第11讲 离子反应的应用(Word教师用书)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（鲁科版2019 单选版）

第11讲　离子反应的应用 【课程标准】　1.了解离子反应发生的条件，正确判断常见离子在溶液中能否大量共存。2.掌握常见离子的检验，能根据实验现象推断溶液中的离子。 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．离子不能共存的四种类型 类型一　复分解反应型 生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存 阴离子 不能大量共存的阳离子 OH－ Mg2＋、Al3＋、Ca2＋、Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋ Cl－、Br－、I－ Ag＋ SO Ba2＋、Pb2＋、Ag＋ S2－ Cu2＋、Pb2＋、Ag＋ CO、SO Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋、Ag＋ SiO H＋、Mg2＋、Ca2＋ [Al(OH)4]－ H＋ 类型二　氧化还原反应型 具有较强氧化性离子与具有较强还原性离子，会发生氧化还原反应而不能大量共存。 (1)氧化性较强的离子：ClO－、MnO(H＋)、NO(H＋)、Fe3＋、Cr2O、FeO。 (2)还原性较强的离子：Fe2＋(可与Fe3＋共存)、S2－、I－、SO、HS－、HSO。 类型三　水解相互促进型 当弱酸的酸根与弱碱的阳离子同时存在于水溶液中时，弱酸的酸根水解生成的氢氧根离子与弱碱的阳离子水解生成的氢离子反应生成水，从而使两种离子的水解平衡互相促进而向水解方向移动，甚至完全反应。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： (1)Al3＋与CO、HCO、S2－、HS－、[Al(OH)4]－、SiO、ClO－； 学生用书↓第52页 (2)Fe3＋与CO、HCO、[Al(OH)4]－、SiO、ClO－； (3)NH与[Al(OH)4]－、SiO。 类型四　络合反应型 离子间因发生络合反应而不能大量共存，中学常见的反应有： (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。 (3)Cu2＋与NH3·H2O因生成[Cu(NH3)4]2＋而不能大量共存。 特别提醒 1．在做有关离子共存题目时，还应注意题干中的“关键词”，如 (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”，CuSO4溶液为蓝色透明溶液，NaCl为无色透明溶液。 (3)“酸性”“碱性”或其他指定离子。 2．常见有颜色的离子 Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、CrO、MnO、[Fe(SCN)6]3－等。　　 (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 答案：C 解析：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，且Fe3＋与HCO会发生相互促进的水解反应，也不能大量共存，B项错误；醋酸溶液显酸性，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；硝酸银中的银离子会与Cl－、CO反应生成沉淀，不能大量共存，D项错误。 (2021·湖南卷)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 Na＋、Al3＋、Cl－、NH3·H2O 不能大量共存，因发生反应：Al3＋＋4NH3·H2O ===AlO＋4NH＋ 2H2O B H＋、K＋、S2O、SO 不能大量共存，因发生反应：2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O C Na＋、Fe3＋、SO、H2O2 能大量共存，粒子间不反应 D H＋、Na＋、Cl－、MnO 能大量共存，粒子间不反应 答案：B 解析：Al3＋和NH3·H2O生成Al(OH)3沉淀而不是生成AlO，故A错误；S2O和H＋反应生成单质硫、二氧化硫和水，离子方程式为2H＋＋S2OS↓＋SO2↑＋H2O，故B正确；Fe3＋可以将H2O2氧化得到Fe2＋和O2，不能大量共存，故C错误；在酸性条件下MnO能将Cl－氧化为Cl2，不能大量共存，故D错误。 (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－1KMnO4溶液：NH、Na＋、NO、I－ D．0.1 mol·L－1AgNO3溶液：NH、Mg2＋、Cl－、SO 答案：A 解析：在0.1 mol/L氨水中，四种离子可以大量共存，A符合题意；在0.1 mol/L盐酸中含有大量氢离子，四种离子中硅酸根离子可以与氢离子反应生成硅酸沉淀，故不能共存，B不符合题意；MnO具有强氧化性，可以将碘离子氧化成碘单质，故不能共存，C不符合题意；在0.1 mol/L硝酸银溶液中，银离子可以与氯离子、硫酸根离子反应生成氯化银、硫酸银沉淀，不能共存，D不符合题意。 考向一　判断离子共存，注意“题干”限制条件 1．下列各组离子在溶液中因发生复分解反应而不能大量共存的是________(填序号)。 ①Na＋、H＋、CH3COO－、Cl－ ②Ba2＋、Na＋、CO、NO ③Na＋、HCO、H＋、NO ④Al3＋、Fe3＋、NO、SO ⑤K＋、Na＋、[Al(OH)4]－、NO ⑥Na＋、H＋、Cl－、OH－ ⑦Cu2＋、Fe2＋、Cl－、SO ⑧K＋、Na＋、SiO、NO 答案：①②③⑥ 2．下列各组离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是________(填序号)。 ①Na＋、H＋、CO、Cl－ ②H＋、NO、Fe2＋、Na＋ ③Na＋、Fe3＋、I－、Cl－ 学生用书↓第53页 ④H＋、S2－、SO、SO ⑤SO、NO、Na＋、H＋ ⑥I－、ClO－、K＋、H＋ ⑦Na＋、K＋、MnO、Cl－ ⑧Fe3＋、Ca2＋、H＋、NO 答案：②③④⑥ 3．下列各组离子因水解相互促进而不能大量共存的是________(填序号)。 ①Al3＋、HCO、Cl－、K＋ ②Al3＋、SiO、Na＋、Cl－ ③Fe3＋、NH、SO、S2－ ④Fe3＋、Cl－、Na＋、CO ⑤Al3＋、Fe3＋、SCN－、Cl－ ⑥Na＋、Al3＋、NO、[Al(OH)4]－ ⑦Na＋、Ca2＋、HCO、HSO ⑧S2O、Na＋、H＋、SO ⑨Na＋、Al3＋、SO、S2－ 答案：①②④⑥⑨ 考向二　判断离子共存，注意“选项”限制条件 4．下列各组离子在指定的溶液中，一定能大量共存的打“√”，不能大量共存的打“×”。 (1)c水(H＋)＝10－12 mol·L－1的溶液：Na＋、K＋、CO、SO(　　) (2)使酚酞变红色的溶液：Na＋、Cu2＋、Fe2＋、NO(　　) (3)常温下，pH＝12的溶液：K＋、Cl－、SO(　　) (4)c(H＋)＝0.1 mol·L－1的溶液：Na＋、NH、SO、S2O(　　) (5)使pH试纸显蓝色的溶液：Cu2＋、NO、Fe3＋、SO(　　) (6)与铝粉反应放出H2的无色溶液：NO、Al3＋、Na＋、SO(　　) (7)使红色石蕊试纸变蓝的溶液：SO、CO、Na＋、K＋(　　) (8)常温下，＝1×10－12的溶液：K＋、[Al(OH)4]－、CO、Na＋(　　) (9)中性溶液：Fe3＋、Al3＋、NO、SO(　　) (10)使甲基橙变红色的溶液：Mg2＋、K＋、SO、SO(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×　(7)√　(8)√　(9)×　(10)× 考点二　离子的检验与推断 1．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。 学生用书↓第54页 (3)依据显示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 2.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－、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)依据显示特殊颜色检验或推断 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 ②有机层(下层) ③I－溶液变蓝色，表明有I－ 3．离子检验中常见干扰离子的排除 (1)SO检验中干扰离子的排除 ①Ag＋的干扰：先用盐酸酸化，能防止Ag＋干扰。 ②CO、SO的干扰：因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀不同的是这些沉淀能溶解于盐酸中，因此检验SO时，必须用盐酸酸化(不能用HNO3、H2SO4酸化)。 (2)CO检验中干扰离子的排除 ①HCO、HSO的干扰：若被检液中不含CO而含有HCO(或HSO )，则加入CaCl2(或BaCl2)溶液时不会产生白色沉淀，故可用BaCl2(或CaCl2)溶液排除干扰。 ②SO的干扰：因为CaSO3与CaCO3一样，也是白色沉淀，且CaSO3也能与盐酸反应产生使澄清石灰水变浑浊的气体(SO2)，但SO2是有刺激性气味的气体，故可用无色无味来排除SO的干扰。 (3)Fe2＋检验中干扰离子的排除 ①溶液中只含Fe2＋：可用KSCN溶液和氯水检验，不考虑干扰问题。 ②溶液中含Fe2＋、Fe3＋，不含Cl－时，可加入酸性KMnO4溶液，溶液褪色，说明溶液中含有Fe2＋，不能用KSCN溶液和氯水，原因是Fe3＋会形成干扰。 ③溶液中含有Fe2＋、Fe3＋、Cl－时，加入K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，生成蓝色沉淀，不能用酸性KMnO4溶液，原因是Cl－有还原性，也能使酸性KMnO4溶液褪色，形成干扰。 4．溶液中共存离子的分别检验 (1)Cl－、SO共存的溶液 学生用书↓第55页 (2)CO、HCO共存的溶液 [正误辨析]　 1．加入稀盐酸酸化的BaCl2溶液，出现白色沉淀，则溶液中可能有SO或Ag＋(　　) 2．加入盐酸，产生白色沉淀，滴加硝酸白色沉淀不溶解，则溶液中有Ag＋(　　) 3．滴入硝酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，溶液中一定存在SO(　　) 4．滴加KSCN溶液无现象，将所得溶液滴加饱和氯水，溶液无红色，则溶液中一定不存在Fe2＋(　　) 5．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(　　) 6．无色溶液加入CCl4无现象，滴加氯水后CCl4层呈紫红色，则溶液中一定存在I－(　　) 答案：1.√　2.×　3.×　4.√　5.√　6.√ (2020·全国卷Ⅱ)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做焰色试验，通过蓝色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 答案：B 解析：由信息①得到澄清透明溶液，可排除碳酸钙；由信息②焰色试验透过钴玻璃可观察到紫色，说明含有钾元素，可推测含有氯化钾；由信息③向溶液中加入碱产生白色沉淀，可推测含有硫酸镁，所以B正确。 (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 答案：A 解析：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↑，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，则沉淀为BaSO4，说明固体中存在Na2SO4，不能确定是否有Na2SO3和Na2CO3，Na2SO3与过量盐酸反应生成二氧化硫，Na2CO3与过量盐酸反应生成二氧化碳，而这些现象可以被Na2S2O3与过量盐酸反应的现象覆盖掉，综上分析，该样品中确定存在的是：Na2SO4、Na2S2O3，故A正确。 (2021·广东卷，节选)某氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中________已分解。检验此久置氯水中Cl－存在的操作及现象是_________________________________ ______________________________________________________________________________。 答案：HClO　取少量样品于试管中，加入稀硝酸，再滴加AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明样品中含有Cl－ 考向一　“操作、现象、结论”型离子推断 1．下列有关离子检验的方法正确的是(　　) A．加入硝酸银溶液，产生白色沉淀，原溶液中一定含有Cl－ B．加入氢氧化钠溶液立即有白色沉淀产生，原溶液中一定含有Al3＋ C．加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，原溶液中一定含有CO D．加入稀盐酸无现象，再加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，原溶液中一定含有SO 答案：D 解析：某溶液中加入硝酸银溶液，产生白色沉淀，能够与硝酸银生成白色沉淀的离子不一定为Cl－，可能含有SO、CO，A错误；某溶液中加入氢氧化钠溶液立即有白色沉淀产生，该白色沉淀不一定为Al(OH)3，也可能为Mg(OH)2沉淀，所以原溶液中不一定有Al3＋，B错误；某溶液中加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，该气体可能为CO2或SO2，该溶液中可能存在CO、HCO、SO、HSO等，因此不一定含有CO，C错误；某溶液中加入稀盐酸无现象，排除了Ag＋、CO、SO等干扰，加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，该白色沉淀为BaSO4，则该溶液中一定有SO，D正确。 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。 学生用书↓第56页 考向二　依据反应现象推断物质组成 3．固体M由Fe2(SO4)3、Fe、KBr、K2SO3、AgNO3和BaCl2中的几种或全部物质组成。 ①取少量M加足量稀H2SO4产生气体X、溶液Y和白色固体Z。向溶液Y中加少量稀AgNO3溶液，产生白色沉淀(Ag2SO4是微溶物，浓度较小时不会沉淀)； ②另取少量Y，加入足量NaOH溶液产生白色沉淀，一段时间后颜色变深。下列说法正确的是(　　) A．气体X一定是SO2或H2 B．M中一定含有Fe2(SO4)3 C．M中一定不含KBr，一定有BaCl2 D．Z一定是BaSO4 答案：C 解析：溶液Y中加入少量AgNO3溶液生成白色沉淀，则该沉淀为AgCl，则原固体M中一定含有BaCl2，一定不含KBr；溶液Y中加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且一段时间后颜色变深，则溶液Y中一定含有Fe2＋，不含Fe3＋，原固体M中可能含有Fe，与稀硫酸反应生成Fe2＋和H2，也可能含有Fe2(SO4)3，被Fe或亚硫酸根还原为Fe2＋；原固体中可能含有AgNO3，酸性条件下的硝酸根具有氧化性，被Fe或亚硫酸根全部还原成NO，银离子则转化成氯化银沉淀，部分可能会转化成硫酸银沉淀。综上可知固体M中一定有BaCl2，Fe和Fe2(SO4)3二者至少含有一种，可能有AgNO3和K2SO3，一定没有KBr，B错误，C正确；气体X可能是H2，可能是SO2，可能是H2和SO2混合，可能是H2和NO混合，可能是SO2和NO混合，可能是H2、SO2和NO混合，A错误；白色固体Z可能是BaSO4，可能是BaSO4和AgCl，还可能是BaSO4、AgCl和Ag2SO4，D错误。 4．某固体混合物由NaCl、BaCl2、Al2(SO4)3、FeCl3、Na2CO3中的两种组成，进行如下实验：①将混合物溶于水，溶液变浑浊同时有气泡产生；②向①反应液中滴加稀硫酸至过量，沉淀完全溶解；③向②溶液中滴加KSCN溶液，未见明显现象；④取③反应后的液体做焰色试验，可观察到黄色火焰，根据实验现象可判断其组成为(　　) A．BaCl2、Al2(SO4)3 B．BaCl2、Na2CO3 C．Al2(SO4)3、Na2CO3 D．FeCl3、Na2CO3 答案：C 解析：根据实验①可知溶于水的过程中发生CO和Al3＋或Fe3＋的反应，根据实验②可知，沉淀不是BaSO4，结合实验④，可确定一定有Na2CO3，根据实验③可知没有FeCl3，则一定有Al2(SO4)3，一定没有BaCl2。 考向三　从定性、定量的角度推断离子或物质 5．离子反应在实验室制备物质和工业生产中有着重要的作用。某无色溶液中可能含有Na＋、Ba2＋、Cl－、Br－、SO、SO中的若干种，依顺序进行下列实验，且每步所加试剂均过量，观察到的现象如下： 步骤 操作 现象 ① 用pH试纸检验 溶液的pH大于7 ② 向①所得溶液中滴加新制氯水，再加入CCl4振荡，静置 CCl4层呈橙色 ③ 向②所得水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸 有白色沉淀产生 ④ 向③的滤液中加入AgNO3溶液 有白色沉淀产生 请完成下列问题： (1)根据步骤①可知，一定不存在的离子是__________________________________________。 (2)步骤②发生反应的离子方程式为________________________________________________ ______________________________________________________________________________、 ______________________________________________________________________________。 (3)综合上述四步操作，无法确定是否存在的离子有__________________________________。 答案：(1)Ba2＋ (2)Cl2＋SO＋H2O===SO＋2H＋＋2Cl－ Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－ (3)Cl－、SO 解析：由步骤①结合盐类水解的知识可知，原溶液中一定有SO，则一定不含Ba2＋。由步骤②CCl4层呈橙色可知，原溶液中含有Br－。步骤③中白色沉淀为BaSO4，可能为原溶液中含有的SO被氧化生成的SO与Ba2＋反应产生的，因此，不能确定原溶液是否含SO。由步骤④可知，白色沉淀为AgCl，但是Cl－可能是加入新制氯水时引入的，因此，不能确定原溶液是否含有Cl－。根据溶液电荷守恒可知，原溶液中一定含有Na＋。综上所述，原溶液中一定不存在的是Ba2＋，一定存在的是SO、Br－、Na＋，不能确定的是Cl－、SO。 6．已知1 L某待测液中除含有0.2 mol·L－1 Na＋外，还可能含有下列离子中的一种或几种： 阳离子 K＋、NH、Mg2＋、Ba2＋、Fe3＋ 阴离子 Cl－、Br－、CO、HCO、SO 现进行如下实验操作(每次实验所加试剂均过量)： (1)由气体B可确定待测液中含有的离子是_________________________________________。 (2)由沉淀D和沉淀E可以判断待测液中一定含有的离子是______________，据此可以排除的离子是______________。 (3)由白色沉淀B可确定待测液中含有的离子是________。 (4)某同学读图后，认为待测液中一定不含溴离子，他判断的依据是_____________________ _______________________________________________________________________________。 (5)综合分析，待测液中K＋的最小浓度为________。 答案：(1)NH　 (2)CO、SO　Mg2＋、Ba2＋、Fe3＋　 (3)HCO (4)向溶液B中通入氯气，溶液呈浅黄绿色(或向溶液B中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀) (5)0.1 mol·L－1 解析：待测液与BaCl2溶液反应生成滤液A和沉淀A，沉淀A与稀硝酸反应生成白色沉淀D和无色气体D，无色气体D与石灰水反应生成白色沉淀E，则待测液中一定含有SO和CO，结合离子共存的条件可知待测液中一定不存在Mg2＋、Ba2＋、Fe3＋；滤液A与NaOH溶液反应生成的气体B为NH3，同时还生成了白色沉淀B，则待测液中一定含有NH、HCO；根据向溶液B中通入氯气，溶液呈浅黄绿色和向溶液B中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀C可知，待测液中一定不存在Br－；由于实验过程中加入了BaCl2溶液，因此由白色沉淀C无法确定待测液中是否含有Cl－。(5)结合题中数据可知待测液中n(NH)＝0.1 mol，n(HCO)＝n(BaCO3)沉淀B＝＝0.1 mol，n(CO)＝n(CaCO3)沉淀E＝＝0.1 mol，n(SO)＝n(BaSO4)沉淀D＝＝0.05 mol，n(Na＋)＋n(NH)＝0.2 mol＋0.1 mol＝0.3 mol，2n(CO)＋2n(SO)＋n(HCO)＝0.4 mol，根据电荷守恒知待测液中一定含有K＋。若待测液中不含Cl－，则n(K＋)＝0.1 mol；若待测液中含有Cl－，则n(K＋)>0.1 mol，所以c(K＋)≥0.1 mol·L－1。 学生用书↓第57页 答题规范1 　离子检验的规范解答 实验操作(取少量或适量待检溶液于试管中，加入……试剂，再加入……试剂) ⇓ 现象描述(①溶液由……变为……，②若有……生成，③若没有……等) ⇓ 得出结论(如“若有……说明……，若无……说明……”) (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而无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，放出无色有刺激性气味的气体 解题思路：(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，要明确具体现象。 (4)得出结论：由什么现象得出对应结论，如“若……说明……”。 1．有同学提出：如果溶液中同时存在CO和Cl－，CO会对Cl－的检验产生干扰。为了确定该溶液中是否存在Cl－，该小组同学进行了如下探究实验： 实验步骤 实验操作 实验目的 第一步 向溶液中滴加过量的HNO3溶液 除去________的干扰 第二步 向第一步实验后的溶液中滴加________ 检验________的存在 答案：CO　AgNO3溶液　Cl－ 2．某溶液的溶质可能由下列离子组成：Cl－、SO、CO、H＋、Ba2＋、Na＋，某同学进行了如下实验： Ⅰ.向溶液中加入过量的BaCl2溶液，有白色沉淀产生，过滤； Ⅱ.向Ⅰ中滤液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生； Ⅲ.将Ⅰ中的沉淀加入稀盐酸中，沉淀部分消失，有气体产生。 依据以上实验可以推断，原溶液中一定含有_________________________________________ 学生用书↓第58页 (用离子符号表示，下同)；一定没有________；可能含有________，检验是否存在该离子的方法为__________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：SO、CO、Na＋　H＋、Ba2＋　Cl－　取少量溶液于试管中，向溶液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则证明原溶液中含有Cl－ 解析：Ⅰ向溶液中加入过量的BaCl2溶液，有白色沉淀产生，说明原溶液中没有Ba2＋；Ⅲ将Ⅰ中的沉淀加入稀盐酸中，沉淀部分消失，有气体产生可知一定含有SO和CO；由于加入BaCl2溶液引入了Cl－，所以不能由实验Ⅱ确定原溶液中是否含Cl－；而CO与H＋不能大量共存，所以肯定不含有(大量)H＋；这样，在3种阳离子中只剩下Na＋了，则必然含有Na＋；结合以上分析可知：原溶液中一定含有SO、CO、Na＋；一定没有H＋、Ba2＋；可能含有Cl－。 3．按要求回答下列问题： (1)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) 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，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论：________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (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(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，若紫红色褪去，证明矿石中含有FeO(不能加盐酸溶解) 课时测评11　离子反应的应用 (时间：45分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－11题，每题7分，第12题23分，共100分) 1．(2023·广东汕头统考一模)离子鉴别能让我们感受到微观世界的神奇。下列在透明溶液中能大量共存的离子组是(　　) A．Cu2＋、SO、Na＋、NO B．MnO、Cl－、H＋、I－ C．Al3＋、S2－、NH、CO D．Fe3＋、SCN－、K＋、ClO－ 答案：A 解析：该组离子彼此不发生反应可以大量共存，故A正确；MnO与I－能发生氧化还原反应，不能大量共存，故B错误；Al3＋与S2－和CO均能发生相互促进的水解反应，不能大量共存，故C错误；Fe3＋与SCN－能反应，不能大量共存，故D错误。 2．(2023·安徽合肥统考一模)下列无色透明的溶液中，离子能大量共存的是(　　) A．K＋、Na＋、NO、CO B．K＋、NH、MnO、SO C．NH、HCO、Al3＋、SO D．K＋、Mg2＋、OH－、Cl－ 答案：A 解析：K＋、Na＋、NO、CO没有颜色，且相互不反应，可以大量共存，A正确；含MnO溶液为紫红色，且MnO、SO发生氧化还原反应不能大量共存，B错误；HCO、Al3＋相互反应不能大量共存，C错误；Mg2＋、OH－相互反应生成氢氧化镁沉淀，不能大量共存，D错误。 3．(2023·重庆高三质量监测)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．澄清透明的溶液中：Na＋、H＋、MnO、OH－ B.＝1×1012的溶液中：K＋、Na＋、CO、[Al(OH)4]－ C．0.1 mol·L－1 FeCl3溶液：K＋、NH、I－、SCN－ D．能使甲基橙变红的溶液中：Na＋、Ca2＋、S2－、CO 答案：B 解析：H＋和OH－无法大量共存，故A错误；＝1×1012的溶液显碱性，K＋、Na＋、CO、[Al(OH)4]－之间不反应，故B正确；Fe3＋和SCN－能生成Fe(SCN)3不能大量共存，Fe3＋和I－能发生氧化还原反应，也不能大量共存，故C错误；能使甲基橙变红的溶液显酸性，H＋和S2－、CO均不能大量共存，故D错误。 4．(2023·河南开封统考二模)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 答案：C 解析：透明溶液中可以含有色离子，且该组离子彼此不发生反应，可以大量共存，故A错误；能溶解Al2O3的溶液可能是酸溶液，也可能是碱溶液，若为碱性溶液则与NH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而不能大量共存，故C正确；NaHSO4溶液中含有大量氢离子，HCO能与氢离子反应而不能大量共存，故D错误。 5．(2023·辽宁校联考一模)下列离子组中加(或通)入相应试剂后，判断和分析均正确的是(　　) 选项 离子组 加(或通)入试剂 判断和分析 A NH、Ba2＋、Cl－、NO 足量CO2 能大量共存 B Na＋、Mg2＋、Cl－、HCO 足量NaOH溶液 不能大量共存，只发生下列反应：Mg2＋＋HCO＋OH－===MgCO3↓＋H2O C Na＋、K＋、[Al(OH)4]－、Cl－ 足量NaHCO3溶液 不能大量共存，因[Al(OH)4]－和HCO之间会发生完全双水解生成CO2气体和Al(OH)3沉淀 D Na＋、K＋、ClO－、SO 少量SO2 不能大量共存，只发生下列氧化还原反应：ClO－＋H2O＋ SO2===Cl－＋SO＋2H＋ 答案：A 解析：NH、Ba2＋、Cl－、NO之间不反应能够共存，通入足量CO2也不反应，能够大量共存，A正确；生成的碳酸镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁，B错误；[Al(OH)4]－和HCO之间反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸根离子，[Al(OH)4]－和HCO发生的不是双水解反应，C错误；Na＋、K＋、ClO－、SO之间不反应能够共存，通入少量SO2后先发生的氧化还原反应为ClO－＋H2O＋SO2===Cl－＋SO＋2H＋，后发生反应：H＋＋ClO－===HClO，D错误。 6．(2023·银川模拟)以下是对某水溶液进行粒子检验的方法和结论，其中正确的是(　　) A．加入NaOH溶液并加热，产生使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体，则原溶液中一定含NH B．加入足量的CaCl2溶液，产生了白色沉淀，溶液中一定有大量的CO C．先加适量的盐酸将溶液酸化，再加AgNO3溶液，产生了白色沉淀，溶液中一定含有大量的Cl－ D．用洁净的铂丝蘸取待测溶液，置于火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃能观察到火焰呈紫色，该溶液中一定含有钾元素，可能含有钠元素 答案：D 解析：氨气是碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，而使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体为酸性气体，A项错误；加入足量的CaCl2溶液，产生了白色沉淀，该白色沉淀可能为CaSO4、CaCO3、AgCl等，故溶液中不一定有大量的CO，B项错误；加入盐酸酸化，盐酸中含有Cl－，对原溶液中Cl－的检验造成干扰，C项错误；钠的焰色试验为黄色，钾的焰色试验为紫色，但观察钾的火焰颜色时需透过蓝色钴玻璃，以滤去钠的黄光的干扰，用洁净的铂丝蘸取待测溶液，置于火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色，则该溶液中一定含有钾元素，可能含有钠元素，D项正确。 7．(2023·广东广州市考模拟预测)对于某些离子的检验及结论中一定正确的是(　　) A．加入稀盐酸产生无色无味气体，将气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，则一定有CO B．加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，则一定有SO C．分别含有Mg2＋、Cu2＋和Na＋的三种盐酸盐溶液，用NaOH溶液就能一次鉴别开 D．加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸，白色沉淀消失，一定有Ba2＋ 答案：C 解析：加入稀盐酸产生无色气体，将气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，该气体为二氧化碳，原溶液中可能含CO、HCO，故A错误；加入氯化钡有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，该沉淀可能为硫酸钡或氯化银，原溶液中不一定存在SO，可能含有银离子，故B错误；分别滴加NaOH溶液，生成蓝色沉淀的原溶液含Cu2＋，生成白色沉淀的原溶液含Mg2＋，无明显现象的原溶液含Na＋，故C正确；加入碳酸钠溶液产生的白色沉淀，可能是碳酸钙或碳酸钡，再加盐酸白色沉淀消失，可能有Ba2＋或Ca2＋，故D错误。 8．(2023·安徽马鞍山统考一模)某溶液仅由NO、Cl－、SO、CO、NH、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，推断一定存在NH B．②中固体a为氧化铁 C．原溶液中一定不存在CO、Al3＋，可能含有K＋ D．说明原溶液中一定存在NO、Cl－、SO、NH、Fe3＋ 答案：C 解析：加入过量的碱产生气体为NH3，溶液有NH。由②知加入过量的碱产生了沉淀Fe(OH)3，溶液中有Fe3＋，CO与Fe3＋会发生相互促进的水解反应不能共存，则溶液中不存在CO。由③知溶液中有SO。由以上分析可知溶液中一定有NH，A项正确；Fe(OH)3受热分解为氧化铁(Fe2O3)，B项正确；由以上分析可知溶液中一定有NH和Fe3＋，而阴离子有SO，又溶液中各离子浓度相同，溶液中电荷不守恒，所以一定还有Cl－和NO。溶液中这五种离子刚好电荷守恒，所以一定不存在CO和Al3＋、K＋，C项错误；由C项分析溶液中一定存在NH、Fe3＋、SO、Cl－和NO，D项正确。 9．(2023·甘肃省张掖市高三第一次诊断)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：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；亚硫酸钠溶于水，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和二氧化碳和水，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。 10．(2023·全国高三专题练习)某固体样品可能含有NaNO3、NaHCO3、Na2SO3和Na2SO4。取少量样品进行如下实验：步骤①：将样品溶于水，得到澄清溶液；步骤②：向①的溶液中滴加过量稀盐酸，有气泡产生；步骤③：取②的上层清液，向其中滴加BaCl2溶液，有沉淀生成。下列说法中正确的是(　　) A．该固体样品中一定含有Na2SO4 B．该固体样品中一定含有NaHCO3 C．该固体样品不可能只含有Na2SO3 D．步骤②的试管口产生的气体一定是无色的 答案：C 解析：步骤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大量共存；步骤②：向①的溶液中滴加过量稀盐酸，有气泡产生，说明可能含有NaHCO3或Na2SO3或两者都有；若气泡是NO，说明是NaNO3和Na2SO3均有；步骤③：取②的上层清液，向其中滴加BaCl2溶液，有沉淀生成，则沉淀为BaSO4，说明固体中存在Na2SO3和Na2SO4至少一种。结合分析可知不一定含有Na2SO4，可能是NaNO3和Na2SO3在加盐酸后发生氧化还原反应生成硫酸根离子，硫酸根离子和钡离子生成白色的硫酸钡沉淀，A错误；若气泡是NO，说明是NaNO3和Na2SO3均有，不一定有NaHCO3，B错误；该固体样品若只含有Na2SO3，则步骤③不会产生沉淀，故该固体样品不可能只含有Na2SO3，C正确；由分析可知步骤②产生的气体可能是NaNO3和Na2SO3在加盐酸后发生氧化还原反应生成的NO，NO易与试管内氧气反应生成红棕色二氧化氮，试管口产生的气体可能是红棕色的，D错误。 11．某100 mL溶液可能含有K＋、NH、Al3＋、CO、SO、Cl－中的若干种，取该溶液进行连续实验，实验过程如下图所示(所加试剂均过量，气体全部逸出)。下列说法错误的是(　　) A．原溶液中一定含有CO、SO，无Al3＋ B．原溶液中一定存在K＋，可能存在Cl－ C．是否存在K＋只有通过焰色试验才能确定 D．若原溶液中不存在Cl－，则c(K＋)＝0.1 mol·L－1 答案：C 解析：加入氯化钡溶液生成沉淀，沉淀部分溶解于盐酸，所以沉淀一定是BaSO4、BaCO3的混合物，原溶液中一定含有CO、SO，则一定不存在Al3＋；硫酸钡沉淀是2.33 g，物质的量是0.01 mol，碳酸根离子的物质的量是＝0.01 mol；向滤液中加入氢氧化钠溶液，生成气体，则气体一定为氨气，原溶液中含有铵根离子，根据元素守恒，铵根离子的物质的量是＝0.03 mol；根据电荷守恒关系可知，溶液一定含有K＋，可能含有Cl－，且K＋的物质的量大于等于0.01 mol。根据上述分析可知，原溶液中一定含有SO、CO、K＋、NH，可能含有Cl－，一定不含Al3＋，故A、B正确；根据电荷守恒关系可知，溶液一定含有K＋，故C错误；若原溶液中不存在Cl－，则c(K＋)＝＝＝0.1 mol·L－1，故D正确。 12．(23分)雾霾严重影响人们的生活与健康，某地区的雾霾中可能含有如下离子中的若干种：NH、Ba2＋、Fe2＋、Cl－、NO、CO、SO。某同学收集了该地区的雾霾，经必要的预处理后得到试样溶液，设计并完成如下实验： 试回答下列问题： (1)实验①中加入稀盐酸后，有无色气体A生成，溶液B依然澄清，且溶液中阴离子种类不变，据此可知原溶液中一定不含________(填离子符号)。 (2)实验①中发生反应的离子方程式为______________________________________________ _____________________________________________________________________________。 (3)实验②中逐滴加入碳酸氢钠溶液，立即有气泡产生，一段时间后又有沉淀出现，生成沉淀的离子方程式为__________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (4)气体F的成分为________(填化学式)。 (5)根据实验③现象该同学认为原溶液中一定含有SO，有其他同学认为其结论不合理，又进行了后续实验④，最终确认原溶液中含有SO，试写出实验④可行的操作方法及现象：______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 答案：(1)CO　 (2)3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O (3)Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑ (4)NH3 (5)向沉淀G中加入足量的稀硝酸，若沉淀部分溶解，则证明原溶液中含有SO 解析：(1)实验①中加入稀盐酸后，有无色气体A生成，该气体可能为CO2或NO，由于稀盐酸过量且反应后溶液中阴离子种类不变，则生成的气体为NO，则溶液中一定不存在CO，一定含有Fe2＋、Cl－、NO，且NO过量。(2)实验①中Fe2＋与稀硝酸反应生成Fe(NO3)3、NO和H2O，离子方程式为3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。(3)实验①加入足量稀盐酸，则溶液B中含有过量的H＋，逐滴加入NaHCO3溶液时，先发生的反应为H＋＋HCO===H2O＋CO2↑；H＋反应完全后，此时溶液B中还含有Fe3＋，继续滴加NaHCO3溶液，铁离子与碳酸氢根离子发生相互促进的水解反应生成Fe(OH)3沉淀和CO2气体，离子方程式为Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑。(4)向溶液D中加入足量Ba(OH)2溶液后生成气体F、沉淀G和溶液H，则气体F为NH3。(5)由于实验②中NaHCO3溶液足量，则实验③的沉淀G中一定含有BaCO3沉淀，不能确定是否含有BaSO4，需要进行后续实验④，可向沉淀G中加入足量的稀硝酸，若沉淀部分溶解，则证明原溶液中含有SO。 学科网（北京）股份有限公司 $$