，沉淀A为BaSO4；加入NaOH有气体，说明存在NH，沉淀B为氢氧化铁沉淀；通入少量CO2产生沉淀，溶液呈碱性，且存在Ba2＋，沉淀C为BaCO3。因为存在的离子浓度均为0.1 mol·L－1，则原试液中只能含有NH、Fe2＋、Cl－、SO才能保证电荷守恒，K＋必然不能存在。由上述分析可知，A项正确；滤液X中大量存在的离子有NH、Fe3＋和Ba2＋，B项错误；原试液中不含Al3＋，C、D项错误。
二、非选择题(本题包括3小题)
13．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。
(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)
阳离子
K＋
Ag＋
Ca2＋
Ba2＋
阴离子
NO
CO
SiO
SO
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)。
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
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“？”)。
阴离子
NO
CO
SiO
SO
c/mol·L－1
答案 (1)Ag＋、Ca2＋、Ba2＋
(2)CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
(3)
阴离子
NO
CO
SiO
SO
c/mol·L－1
？
0.25
0.4
0
解析 (1)由实验Ⅰ可知，该溶液一定含有CO，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SiO，生成H2SiO3沉淀，所以由实验Ⅰ可知，该溶液一定含有CO、SiO，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CO，故反应的离子方程式为CO＋2H＋===H2O＋CO2↑。(3)由实验Ⅰ可知，n(CO)＝0.025 mol，c(CO)＝0.25 mol·L－1，n(SiO)＝0.04 mol，c(SiO)＝0.4 mol·L－1，由实验Ⅲ可知溶液中不含SO，不能确定NO是否存在。
14．某溶液中仅含下列离子中的某些离子，且所含离子的物质的量浓度相同。某同学向溶液中加入过量稀硫酸后，有气泡产生，但无沉淀生成。
阴离子
SO、NO、Cl－、CO
阳离子
Fe2＋、Na＋、Ca2＋、Al3＋
请回答下列问题：
(1)溶液中一定不存在的阳离子是________。
(2)向原溶液中滴加NaOH溶液，现象是______________________________；整个过程中发生反应的方程式为___________________________________。
(3)向溶液中加入过量稀硫酸，发生反应的离子方程式为
_____________________________________________________________。
答案 (1)Ca2＋、Al3＋
(2)先出现白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3或4Fe2＋＋8OH－＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓
(3)NO＋3Fe2＋＋4H＋===2H2O＋NO↑＋3Fe3＋
解析 加入过量稀硫酸后，无沉淀生成，说明不存在Ca2＋，因为硫酸钙微溶于水，能沉淀；有气泡产生，有两种可能性，第一种存在CO，但如果存在CO，阳离子只能为Na＋，这样离子浓度就不可能相等，那就只能是第二种可能性，也就是NO和Fe2＋同时存在，产生NO气体，又根据离子的物质的量浓度相同，所以溶液中可能存在的组合有Fe2＋、NO、Cl－或SO、NO、Fe2＋、Na＋。(1)由以上推测可知溶液中一定不存在的阳离子是Ca2＋、Al3＋。(2)向原溶液中滴加NaOH溶液，现象是先出现白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色；整个过程中发生反应的方程式为Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3或者合并写成4Fe2＋＋8OH－＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓。(3)向溶液中加入过量稀硫酸，发生反应的离子方程式为NO＋3Fe2＋＋4H＋===2H2O＋NO↑＋3Fe3＋。
15．由三种元素组成的化合物A，按如下流程进行实验。气体B为纯净物，溶液C焰色试验为砖红色，气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
请回答：
(1)组成A的三种元素是__________，A的化学式是________。
(2)固体A与足量稀盐酸反应的化学方程式是_____________________。
(3)气体E与甲醛在一定条件可生成乌洛托品(学名：亚甲基四胺)，该反应的化学方程式是______________________________________(乌洛托品可以用分子式表示)。
答案 (1)Ca、H和N Ca2HN
(2)Ca2HN＋5HCl===2CaCl2＋H2↑＋NH4Cl
(3)4NH3＋6HCHO―→(或C6H12N4)＋6H2O
解析 (1)由气体B为纯净物，溶液C焰色试验为砖红色，气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可知B为H2，E为NH3，沉淀F为CaCO3，说明固体A含有Ca、H、N三种元素，并由各元素在化合物中表现的价态确定Ca ＋2价、H －1价、N －3价，以及题中所给的数据，可推断出A的化学式为Ca2HN。(2)A与足量稀盐酸反应的化学方程式为：Ca2HN＋5HCl===2CaCl2＋H2↑＋NH4Cl。(3)由乌洛托品的结构简式可知，NH3和HCHO是按2∶3的物质的量之比发生反应的，除了生成有机物外，还有水生成，故化学方程式为：4NH3＋6HCHO―→C6H12N4＋6H2O 。
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