主题1 第3讲 离子共存与推断（Word教师用书）-【新高考方案】2025年高考化学一轮总复习（山东海南版）

第三讲　离子共存与推断(综合应用课) 离子共存与推断是高中化学教学重、难点之一，内容涉及溶液中离子间的复分解反应、氧化还原反应、络合反应、水解与电离等核心知识点，体现“微观探析”“变化观念”等化学学科核心素养。通过近几年的高考试题来看，所命制的题目在传承中不断变化创新，以真实情境为载体，考查学生的学以致用能力。 真题集训——悟多彩考法 1．(2022·全国乙卷)某白色粉末样品，可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量样品进行如下实验： ①溶于水，得到无色透明溶液；②向①的溶液中滴加过量稀盐酸，溶液变浑浊，有刺激性气体逸出，离心分离；③取②的上层清液，向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。 该样品中确定存在的是(　 ) A．Na2SO4、Na2S2O3　　 B．Na2SO3、Na2S2O3 C．Na2SO4、Na2CO3 D．Na2SO3、Na2CO3 解析：选A　由题意可知，①取少量样品溶于水得到无色透明溶液，说明固体溶于水且相互之间能共存，②向①的溶液中滴加过量稀盐酸，溶液变浑浊，有刺激性气体放出，说明固体中存在Na2S2O3，发生反应S2O＋2H＋===S↓＋H2O＋SO2↑；由于盐酸过量，向②的上层清液中滴加BaCl2溶液有沉淀生成，说明溶液中一定含有SO，而SO、CO无法判断。 2．(2023·山东卷)鉴别浓度均为0.1 mol·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 mol·L－1 KI溶液 D．滴加饱和Na2CO3溶液 解析：选C　NaClO为强碱弱酸盐，其水溶液显碱性，Ba(OH)2为强碱，Al2(SO4)3为强酸弱碱盐，其水溶液显酸性，浓度均为0.1 mol·L－1的NaClO、Ba(OH)2、Al2(SO4)3溶液，其pH大小关系为Ba(OH)2>NaClO>Al2(SO4)3，故测定溶液pH可进行鉴别，A不符合题意；NaClO具有强氧化性，可使酚酞试剂褪色，Ba(OH)2溶液可使酚酞试剂显红色，Al2(SO4)3水溶液显酸性，滴加酚酞试剂溶液呈无色，因此滴加酚酞试剂可进行鉴别，B不符合题意；NaClO能将I－氧化为I2，Ba(OH)2、Al2(SO4)3与KI均不反应，只用KI溶液无法鉴别三种溶液，C符合题意；NaClO与饱和Na2CO3溶液不反应，二者混合无现象，Ba(OH)2与饱和Na2CO3溶液反应生成BaCO3白色沉淀，Al2(SO4)3与饱和Na2CO3溶液发生相互促进的水解反应生成Al(OH)3白色沉淀和CO2气体，故滴加饱和Na2CO3溶液可鉴别三种溶液，D不符合题意。 3．(2022·重庆卷)下列操作中，不会影响溶液中K＋、Al3＋、Fe3＋、Ba2＋、Cl－、NO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　向溶液中加入硫酸锌溶液，硫酸根离子会与溶液中的钡离子反应产生BaSO4沉淀，故A不符合题意；向溶液中加入铁粉，铁离子会与铁反应生成亚铁离子，故B不符合题意；向溶液中通入氨气，铝离子、铁离子会与氨水反应生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀，故C不符合题意；向溶液中通入二氧化碳，二氧化碳与溶液中离子不发生任何反应，故D符合题意。 4．(2022·广东卷)实验室进行粗盐提纯时，需除去Ca2＋、Mg2＋和SO ，所用试剂包括BaCl2以及(　 ) A．Na2CO3、NaOH、HCl B．Na2CO3、HCl、KOH C．K2CO3、HNO3、NaOH D．Na2CO3、NaOH、HNO3 解析：选A　粗盐提纯时，用NaOH除去Mg2＋，用BaCl2除去SO，用Na2CO3除去Ca2＋及多余的Ba2＋，最后用盐酸除去多余的CO、OH－，A项正确。 5．(2022·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 mol·L－1氨水中：Ag＋、Cu2＋、NO、SO B．在0.1 mol·L－1氯化钠溶液中：Fe3＋、I－、Ba2＋、HCO C．在0.1 mol·L－1醋酸溶液中：SO、NH、Br－、H＋ D．在0.1 mol·L－1硝酸银溶液中：K＋、Cl－、Na＋、CO 解析：选C　氨水显碱性，会与Ag＋、Cu2＋反应，不能大量共存，A项错误；Fe3＋、I－会发生氧化还原反应，不能大量共存，B项错误；醋酸显酸性，在醋酸溶液中SO、NH、Br－、H＋均不会发生反应，能大量共存，C项正确；硝酸银中的Ag＋会与Cl－、CO反应生成沉淀，不能大量共存，D项错误。 题点突破(1)——离子共存 [必备知能素养] (一)明确离子不能共存的4个角度 1．复分解反应型 (1)生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存 阳离子 不能大量共存的阴离子 Ba2＋、Ca2＋、Pb2＋、Ag＋ CO、SO、SO、SiO、PO Cu2＋、Fe2＋ OH－、S2－、CO、SiO Mg2＋、Zn2＋ OH－、CO、[Al(OH)4]－、SiO H＋ SiO、[Al(OH)4]－ (2)生成气体及挥发性物质的离子不能大量共存 离子 不能大量共存的离子 H＋ S2O、SO、HSO、CO、HCO、S2－、HS－ OH－ NH (3)生成难电离物质(水、弱酸、一水合氨等)不能大量共存 　H＋与CH3COO－、CO、S2－、SO、ClO－等生成弱酸不能大量共存；OH－与NH(稀溶液)生成弱碱不能大量共存；H＋与OH－生成水不能大量共存。 2．氧化还原反应型 　具有较强氧化性的离子与具有较强还原性的离子，会发生氧化还原反应而不能大量共存。 判断下表中所列离子能否发生氧化还原反应，能反应的打“√”，不能反应的打“×”。 S2－ SO I－ Fe2＋ Br－ Cl－ MnO(H＋) √ √ √ √ √ √ ClO－ √ √ √ √ √ √(酸性) NO(H＋) √ √ √ √ — — Fe3＋ √ √ √ × × × 3.水解相互促进型 (1)常见的因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的离子如下： ①Al3＋与CO、HCO、S2－、HS－、[Al(OH)4]－、SiO。 ②Fe3＋与CO、HCO、[Al(OH)4]－、SiO。 (2)NH与CH3COO－、CO、HCO、S2－等能发生相互促进的水解反应，但反应程度仍较小，能大量共存。 4．络合反应型 离子间因发生络合反应而不能大量共存，常见的反应有 (1)Fe3＋与SCN－因生成Fe(SCN)3而不能大量共存。 (2)Ag＋与NH3·H2O因生成[Ag(NH3)2]＋而不能大量共存。 (二)离子共存题的常见限定条件分析 1．无色溶液中隐含的限定条件 溶液无色说明溶液中不存在大量的Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、MnO、Cr2O、CrO等有色离子。 2．常见表示溶液呈酸性的描述 ①常温下pH＝1的溶液；②使pH试纸变红的溶液；③使甲基橙呈红色的溶液；④c(H＋)＝0.1 mol·L－1的溶液。 3．常见表示溶液呈碱性的描述 ①常温下pH＝14的溶液；②使pH试纸变蓝的溶液；③使酚酞变红的溶液；④c(OH－)＝0.1 mol·L－1的溶液。 4．常见表示溶液既可能呈酸性又可能呈碱性的描述 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。 [解题思维建模] [例1]　常温下，取铝热反应后所得固体(含有Al2O3、Fe、Fe2O3等物质)用过量稀硫酸浸出后的溶液，分别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．加入过量 NaOH 溶液：Na＋、[Al(OH)4]－、OH－、SO B．加入过量氨水：NH、Al3＋、OH－、SO C．加入过量铁粉：Fe3＋、H＋、Al3＋、SO D．加入过量 NaNO3 溶液：Fe2＋、H＋、NO、SO [解析]　常温下，取铝热反应后所得固体(含有Al2O3、Fe、Fe2O3等物质)用过量稀硫酸浸出后的溶液，可能发生的反应有：Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O、Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑、Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O、Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，故反应后的溶液中可能含有：Al3＋、Fe2＋、SO或者Al3＋、Fe2＋、Fe3＋、SO，据此分析解题。加入过量NaOH 溶液后，Al3＋转化为[Al(OH)4]－，Fe2＋和Fe3＋转为沉淀，且Na＋、[Al(OH)4]－、OH－、SO相互不反应，能够大量共存，A符合题意；加入过量氨水后，Al3＋、Fe2＋、Fe3＋均转化为沉淀，且NH与OH－、Al3＋与OH－不能大量共存，B不符合题意；加入过量铁粉后，将Fe3＋转化为Fe2＋，则溶液中不可能有大量的Fe3＋和H＋，C不符合题意；由于Fe2＋、H＋和NO能发生氧化还原反应，故加入过量 NaNO3 溶液中Fe2＋、H＋、NO不能大量共存，D不符合题意。 [答案]　A 思维建模|离子共存的“四步”分析法 第一步：细审题干关键点 ①注意“一定大量共存”“可能大量共存”“不能大量共存”“因发生氧化还原反应而不能大量共存”等关键点； ②注意“透明溶液”意味着无难溶物和微溶物，但并不意味着溶液无色 第二步：分析隐含条件 ①溶液是否无色； ②溶液的酸、碱性分析； ③溶液是否含有氧化性或还原性离子 第三步：抓住反应发生条件 ①清楚生成气体、沉淀、弱电解质的复分解反应； ②特别注意常见的氧化还原反应； ③熟记相互促进的水解反应； ④牢记能发生的络合反应 第四步：注意特殊情况 ①S2－与SO在碱性条件可以共存，但在酸性条件下则会发生氧化还原反应而不能大量共存； ②NO在碱性和中性环境中没有氧化性，酸性环境中具有氧化性； ③ClO－在酸性、中性和碱性环境中均有较强的氧化性 [迁移应用体验] 一、判断离子共存，注意选项限定条件 1．(2024·广州市为明学校调研)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．0.1 mol·L－1氨水溶液：Na＋、K＋、OH－、NO B．c(H＋)水＝1×10－12 mol·L－1的溶液：Na＋、K＋、SO、SiO C．0.1 mol·L－1 K2Cr2O7酸性溶液：NH、Na＋、NO、I－ D．0.1 mol·L－1 AgNO3溶液：NH、Mg2＋、Br－、SO 解析：选A　0.1 mol·L－1氨水溶液：Na＋、K＋、OH－、NO能够大量共存，A正确；c(H＋)水＝1×10－12 mol·L－1的溶液说明水的电离受到抑制，可能是酸性溶液也可能是碱性溶液，在酸性溶液中H＋与SiO生成弱电解质H2SiO3不能共存，B错误；在酸性溶液中Cr2O和NO均与I－发生氧化还原反应，因此不能大量共存，C错误；在0.1 mol·L－1 AgNO3溶液中，Ag＋与Br－和SO均能发生反应生成难溶物，D错误。 2．(2024·邢台市部分高中模拟)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的NaHCO3溶液中：Al3＋、K＋、Cl－、SO B．使pH试纸显红色的溶液中：Na＋、NO、CO、SO C．含有KSCN的溶液中：Fe3＋、Na＋、SO、Cl－ D.＝1012的溶液中：Na＋、K＋、SO、ClO－ 解析：选D　Al3＋和HCO发生相互促进水解反应，不能大量共存，A项不符合题意；使pH试纸显红色的溶液显酸性，H＋和CO不能大量共存，B项不符合题意；Fe3＋和SCN－不能大量共存，C项不符合题意；＝1012的溶液显碱性，OH－、Na＋、K＋、SO、ClO－能大量共存，D项符合题意。 二、判断离子共存，注意题干限定条件 3．(2024·天津市部分区一模)25 ℃时，下列各组离子在酸性溶液中能大量共存的是(　 ) A．Na＋、K＋、MnO、Cl－ B．Fe2＋、K＋、NO、SO C．Fe3＋、Cl－、Na＋、SO D．Na＋、K＋、Cl－、HCO 解析：选C　酸性条件下，存在大量H＋，MnO和Cl－发生氧化还原反应，A错误；酸性条件下，存在大量H＋，Fe2＋与NO发生氧化还原反应，B错误；Fe3＋、Na＋、Cl－、SO在酸性条件下不发生反应，四种离子可以共存，C正确；酸性条件下，HCO与H＋反应生成二氧化碳，不能共存，D错误。 4．实验室欲配制一种仅含四种离子(不考虑来源于水电离的离子)的溶液，且溶液中四种离子的浓度均为1 mol·L－1，能达到此目的的是(　 ) A．Al3＋、K＋、SO、NO B．ClO－、I－、K＋、Na＋ C．Na＋、Mg2＋、SO、Cl－ D．Ba2＋、OH－、CO、K＋ 解析：选C　Al3＋、K＋、SO、NO在溶液中可以大量共存，但当物质的量相等时，不满足电荷守恒，A不符合题意；ClO－、I－在溶液中发生氧化还原反应，不能大量共存，B不符合题意；Na＋、Mg2＋、SO、Cl－在溶液中可以大量共存，当物质的量相等时，满足电荷守恒，C符合题意；Ba2＋、CO在溶液中结合生成碳酸钡白色沉淀，不能大量共存，D不符合题意。 题点突破(2)——离子的检验与推断 [必备知能素养] (一)常见阳离子的检验与推断依据 　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．依据生成的沉淀检验或推断 阳离子 试剂 实验现象(依据) 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] 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．依据生成的气体检验或推断 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检验或推断 阳离子 试剂或方法 实验现象(依据) 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，后变红色 (二)常见阴离子的检验与推断依据 1．依据生成的沉淀检验或推断 阴离子 试剂 实验现象(依据) Cl－ AgNO3溶液和稀HNO3 产生白色沉淀：AgCl Br－ 产生淡黄色沉淀：AgBr I－ 产生黄色沉淀：AgI SO 稀盐酸和BaCl2溶液 加稀盐酸无明显现象，再加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，再加稀盐酸沉淀溶解，产生无色无味气体 2．依据生成的气体检验或推断 阴离子 试剂 实验现象(依据) CO、HCO 稀盐酸和澄清石灰水 产生无色、无味能使澄清石灰水变浑浊的气体 SO、HSO 稀H2SO4和品红溶液 加稀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．依据显示的特殊颜色检验或推断 (1) (2)有机层(下层) (3)I－溶液变蓝，表明有I－ [解题思维建模] [例2]　有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、NO、SO、Cl－、I－、HCO，取该溶液实验如表所示： 实验步骤 实验现象 ①取少量该溶液，加几滴甲基橙 溶液变红色 ②取少量该溶液加热浓缩，加Cu片和浓H2SO4，加热 有无色气体产生，气体遇空气可以变成红棕色 ③取少量该溶液，加BaCl2溶液 有白色沉淀生成 ④取③中上层清液，加AgNO3溶液 有稳定的白色沉淀生成，且不溶于HNO3 ⑤取少量该溶液，加NaOH溶液 有白色沉淀生成，当NaOH过量时沉淀部分溶解 由此判断： (1)溶液中肯定存在的离子是_____________________________________________， 溶液中肯定不存在的离子是_____________________________________________。 (2)为进一步确定其他离子，应该补充的实验及对应欲检验的离子(如为溶液反应，说明使用试剂的名称，不必写详细操作步骤)为________________________________________ ________________________________________________________________________。 [解析]　(1)无色溶液，排除Fe2＋。 由实验现象可获取以下解题信息 实验现象 获取信息 溶液变红色 可知溶液呈酸性，利用互斥性原则，H＋与HCO发生反应而不能共存，说明溶液中不含HCO 有无色气体产生，气体遇空气可以变成红棕色 可判断气体为NO，根据原子守恒从而判断溶液中含有NO，再利用互斥性原则，H＋、NO具有强氧化性与I－发生反应而不能共存，说明溶液中不含I－ 有白色沉淀生成 判断溶液中含有SO，利用互斥性原则，Ba2＋与SO发生反应而不能共存，说明溶液中不含Ba2＋ 有稳定的白色沉淀生成，且不溶于HNO3 由进出性原则可知实验③向溶液中引入了Cl－，故无法判断原溶液中Cl－是否存在 有白色沉淀生成，当NaOH过量时沉淀部分溶解 判断溶液中含有Mg2＋和Al3＋ (2)根据以上分析，Cl－、K＋不确定。 a．检验是否含有K＋，通过蓝色的钴玻璃观察焰色试验，如果为紫色则含K＋，否则不含K＋； b．检验是否含有Cl－，需先加入过量的Ba(NO3)2溶液使SO完全沉淀，再取上层清液，加入AgNO3溶液，如有白色沉淀生成则含有Cl－，否则不含Cl－。 [答案]　(1)Al3＋、Mg2＋、NO、SO　Fe2＋、Ba2＋、I－、HCO (2)焰色试验，检验K＋；Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液，检验Cl－ 思维建模|离子推断四项基本原则 [迁移应用体验] 1．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 滴加少量稀硫酸 生成白色沉淀 原溶液中有Ba2＋ 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纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无NH 解析：选C　A项，如果溶液中含有Ca2＋、Ag＋等，向其中加入少量稀硫酸，会有硫酸钙、硫酸银等白色沉淀产生，所以不能确定溶液中含有Ba2＋，错误；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。 2．[双选]某同学为检验溶液中是否含有常见的几种无机离子，进行了如图所示的实验操作。其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是(　 ) A．原溶液中一定含有SO B．原溶液中一定含有NH C．原溶液中一定含有Cl－ D．原溶液中不一定含有Fe3＋ 解析：选BD　原溶液中加入Ba(NO3)2和HCl生成白色沉淀，原溶液中可能存在SO、SO或Ag＋，A错误；因检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明原溶液中一定含有NH，B正确；加AgNO3溶液产生白色沉淀，可能是加入的HCl引起的，C错误；加入KSCN溶液得到红色溶液，Fe3＋可能是由原溶液中的Fe2＋被H＋、NO氧化而来的，故原溶液中不一定含有Fe3＋，D正确。 3．某澄清溶液中含有下表离子中的一种或多种。 阳离子 Fe2＋、Fe3＋、Al3＋ 阴离子 SO、CO、SiO、I－、NO 分别取它的水溶液两份进行实验，结果如下： ①向一份溶液中加入过量盐酸，产生气泡，溶液颜色变深，但仍澄清； ②继续向①溶液中加入少许四氯化碳，振荡，静置，下层呈现紫红色，上层溶液呈现黄色； ③向另一份溶液中加入过量氢氧化钠溶液，产生沉淀质量与加入碱液的体积关系如图所示。 根据以上信息，回答下列问题：(1)原溶液中肯定含有的离子是________________________________________________________________________。 (2)①中生成的气体是________(填化学符号)，它具有的性质是________(填字母)。 A．无色有毒　　　　　 B．能被NaOH溶液吸收 C．属于大气污染物 D．难溶于水 (3)①中发生反应的离子方程式有________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)③中沉淀溶解的化学方程式是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)①加入过量盐酸，产生气泡，溶液颜色变深，但溶液仍澄清，说明原溶液中一定不含有SiO；②向①反应后溶液中加入少量CCl4，出现分层，下层为CCl4层，显紫红色，推出该溶液中含有I2，即原溶液中含有I－，Fe3＋具有强氧化性，能将I－氧化，因此原溶液中一定不含有Fe3＋，NO在酸性条件下具有强氧化性，将I－氧化成I2，本身被还原成NO，因此原溶液中一定含有NO，上层为水层，水层显黄色，则含有Fe3＋，即原溶液中含有Fe2＋，则原溶液中一定不含有CO；③根据图像推出原溶液中含有Al3＋，则溶液中一定不含有SO。(2)①利用NO在酸性条件下具有强氧化性，将Fe2＋、I－氧化，离子方程式为6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O、3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，即①中产生的气体为NO，NO是一种无色、难溶于水、有毒的气体，不能与NaOH溶液反应，故选项A、C、D正确。(4)向溶液中加入NaOH溶液，发生反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3呈两性，继续加入NaOH，发生反应：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。 答案：(1)Fe2＋、Al3＋、I－、NO (2)NO　ACD (3)6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O、3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O (4)Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4] [课时跟踪检测] 1．(2022·天津卷)25 ℃时，下列各组离子中可以在水溶液中大量共存的是(　 ) A．H＋、NH、ClO－、Cl－ B．H＋、Mg2＋、I－、NO C．Na＋、Al3＋、HCO、SO D．K＋、Na＋、SO、OH－ 解析：选D　H＋与ClO－反应生成次氯酸而不能大量共存，故A不符合题意；H＋、I－、NO发生氧化还原反应而不能大量共存，故B不符合题意；Al3＋与HCO反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体而不能大量共存，故C不符合题意；K＋、Na＋、SO、OH－能大量共存，故D符合题意。 2．某同学想用实验证明硫酸铜溶液显蓝色与SO无关，进行下列实验无意义的是(　 ) A．观察硫酸钠溶液没有颜色 B．向硫酸铜溶液中滴加适量的氯化钡溶液，振荡后静置，溶液蓝色未消失 C．向硫酸铜溶液中滴加适量的氢氧化钠溶液，振荡后静置，溶液蓝色消失 D．加水稀释硫酸铜溶液，溶液蓝色变浅 解析：选D　硫酸钠溶液由钠离子和硫酸根离子构成，硫酸钠溶液没有颜色说明硫酸根离子和钠离子都没有颜色，可做对照实验，故A正确；硫酸铜和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化铜，氯化铜的溶液仍然呈蓝色，原硫酸铜中的硫酸根离子被沉淀，铜离子存在于氯化铜溶液中，氯化钡溶液无色说明氯离子和钡离子都无色，故说明铜离子呈蓝色，硫酸铜溶液显蓝色与硫酸根离子无关，故B正确；硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，振荡后溶液蓝色消失，说明硫酸钠中的离子都与蓝色无关，硫酸钠中含有硫酸根离子和钠离子，故能证明硫酸铜显蓝色与硫酸根离子无关，故C正确；硫酸铜是由铜离子和硫酸根离子构成的，水无色，水由水分子构成，颜色变浅可能是溶液稀释造成的，故加水稀释硫酸铜溶液蓝色变浅不能证明硫酸铜溶液显蓝色与硫酸根离子无关，故D错误。 3．某溶液中大量存在以下五种离子：NO、SO、Fe3＋、H＋、M，它们的个数之比为N(NO)∶N(SO)∶N(Fe3＋)∶N(H＋)∶N(M)＝2∶3∶1∶3∶1，则M可能为(HNO3具有强氧化性)(　 ) A．Mg2＋　　　　　　 B．Fe2＋ C．CO D．Ba2＋ 解析：选A　此时溶液中负电荷总数为N(NO)＋2N(SO)＝2＋2×3＝8，正电荷总数为3N(Fe3＋)＋N(H＋)＝3×1＋3＝6，故M为带两个电荷的阳离子，又因Fe2＋在酸性条件下与NO发生氧化还原反应而不能大量存在，Ba2＋与SO反应生成沉淀而不能大量存在，故M为Mg2＋。 4．某溶液中含有大量的K＋、Cl－及X与Y两种离子，现向该溶液加入W试剂，根据实验现象得到的关于X、Y离子的推断能成立的是(　 ) 选项 W试剂 实验现象 X、Y离子的推测 A 淀粉­KI溶液 溶液变蓝 Fe3＋、SO B 用pH试纸检测 pH＝7(常温) CH3COO－、Na＋ C 硝酸酸化的AgNO3溶液 白色沉淀 CO、NH D 过量NaOH溶液 无明显现象 Al3＋、Mg2＋ 解析：选A　Fe3＋能够氧化I－，使淀粉­KI溶液变蓝，且与K＋、Cl－、SO能够共存，故A正确；K＋、Cl－、Na＋能够共存且不水解，CH3COO－水解导致溶液显碱性，溶液pH不可能等于7，故B错误；若含有CO，加入HNO3酸化的AgNO3溶液，产生无色无味的气体，故C错误；加入过量NaOH溶液无明显现象，说明原溶液中没有Al3＋、Mg2＋，故D错误。 5．(2024·黄冈中学模拟)下列各组离子在所给定的条件下可以大量共存的是(　 ) 选项 条件 离子 A 加入苯酚显紫色的溶液中 Na＋、Mg2＋、Cl－、SO B 使KI­淀粉试纸变蓝的溶液 S2－、NH、Mg2＋ C 在含有大量HCO的溶液中 K＋、Na＋、[Al(OH)4]－、Br－ D 能和Ca2＋生成沉淀的溶液中 K＋、Ba2＋、CH3COO－、Cl－ 解析：选A　加入苯酚显紫色的溶液中含有铁离子，铁离子、钠离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子在溶液中不发生任何反应，能大量共存，故A正确；使碘化钾淀粉试纸变蓝的溶液中含有氧化性比单质碘强的微粒，能与溶液中的硫离子发生氧化还原反应，不能大量共存，故B错误；碳酸氢根离子能与溶液中的四羟基合铝酸根离子反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸根离子，不能大量共存，故C错误；能和钙离子生成沉淀的溶液中可能含有碳酸根离子或硫酸根离子，碳酸根离子或硫酸根离子能与溶液中的钡离子反应生成沉淀，不能大量共存，故D错误。 6．(2024·开封市二模)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(　 ) 选项 粒子组 判断和分析 A 透明溶液中：Mg2＋、Cu2＋、Br－、SO 不能大量共存，因为Cu2＋呈蓝色 B 能溶解Al2O3的溶液中：Na＋ 、NH、Cl－、SO 能大量共存，粒子间不反应 C NaCl溶液中：Fe3＋、I－、Ba2＋、CH3COO－ 不能大量共存，Fe3＋和I－会发生氧化还原反应 D NaHSO4溶液中：K＋ 、Cl－、HCO、NH 不能大量共存，HCO和NH发生反应 解析：选C　透明溶液中可以含有色离子，且该组离子相互之间不发生反应，可以大量共存，故A错误；能溶解Al2O3的溶液可能是酸性溶液，也可能是碱性溶液，若为碱性溶液则NH与OH－反应，不能大量共存，故B错误；Fe3＋具有强的氧化性、I－具有强的还原性，两者能发生氧化还原反应不能大量共存，故C正确；NaHSO4溶液中含有大量氢离子，HCO能与氢离子反应不能大量共存，故D错误。 7．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．在NH4SCN溶液中：K＋、Fe3＋、Cl－、SO B．含大量H＋的溶液中：Zn2＋、Cu2＋、NO、SO C．加入Al产生H2的溶液中：Na＋、Mg2＋、NO、HCO D．由水电离的c(OH－)＝1×10－12 mol·L－1的溶液中：K＋、Ca2＋、Cl－、ClO－ 解析：选B　铁离子和SCN－生成红色物质，不能共存，A不符合题意。H＋、Zn2＋、Cu2＋、NO、SO相互之间不反应，能共存，B符合题意。加入Al产生H2的溶液为酸性或碱性，若为碱性溶液氢氧根离子会和镁离子、碳酸氢根离子反应不共存；若为酸性氢离子会和HCO反应不共存，C不符合题意。由水电离的c(OH－)＝1×10－12 mol·L－1的溶液为酸性或碱性，酸性溶液中氢离子、氯离子、次氯酸根离子会发生氧化还原反应生成氯气，不能共存，D不符合题意。 8．(2024·重庆市七校三诊)向硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2]溶液中逐滴加入NaOH溶液，其生成沉淀的质量与加入NaOH溶液体积的关系如图所示，下列离子组能够在相应溶液中大量共存的是(　 ) A．a点：Ca2＋、Fe2＋、NO、Cl－ B．b点：Na＋、K＋、SO、SiO C．c点：Cu2＋、NH、OH－、ClO－ D．d点：K＋、Na＋、S2－、CO 解析：选D　硫酸铝铵溶液中滴加NaOH溶液，先发生Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，继续滴加NaOH溶液，发生NH＋OH－===NH3·H2O，继续滴加NaOH，发生Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－，据此分析；a点溶液中所含离子是NH、Al3＋、SO，Ca2＋与SO生成微溶物CaSO4，因此所给离子在指定溶液中不能大量共存，故A不符合题意；b点所含离子是NH、SO、Na＋，NH与SiO发生相互促进水解反应，不能大量共存，故B不符合题意；题中所给OH－与Cu2＋、NH分别生成氢氧化铜沉淀、NH3·H2O，因此它们不能大量共存，故C不符合题意；d点所含微粒为Na＋、NH3·H2O、SO、[Al(OH)4]－，所给离子在d点能够大量共存，故D符合题意。 9．[双选]某白色粉末中可能含CuSO4、Na2S、(NH4)2SO3、KHSO4和NaCl。某化学兴趣小组取该白色粉末进行如下实验： 步骤一：取少量白色粉末溶于水，没有气体逸出，得到无色透明溶液①； 步骤二：向溶液①中滴加稀硫酸，产生浅黄色固体和气体X； 步骤三：将气体X通入CuSO4溶液，产生黑色沉淀。 根据上述现象，下列关于该白色粉末的说法正确的是(　 ) A．白色粉末一定不含有CuSO4，可能含有NaCl B．白色粉末中Na2S和(NH4)2SO3的物质的量之比大于2 C．黑色沉淀不溶于硝酸 D．向溶液①中加入硝酸银可以检验氯离子是否存在 解析：选AB　根据步骤一可知，白色粉末中一定不含CuSO4 ，由步骤二可知，白色粉末中一定含Na2S、(NH4)2SO3，酸性条件下发生反应2S2－＋SO＋6H＋===3S↓＋3H2O，说明白色粉末中一定不存在 KHSO4，由步骤三可知，X为H2S，不能确定白色粉末中是否有NaCl，以此分析。由上述分析，白色粉末一定不含有CuSO4，可能含有NaCl，A正确；酸性条件下，2S2－＋SO＋6H＋===3S↓＋3H2O，气体X为H2S气体，则Na2S和(NH4)2SO3的物质的量之比大于2∶1，B正确；黑色沉淀为CuS，硝酸具有强氧化性，能氧化CuS，即CuS能溶于硝酸，C错误；溶液①中含有 Na2S、(NH4)2SO3，加入硝酸银时会生成更难溶的Ag2S黑色沉淀，导致不能生成AgCl沉淀，则不能据此检验氯离子是否存在，D错误。 10．下列离子在一定条件下一定能共存，且加入相应试剂后发生反应的离子方程式正确的是(　 ) 选项 离子组 加入试剂 加入试剂后发生的离子反应 A K＋、HCO、[Al(OH)4]－、Cl－ 少量盐酸 H＋＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋H2O B K＋、CO、 (酸性：碳酸>苯酚>HCO) 通入少量CO2 C Cu2＋、Na＋、S2－、Cl－ 适量稀盐酸 2H＋＋S2－===H2S↑ D Na＋、H＋、Cl－、NO 铜 3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 解析：选D　HCO、[Al(OH)4]－之间会发生反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸根离子，不能共存，故A错误；由于酸性：碳酸>苯酚>HCO，向CO、通入少量二氧化碳，CO先与二氧化碳、水反应CO＋H2O＋CO2===2HCO，故B错误；Cu2＋与S2－可以反应生成硫化铜沉淀，离子方程式为Cu2＋＋S2－===CuS↓，CuS不溶于稀盐酸，故C错误；在酸性条件下NO具有氧化性，能把铜氧化为Cu2＋，其离子方程式为3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，故D项正确。 11．[双选]某溶液中只可能含有下列离子中的几种：K＋、NO、SO、NH、CO(不考虑溶液中少量的H＋和OH－)，取200 mL该溶液，分为两等份进行下列实验： 实验1：第一份加入足量的烧碱浓溶液并加热，产生的气体在标准状况下为224 mL。 实验2：第二份先加入足量的盐酸，无现象，再加入足量的BaCl2溶液，得固体2.33 g。 下列说法正确的是(　 ) A．该溶液中无法确定是否含有K＋ B．该溶液中肯定含有NO、SO、NH、CO C．该溶液中可能含有NO D．该溶液中一定含有K＋，且c(K＋)≥0.1 mol·L－1 解析：选CD　100 mL溶液中加入足量氢氧化钠加热，生成的气体为氨气，物质的量为0.01 mol，第二份加入足量的盐酸无现象，则无碳酸根离子，再加入足量的氯化钡溶液，生成硫酸钡沉淀为0.01 mol，则200 mL溶液中含有铵根离子0.02 mol，硫酸根离子0.02 mol，根据电荷守恒则溶液中一定还含有钾离子。根据分析可知，该溶液中一定含有钾离子，A错误；该溶液中一定含有硫酸根离子、铵根离子，一定没有碳酸根离子，不能确定是否存在硝酸根离子，B错误；该溶液中是否存在硝酸根离子无法确定，C正确；200 mL溶液中存在硫酸根离子0.02 mol，铵根离子0.02 mol，则根据电荷守恒可知，钾离子的物质的量至少为0.02 mol，c(K＋)≥0.1 mol·L－1，D正确。 12．(2024·安徽省皖南八校联考)某化学研究性学习小组对某无色水样的成分进行检验，已知该水样中只可能含有Na＋、Mg2＋、Cu2＋、Al3＋、Ag＋、Ca2＋、CO、SO、Cl－中的若干种离子，该小组同学取100 mL水样进行实验，向水样中先滴加硝酸钡溶液，再滴加1 mol·L－1的硝酸，实验过程中沉淀质量的变化情况如图所示： 注明：Ob段表示滴加硝酸钡溶液，bd段表示滴加稀硝酸。 (1)水样中一定含有的阴离子是____________，其物质的量浓度之比为________。 (2)写出BC段所表示反应的离子方程式：____________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)由B点到C点变化过程中消耗硝酸的体积为____________。 (4)试根据实验结果推断Na＋是否存在？若存在，Na＋的物质的量浓度c(Na＋ )的范围是(若Na＋不存在，则不必回答该问)_______________________________________。 (5)设计简单实验验证原水样中可能存在的离子： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ____________________________________________(写出实验步骤、现象和结论)。 解析：(1)该水样为无色溶液，Cu2＋不存在；依据图像分析加入硝酸钡溶液生成沉淀，加入稀硝酸，沉淀部分溶解证明水样中一定含有SO、CO，又因为Al3＋与CO发生相互促进水解，CO与Ag＋、Ca2＋、Mg2＋发生反应生成沉淀不能大量存在，所以Al3＋、Ag＋、Ca2＋、Mg2＋不存在；n(SO)＝＝0.01 mol，m(BaCO3)＝6.27 g－2.33 g＝3.94 g，n(CO)＝n(BaCO3)＝＝0.02 mol，所以c(SO)∶c(CO)＝1∶2。(2)BC段所表示反应是碳酸钡溶于稀硝酸的反应，反应的离子方程式为BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O。(3)由B点到C点变化过程中依据图像分析溶解的碳酸钡的物质的量n(BaCO3) ＝0.02 mol；消耗稀硝酸物质的量为0.04 mol，消耗硝酸的体积＝＝0.04 L＝40 mL。(4)依据电解质溶液呈电中性，阳离子Na＋一定存在；根据电荷守恒得到：0.01 mol×2＋0.02 mol×2＋n(Cl－)＝n(Na＋)推知n(Na＋)≥0.06 mol，则c(Na＋)≥0.6 mol·L－1。 答案：(1)SO、CO　1∶2 (2)BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O (3)40 mL (4)存在，c(Na＋)≥0.6 mol·L－1 (5)取少量水样于试管中，向试管中加入过量的硝酸钡溶液和稀硝酸，待沉淀完全和无气体生成后，向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液，若生成白色沉淀，则原水样中含有Cl－；若无白色沉淀生成，证明无Cl－存在 13．(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]　该小组拟选用如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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 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……”。 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 14．已知1 L待测液中含有下列离子中的6种：K＋、NH、Al3＋、Ba2＋、Cl－、CO、ClO－、NO、[Al(OH)4]－、SiO。现进行如下实验操作(每次实验所加试剂均足量)： (1)生成无色气体B的离子方程式为________________________________________，有同学认为无色气体F中只含有一种物质，这个判断____________(填“正确”或“不正确”)，理由是________________________________________________________________________。 (2)无色溶液E中通入足量二氧化碳生成白色沉淀G时，发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)已知无色气体D能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，写出少量的CO2气体通入气体D的水溶液中反应的离子方程式：________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)结合上述分析，白色沉淀A一定含____________。 (5)结合白色沉淀G 7.8 g，可以推测原溶液中的____________浓度为____________ mol·L－1。 解析：往样品溶液中通入SO2得到无色气体B，且此无色气体B遇空气变红棕色，说明B为NO，则原溶液中一定含NO，白色沉淀A不溶于稀硝酸，则A一定含BaSO4，原溶液中一定含Ba2＋，一定无CO，无色溶液C加NaOH溶液后产生的无色气体D能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则D为NH3，原溶液中一定含NH，一定不含[Al(OH)4]－、SiO，无色溶液E通入CO2后产生白色沉淀G，则E中含[Al(OH)4]－，原溶液中一定含Al3＋。(1)往样品溶液中通入SO2得到无色气体B，B遇空气变红棕色，说明B为NO，则原溶液中一定含NO，生成无色气体B的离子方程式为2NO＋3SO2＋2H2O===2NO↑＋3SO＋4H＋；由于NO和空气中氧气反应后还剩余多种气体成分，无色气体F中不止一种物质，故这个同学的判断不正确；(2)无色溶液E中含[Al(OH)4]－，与足量二氧化碳反应的离子方程式为[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO；(3)无色气体D为NH3，它与少量CO2气体反应的离子方程式为2NH3·H2O＋CO2===2NH＋CO＋H2O；(4)白色沉淀A不溶于稀硝酸，则A一定含BaSO4；(5)经分析知，白色沉淀G是Al(OH)3,7.8 g为0.1 mol，根据Al原子守恒可推知原溶液中含有的Al3＋也为0.1 mol，浓度为0.1 mol·L－1。 答案：(1)2NO＋3SO2＋2H2O===2NO↑＋3SO＋4H＋　不正确　NO和空气中氧气反应后还剩余多种气体成分 (2)[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO (3)2NH3·H2O＋CO2===2NH＋CO＋H2O (4)BaSO4　(5)Al3＋　0.1 15．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。 阳离子 K＋　Ag＋　Mg2＋　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“？”)。 阴离子 NO CO SiO SO c/(mol·L－1) (4)判断K＋是否存在，若存在求其最小浓度，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↓，灼烧后得到固体SiO2，则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>0.5 mol·L－1，因此必有K＋，至少为0.8 mol·L－1，不能确定有无NO。 答案：(1)Ag＋、Mg2＋、Ba2＋ (2)SiO＋2H＋===H2SiO3↓ (3)如表 阴离子 NO CO SiO SO c/(mol·L－1) ？ 0.25 0.4 0 (4)存在，最小浓度为0.8 mol·L－1 学科网（北京）股份有限公司 $$