内容正文:
课时冲关六 离子共存 离子推断
学生用书 P389
一、选择题:每题只有一个选项符合题意
1.已知某溶液中存在 H+、Ba2+、Fe3+ 三种阳离
子,则其中可能大量存在的阴离子是 ( )
A.SO2-4 B.CO2-3 C.NO-3 D.OH-
答案:C
2.(2025江西模拟)下列各组离子中,在给定的
环境中一定能大量共存的是 ( )
A.能 使 甲 基 橙 变 红 的 溶 液:S2-、SO2-4 、
NO-3 、Na+
B.常温下,由水电离的c(H+)=10-12molL-1
的溶液中:Be2+、NO-3 、K+、Cl-
C.在水溶液中:[Al(OH)4]-、HCO-3 、Ba2+、F-
D.在漂白液中:OH-、Rb+、CO2-3 、SO2-4
解析:D [A.能使甲基橙变红的溶液含大量
H+,与S2-不能大量共存,酸性条件下,NO-3 有
强氧化性,与S2-会发生氧化还原反应不能大量
共存,A错误;B.常温下,由水电离的c(H+)=
10-12molL-1的溶液中,水的电离受到抑制,
可能是酸性溶液,也可以是碱性溶液,OH- 与
Be2+ 不 能 大 量 共 存,B 错 误;C.HCO-3 与
[Al(OH)4]- 不 能 大 量 共 存,HCO-3 +
[Al(OH)4]-CO2-3 +Al(OH)3↓+H2O,
C错 误;D.在 漂 白 液 中:OH-、Rb+、CO2-3 、
SO2-4 可大量共存,D正确.]
3.(2025甘肃张掖模拟)宏观辨识与微观探析是
化学学科核心素养之一.常温下,下列各组粒
子在指定溶液中能大量共存的是 ( )
A.01molL-1碳酸钠溶液(pH=11)中:
[Al(OH)4]-、Cl-、CN-
B.加入苯酚显紫色的溶液中能大量共存的离
子:K+、NH+4 、CH3COO-、S2-
C.01molL-1酸性 KMnO4 溶液中:C2O2-4 、
Fe2+、SO2-4 、Br-
D.常温下
Kw
c(H+)
=10-13molL-1的溶液中:
Cl-、Fe2+、NO-3 、NH+4
解析:A [A.碳酸根离子和题给的三种离子均
不会反应,且三种离子之间也互不反应,故各离
子可以大量共存,A正确;B.加入苯酚显紫色的
溶液中有铁离子,铁离子和硫离子之间会发生
氧化还原反应,生成亚铁离子和硫单质,故二者
不能大量共存,B错误;C.草酸根离子、亚铁离
子、溴离子均能和酸性高锰酸钾溶液发生反应,
故不能大量共存,C错误;D.常温下
Kw
c(H+)
=
10-13molL-1 的 溶 液 中,氢 离 子 的 浓 度 为
01molL-1,溶液中还有硝酸根离子,在氢离子
的作用下硝酸根离子会将亚铁离子氧化,故三者不
能大量共存,D错误.]
4.下 列 能 在 溶 液 中 大 量 共 存,加 入(NH4)2Fe
(SO4)26H2O 晶体后仍能大量存在的离子
组是 ( )
A.Na+、H+、Cl-、NO-3
B.K+、Ba2+、OH-、I-
C.Na+、Mg2+、Cl-、SO2-4
D.Cu2+、S2-、Br-、ClO-
解析:C [A 项 中 H+、NO-3 能 将(NH4)2Fe
(SO4)26H2O晶体溶于水后产生的Fe2+ 氧化
为Fe3+而不能大量共存;B项中OH-与NH+4 、
Fe2+不能大量共存,Ba2+ 与SO2-4 不能大量共
存;D项中S2-与Cu2+、ClO-不能大量共存.]
5.(2021福建卷)室温下,下列各组离子一定能
与指定溶液共存的是 ( )
A.0.2molL-1的 NH4Cl溶液:Na+、K+、
SO2-4 、SiO2-3
B.0.1molL-1的 FeCl3 溶液:NH+4 、Ca2+、
Br-、SCN-
C.0.2molL-1的 H2SO4 溶液:Mg2+、Fe2+、
NO-3 、Cl-
D.0.1molL-1的Ba(OH)2 溶液:Na+、K+、
Cl-、ClO-
解析:D [A.NH4Cl是强酸弱碱盐,0.2molL-1
的NH4Cl溶液显酸性,H+与SiO2-3 反应生成硅酸
沉淀而不能大量共存,A不符合题意;B.0.1mol
L-1的 FeCl3 溶 液,Fe3+ 与SCN- 反 应 生 成
Fe(SCN)3而 不 能 大 量 共 存,B 不 符 合 题 意;
C.0.2molL-1 的 H2SO4 溶 液,H+、Fe2+、
NO-3 共同作用发生氧化还原反应而不能大量
共 存,C 不 符 合 题 意;D.0.1molL-1 的
Ba(OH)2 溶 液,Ba2+、OH-、Na+、K+、Cl-、
ClO- 之 间 相 互 不 反 应 能 大 量 共 存,D 符 合
题意.]
6.(2025哈尔滨市三中开学考)下列各组澄清溶
液中离子能大量共存,且滴入X试剂后发生反
应的离子方程式书写正确的是 ( )
选项 离子组 X试剂 离子方程式
A
NH+4 、Fe3+、
SO2-4 、Br-
过量 H2S
2Fe3+ + H2S
2Fe2++S↓+2H+
B
Fe2+、K+、
NO-3 、Cl-
少量 HI
4H+ + 3Fe2+ +
NO-3 3Fe3+ +
NO↑+2H2O
005
高考总复习 化学(LK)
选项 离子组 X试剂 离子方程式
C
NH+4 、Fe3+、
[Al(OH)4]-、
Na+
过量铜粉
2Fe3+ + Cu
2Fe2++Cu2+
D
[Al(OH)4]-、
Na+、K+、
HCO-3
少量 HCl
H++[Al(OH)4]-
Al(OH)3 ↓
+H2O
解析:A [碘离子的还原性强于二价铁离子,反应
的离子方程式为8H++6I-+2NO-3 3I2↓+
2NO↑+4H2O,B项错误;三价铁离子能够与
四羟基合铝酸根离子发生相互促进的水解反应
生成氢氧化铝和氢氧化铁沉淀,二者不能大量
共存,C项错误;碳酸氢根离子与四羟基合铝酸
根离子反应生成碳酸根离子和氢氧化铝沉淀,
二者不能大量共存,D项错误.]
7.对某无色溶液分别进行下列操作,所得现象和
结论均正确的是 ( )
A.加入氨 水,产 生 白 色 沉 淀,证 明 原 溶 液 中
存在Al3+
B.加入AgNO3 溶液,产生白色沉淀,证明原溶
液中存在Cl-
C.加入盐酸酸化的BaCl2 溶液,生成白色沉淀,
证明原溶液中存在SO2-4
D.加入NaOH溶液并加热,产生使湿润的红色
石蕊 试 纸 变 蓝 的 气 体,证 明 原 溶 液 中 存
在NH+4
解析:D [A项,加入氨水,产生白色沉淀,该白
色沉淀 可 能 为 氢 氧 化 镁,原 溶 液 中 可 能 存 在
Mg2+,错误;B项,加入AgNO3 溶液,产生白色
沉淀,该白色沉淀可能为碳酸银,原溶液中可能
含有CO2-3 ,错误;C项,加入盐酸酸化的BaCl2
溶液,生成白色沉淀,该白色沉 淀 可 能 为 氯 化
银,原溶液中可能含有Ag+,错误.]
8.(2025辽宁模拟)已知将亚硫酸钠滴入含淀粉
的碘水中,碘水中的蓝色褪为无色,溶液无沉淀
生成.某 无 色 溶 液 中 可 能 含 有 I-、Na+、
[Fe(C6H5O)6]3-、SO2-3 ,向该溶液中加入少量
溴水,溶液仍呈无色,则有关该无色溶液下列判
断正确的是 ( )
A.氧化性Br2<SO2-4 <I2
B.一定不含有I-
C.一定含有Na+
D.可能含有[Fe(C6H5O)6]3-
解析:C [A.根据亚硫酸钠加入含淀粉的碘水
中,溶液褪色,说明碘水把亚硫酸钠氧化了,说
明I2 的氧化性强于SO2-4 ,即SO2-3 的还原性强
于I-,但向无色溶液中加入少量溴水溶液不变
色,不能说明溴的氧化性不如碘单质强,因为被
少量的溴氧化的是SO2-3 ,故A错误;B.由A分
析知,不能判断是否有I-,故B错误;C.判断无
色溶液中一定含有SO2-3 ,可能含有I-,根据电荷
守恒,Na+一定存在,故C正确;D.溶液是无色溶
液,说明一定不含紫色的[Fe(C6H5O)6]3-,故D
错误.]
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意
9.(2025江西模拟)某溶液中可能存在 Br-、
CO2-3 、SO2-3 、Al3+、I-、Mg2+、Na+七种离子中的
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+6H2O10HCl+2HIO3
据此可以判断,该溶液中肯定不存在的离子
组是 ( )
A.Al3+、Mg2+、SO2-3 B.Mg2+、CO2-3 、I-
C.Al3+、SO2-3 、I- D.Al3+、Br-、SO2-3
解析:A [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
了IO-3 ,致使淀粉溶液不变蓝色.]
10.(2025张掖市高三第一次诊断)pH=0的某
X溶液中,除 H+ 外,还可能存在 Al3+、Fe2+、
NH+4 、Ba2+、Cl-、CO2-3 、SO2-4 、NO-3 中的若干
种,现取适量X溶液进行如下一系列实验:
溶
液
X
过量
Ba(NO3)2
溶液 ①
气体A→
沉淀C→
溶液B→
过量NaOH
溶液 ②
气体D→
沉淀F→
溶液E→
过量CO2
③
溶液G→
沉淀 H→
下列有关判断不正确的是 ( )
A.生成气体A的离子方程式为3Fe2++4H+
+NO-3 3Fe3++NO↑+2H2O
B.生成沉淀 H的离子方程式为[Al(OH)4]-
+CO2Al(OH)3↓+HCO-3
C.溶液X中一定没有的离子仅为CO2-3 、Ba2+
D.溶液 X 中一定含有的离子是 H+、Fe2+、
SO2-4 、NH+4 、Al3+
解析:C [pH=0的某X溶液中显强酸性,含有
大量H+,与H+反应的CO2-3 不存在;H+、Fe2+
和NO-3 会发生氧化还原反应而不能同时存在;
试液中加入过量硝酸钡溶液,发生反应①,生成气
体A,证明一定含有Fe2+,则原溶液中一定不存
在NO-3 ,气体A为NO,沉淀C为BaSO4,则原溶
液中一定不存在Ba2+,一定存在SO2-4 ;向溶液B
中加入过量NaOH溶液发生反应②,生成气体D
105
第二章 元素与物质世界
为NH3,确 定 原 溶 液 中 含 有 NH+4 ,沉 淀F为
Fe(OH)3;溶液E加入过量CO2 发生反应③,生
成的沉淀H一定是Al(OH)3,则溶液E中一定含
有[Al(OH)4]-,则 原 溶 液 中 一 定 含 有 Al3+,
Cl-无法确定是否存在.根据上述分析可知:
上述溶液中一定含有 H+、Al3+、Fe2+、NH+4 、
SO2-4 ,一定不含有Ba2+、CO2-3 、NO-3 ,不能确
定是否存在的离子是Cl-.根据以上分析可
知:生 成 气 体 A(NO)的 反 应 为 H+、Fe2+ 和
NO-3 发生氧化还原反应产生Fe3+、NO、H2O,
该反应的离子方程式为:3Fe2++4H++NO-3
3Fe3++NO↑+2H2O,A正确;根据以上
分 析,生 成 的 沉 淀 H 是 Al(OH)3,是 向
[Al(OH)4]-溶液中通过量的CO2 气体,反应
生成Al(OH)3、HCO-3 ,该反应的离子方程式
为:[Al(OH)4]- +CO2 Al(OH)3↓+
HCO-3 ,B正确;根据以上分析可知:溶液X中
一定没有的离子仅为:CO2-3 、Ba2+、NO-3 ,C错
误;根据以上分析,溶液X中一定含有的离子
是:H+、Fe2+、SO2-4 、NH+4 、Al3+,D正确.]
11.有一混合溶液中含有以下离子的若干种:K+、
Mg2+、NH+4 、Ba2+、Cl-、CO2-3 、SO2-4 ,现有两
份体积相同各为100mL的该溶液进行如下
实验:①向第一份溶液中加入足量的NaOH溶
液并加热后,收集到0224L的气体(标准状
况下测定),并产生058g白色沉淀;②向第二
份溶液中加入足量的BaCl2 溶液,产生699g
白色沉淀.根据上述实验,以下推测正确的是
( )
A.K+一定存在
B.Ba2+一定不存在
C.可能存在CO2-3
D.100mL该溶液中若含有001molCl-,则
K+的物质的量浓度为004molL-1
解析:AB [①第一份加过量NaOH溶液后加
热,收集到气体的物质的量为 0.224L
22.4Lmol-1
=001mol,001mol气体为氨气,溶液中一
定含有NH+4 ,并且物质的量为001mol,产生
058g白色沉淀,则溶液中含有 Mg2+,并且物
质的量为 0.58g
58gmol-1
=001mol,由 Mg2+ 与
CO2-3 不能大量共存,得出一定不存在CO2-3 ;
故C项错误.②第二份加足量BaCl2 溶液后,
生成白色沉淀,得到699g固体,沉淀为硫酸
钡,其物质 的 量 为 6.99g
233gmol-1
=003mol,
说明原溶液存在003mol的SO2-4 ,一定不存
在Ba2+,再根据电荷守恒,得出一定存在K+,
无法确定是否存在Cl-,故A、B项正确.据此
进行解答.100mL该溶液中若含有001mol
Cl-,则 根 据 电 荷 守 恒 可 知,n(K+)+
2n(Mg2+)+n(NH+4 )=2n(SO2-4 )+n(Cl-),
n(K+)+2×001 mol+001 mol=2×
003mol+001mol,得n(K+)=004mol,K+
的物质的量浓度为0.04mol
0.1L =04mol
L-1,
D项错误.]
三、非选择题
12.(2021浙江卷)固体化合物X由3种元素组
成,某学习小组开展如下探究实验.
化合物X
4.020g
水
→
蓝色溶液
A
足量
氨水
白色沉淀
B
→ 灼烧→
白色固体C
1.020g
深蓝色溶液→
硝酸酸化
足量 AgNO3溶液
蓝色溶液D→
白色沉淀E
11.480g
→
其 中,白 色 沉 淀 B 能 溶 于 NaOH 溶 液.
请回答:
(1)白色固体C的化学式是 ,蓝色溶
液 D 中 含 有 的 溶 质 是 (用 化 学
式表示).
(2)化合物X的化学式是 ;化合物X
的一价阴离子与CH4 具有相同的空间结构,
写出该阴离子的电子式 .
(3)蓝色溶液 A 与 N2H+5 作用,生成一种气
体,溶液蓝色褪去,同时生成易溶于硝酸的白
色沉淀.
①写出该反应的离子方程式
.
②设计实验验证该白色沉淀的组成元素 .
解析:(1)由 上 述 分 析 可 得,白 色 沉 淀 B 为
Al(OH)3,灼烧Al(OH)3 得到Al2O3,故白色
固体 为 Al2O3;溶 液 D 中 含 有 的 阳 离 子 有
Cu2+、NH+4 、Ag+、H+,阴离 子 有 NO-3 ,故 溶
液 中 含 有:Cu(NO3)2、NH4NO3、AgNO3、
HNO3.(2)由图示数据并根据原子守恒可知,
4.020g X 中 含 有 铝 离 子 物 质 的 量 为:
1.020g
102g/mol×2=0.02mol
,含有氯离子物质的
量为:11.480g
143.5g/mol=0.08mol
,由化合物应显
电中性可得三种离子物质的量比值为n(Cu2+)∶
n(Al3+)∶n(Cl-)=1∶2∶8,则可得X的化学式
为CuAl2Cl8;阴离子AlCl-4 中Al原子的杂化方
式为sp3,空间结构为正四面体,与CH4 相同,其
电子式为 .
205
高考总复习 化学(LK)
(3)①由上述分析可知,蓝色溶 液 A 中 含 有
Al3+、Cu2+和Cl-,与 N2H+5 反应时溶液蓝色
褪去,即反应后溶液中不存在Cu2+,可推测铜
元素以沉淀形式析出,反应得到的沉淀为白色
且可溶于硝酸,可推测铜元素在其中不是蓝色
且稳定的+2价,而是+1价,即反应过程中
Cu化合价降低,N2H+5 中氮元素显-2价,具
有还原性,反应过程中N化合价升高生成N2,
符合反应中有气体产生,根据 化 合 价 升 降 守
恒、电荷守恒以及原子守恒和溶液呈酸性可知
反应的离子方程式为4Cu2+ +N2H+5 +4Cl-
4CuCl↓+N2↑+5H+.②Cu2+ 在溶液
中显蓝色,CuCl中Cu为+1价,能被硝酸氧化
为+2价,CuCl与硝酸反应过程中Cl元素以
Cl-形式存在于溶液中,Cl- 与AgNO3溶液反
应生成不溶于硝酸的白色沉淀,故答案为:将
白色 沉 淀 溶 于 硝 酸,得 到 蓝 色 溶 液,说 明 有
Cu;再向溶液中加入 AgNO3 溶液,有白色沉
淀,说明有Cl.
答案:(1)Al2O3 Cu(NO3)2、NH4NO3、
AgNO3、HNO3 (2)CuAl2Cl8
(3)①4Cu2++N2H+5 +4Cl-4CuCl↓+N2↑
+5H+
②将白色沉淀溶于硝酸,得到蓝色溶液,说明
有Cu;再向溶液中加入 AgNO3 溶液,有白色
沉淀,说明有Cl
13.(2025石家庄市高三开学考)300mL某溶液
中可能含有 Na+、NH+4 、Mg2+、Ba2+、CO2-3 、
SO2-4 、Cl-中的若干种,现将此溶液分成三等
份,进行如下实验:①向第一份中加入AgNO3
溶液,有白色沉淀产生;②向第二份中加足量
KOH溶液并加热,收集到气体0.04mol;(铵
盐与碱共热可产生氨气)③向第三份中加足量
BaCl2 溶液,得到沉淀6.27g,加入足量盐酸充
分反应后,剩余沉淀2.33g.根据上述实验,
回答下列问题:
(1)实验③中生成沉淀反应的离子方程式为
,
沉淀溶解的离子方程式为
.
(2)溶液中一定不存在的离子有 .
(3)实验①中加入 AgNO3 溶液,有沉淀产生,
能否说明原溶液中含有Cl- (填“能”或
“否”)理由是 .
(4)推断钠离子是否存在并说明理由.若存
在,计算其物质的量的浓度 (若不存
在,此问不作答).
解析:①向第一份中加入AgNO3 溶液,有白色
沉淀产生,说明CO2-3 、SO2-4 、Cl- 至少有一种,
则无Ba2+;②向第二份中加足量KOH溶液并
加热,收集到气体0.04mol,说明有0.04mol
NH+4 ;③向第三份中加足量BaCl2 溶液,得到
沉淀6.27g,加入足量盐酸充分反应后,剩余
沉淀2.33g,则含SO2-4 :n(SO2-4 )=n(BaSO4)
= 2.33g233g/mol=0.01mol
,含CO2-3 :n(CO2-3 )=
n(BaCO3)=
6.27g-2.33g
197g/mol =0.02mol
,可进
一步判断无 Mg2+.再根据电中性原则,可进
一步判断Na+、Cl-存在的可能性.(1)根据分
析可 知,实 验③加 入 的 Ba2+ 分 别 和 CO2-3 、
SO2-4 反 应 生 成 沉 淀,离 子 方 程 式 为 Ba2+ +
CO2-3 BaCO3↓、Ba2++SO2-4 BaSO4↓,
加入足量盐酸,BaCO3 溶解,反应的离子方程
式为BaCO3+2H+Ba2++CO2↑+H2O.
(2)根据分析可知,溶液中含有CO2-3 、SO2-4 ,所
以 Mg2+、Ba2+ 一定不存在.(3)CO2-3 、SO2-4 、
Cl-都能和AgNO3 溶液生成白色沉淀,所以实
验①中加入 AgNO3 溶液生成白色沉淀,不能
说明原溶液中含有Cl-.(4)每一等份中:已知
的阳离子NH+4 所带正电荷为0.04mol,已知
的阴离子CO2-3 、SO2-4 所带负电荷为0.01mol
×2+0.02mol×2=0.06mol,大于已知的正
电荷,根据电中性原则,一定有Na+,而Cl- 不
能确定,所以c(Na+)≥0.06mol-0.04mol
300×13×10
-3L
=0.2molL-1.
答案:(1)Ba2++CO2-3 BaCO3↓、Ba2+ +
SO2-4 BaSO4↓;BaCO3+2H+Ba2++
CO2↑+H2O (2)Mg2+、Ba2+ (3)否;碳酸
银、硫酸银、氯化银均为白色沉淀,无法确定是
否含有Cl-(合理即可) (4)存在,经过计算可
知,只有存在钠离子,溶液中才能保持电中性;
c(Na+)≥0.2molL-1
305
第二章 元素与物质世界