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课时冲关五 离子共存 离子推断
学生用书 P373
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)2
6H2O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.0.1molL-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
205
高考总复习 化学
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
色沉淀也可能为氢氧化镁,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.]
9.(2025安徽淮北模拟)某溶液可能含有等浓度
的下列某些离子:Na+、Mg2+、NH+4 、H+、Cl-、
SO2-3 、SO2-4 、NO-3 ,取溶液分别进行如下实验:
①加入HNO3 酸化的Ba(NO3)2 溶液产生白色
沉淀;②加入碘化钾淀粉溶液,呈蓝色;③加入
NaOH溶液产生白色沉淀,加热后产生有刺激
性气味的气体.
下列说法错误的是 ( )
A.由①②可知一定有H+、NO-3 、SO2-4
B.若将①中的试剂换成盐酸酸化的BaCl2 溶
液,不影响成分的判断
C.Mg2+ +NH+4 +3OH-
△
Mg(OH)2↓+
NH3↑+H2O
D.不能确定有无Cl-
解析:D [①加入 HNO3 酸化的Ba(NO3)2 溶
液产生白色沉淀,则该白色沉淀为硫酸钡,原溶
液中可能含有SO2-4 ,也可能含有SO2-3 被硝酸
氧化生成SO2-4 ;②加入碘化钾淀粉溶液,呈蓝
色,说明溶液中存在强氧化性离子,能将 KI氧
化生成碘单质,则应含有 H+、NO-3 ,从而排除
SO2-3 ,则 原 溶 液 中 肯 定 存 在 SO2-4 ;③ 加 入
NaOH溶液产生白色沉淀,可知存在 Mg2+,加
热后产生有刺激性气味的气体,则存在 NH+4 ;
又因各离子浓度相同,结合电荷守恒可知溶液
中一定存在Cl-,不存在 Na+,据此分析解答.
A.由②可推知溶液中存在氧化性离子,则存在
H+、NO-3 ,从而排除SO2-3 ,再结合①中白色沉
淀现象,可知存在SO2-4 ,故A正确;B.若将①中
的试剂换成盐酸酸化的BaCl2 溶液,则可通过
白色沉淀现象直接确定SO2-4 存在,对最终成分
的判断无影响,故B正确;C.加入NaOH溶液产生
白色沉淀,可知存在Mg2+,加热后产生有刺激性气
味的气体,则存在NH+4 ,反应为:Mg2++NH+4 +
3OH-
△
Mg
(OH)2↓+NH3↑+H2O,故C正
确;D.由 以 上 分 析 可 知 溶 液 中 存 在 Cl-,故 D
错误.]
305
第二章 物质及其变化
10.(2025广东模拟)常温下,Ksp[Fe(OH)3]≈
1.0×10-38.下列有关离子大量共存的分析正
确的是 ( )
选项 粒子组 分析
A
醋酸钠和醋酸的混合
溶液中,当c(Na+)=
c(CH3COOH)时:Cl-、
HCO-3、NH+4、ClO-
不能大量共存,
原因是醋酸较
多,醋 酸 能 与
HCO-3 和ClO-
反应
B
0.1molL-1的氨水
中:Fe2+、Na+、SO2-4
不能大量共存,
原因是Fe2+ +
2OH-
Fe(OH)2↓
C
常温下,pH=7的溶
液中:Fe3+、K+、Br-
能 大 量 共 存,
原因是这三种
离子之间不发
生反应
D
用惰性电极电解时,
一开始就能产生氧气
的 溶 液 中:SO2-3 、
HCO-3 、Na+、OH-
能 大 量 共 存,
原因是在酸性
或碱性溶液中
这四种离子之
间不发生反应
解析:A [A.醋酸钠和醋酸的混合溶液中,当
c(Na+)=c(CH3COOH)时,醋酸较多,醋酸能
与HCO-3 和ClO- 反应,不能大量共存,故 A
项正确;B.氨水的主要成分是一水合氨,一水
合氨 是 弱 碱,正 确 的 离 子 方 程 式 为 Fe2+ +
2NH3H2OFe(OH)2↓+2NH+4 ,故B
项错误;C.根据 Ksp[Fe(OH)3]≈1.0×10
-38可
知,pH=7时c(Fe3+)≈1.0×10-17molL-1,会
生成 沉 淀,Fe3+ 不 能 大 量 存 在,故 C项 错 误;
D.OH-与HCO-3 不能大量共存,D项错误.]
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:A [①第一份加足量 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 ;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
=003 mol,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-,
据此 进 行 解 答.100 mL 该 溶 液 中 若 含 有
001molCl-,则根据电荷守恒可知,n(K+)+
2n(Mg2+)+n(NH+4 )=2n(SO2-4 )+n(Cl-),
n(K+)+2×001mol+001mol=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.]
二、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:
405
高考总复习 化学
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 .
(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向第一份溶液中加入 AgNO3 溶液,有白色
沉淀产生;②向第二份溶液中加足量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向第三份溶液中加足量
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向第一份溶液中加入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 溶 液 中 加 足 量
KOH溶液并加热,收集到气体0.04mol,说明
有0.04molNH+4 ;③向第三份溶液中加足量
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)=
2.33g
233g/mol=0.01mol
,含
CO2-3 :n(CO2-3 )=n(BaCO3)=
6.27g-2.33g
197g/mol =
0.02mol,可进一步判断溶液中无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)
每一等份溶液中:已知的阳离子 NH+4 所带正
电荷为0.04mol,已知的阴离子SO2-4 、CO2-3
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
505
第二章 物质及其变化