内容正文:
课时作业(3) 离子共存、检验与推断
1.在某无色透明溶液中,下列各组离子能大量共存的是( )
A.H+、Cl-、K+、SiO
B.Cl-、Cu2+、SO、NO
C.K+、Na+、HCO、Ca2+
D.Fe3+、NH、Cl-、I-
C 解析:本题的隐含条件是“溶液中不含有颜色的离子”,所以有颜色的离子组可直接排除。选项B中的Cu2+是蓝色;选项D中的Fe3+是棕黄色,直接排除;选项A中H+和SiO反应生成H2SiO3沉淀。
2.下列离子在溶液中能大量共存且通入相应气体后仍能大量存在的是( )
离子
通入气体
A
Cl-、Ca2+、HCO、NH
氨
B
Ba2+、Na+、Cl-、NO
二氧化硫
C
Al3+、HCO、SO、Cl-
氯化氢
D
K+、Na+、HSO、Cl-
二氧化碳
D 解析:Cl-、Ca2+、HCO、NH可以大量共存,通入氨后溶液呈碱性,HCO转化为CO并与Ca2+结合生成CaCO3沉淀,A错误;Ba2+、Na+、Cl-、NO可以大量共存,通入SO2后,SO2与水反应生成H2SO3使溶液呈酸性,酸性条件下NO可以把SO氧化为SO,进一步与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,B错误;Al3+和HCO会发生相互促进的水解反应,且通入HCl后,HCO会与H+反应,不能大量共存,C错误;K+、Na+、HSO、Cl-可以大量共存,通入CO2后仍能大量共存,D正确。
3.实验室检验溶液中是否存在下列离子的方法正确的是( )
离子
方法
A
I-
滴加淀粉溶液
B
SO
依次加入氯化钡溶液、稀盐酸
C
Fe2+
滴加K3[Fe(CN)6]
D
Al3+
逐滴加入氨水至过量
C 解析:I-不能使淀粉溶液变蓝,应先加入H2O2等氧化剂氧化I-成I2,再利用淀粉溶液检验,A错误;检验SO应先加入盐酸排除干扰,再加入氯化钡溶液,否则可能将AgCl沉淀误为BaSO4沉淀而得出错误结论,B错误;Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀,可检验Fe2+,C正确;Al3+与氨水生成的Al(OH)3沉淀,Al(OH)3不溶于过量氨水,应选用NaOH溶液,D错误。
4.(2025·山西省部分重点中学联考)常温下,下列溶液中一定不能大量共存的离子组是( )
A.c(NaOH)=10-2 mol/L的溶液中:Na+、NO、S2-、SO
B.c(FeCl3)=10-1 mol/L的溶液中:NH、Al3+、NO、SO
C.c(H2SO4)=10-1 mol/L的溶液中:Na+、Fe2+、Cl-、NO
D.c(H+)水电离=10-14 mol/L的溶液中:Na+、K+、[Al(OH)4]-、SO
C 解析:0.1 mol/L H2SO4溶液中,Fe2+、NO和H+发生氧化还原反应不能大量共存,C错误;常温下,c(H+)水电离=10-14 mol/L的溶液中水的电离受到抑制,可能加入酸或碱溶液,若加入碱溶液,四种离子可以大量共存,D正确。
5.(2025·辽宁鞍山第一次质检)下列鉴别或检验能达到实验目的的是( )
A.用金属钠检验乙醇中混有少量的水
B.用硝酸银溶液鉴别氯苯与溴苯
C.用酸性高锰酸钾溶液鉴别维生素C水溶液与葡萄糖溶液
D.用BaCl2溶液鉴别SO2和SO3
D 解析:乙醇和水都能与金属钠反应产生H2,应用无水CuSO4粉末检验乙醇中是否含有水,A不符合题意;氯苯和溴苯都不能与硝酸银溶液直接发生反应,不能鉴别,B不符合题意;维生素C与葡萄糖都能被酸性KMnO4溶液氧化,都能使溶液褪色,不能鉴别,C不符合题意;SO2和SO3分别与水反应生成H2SO3、H2SO4,由于HCl的酸性强于H2SO3,BaCl2溶液与SO2不反应,与SO3生成白色沉淀,可以鉴别,D符合题意。
6.(双选)(2025·黑龙江哈尔滨师大附中模拟)在下列溶液中,离子一定能大量共存的是( )
A.室温下,pH=1的溶液中:Na+、Fe3+、NO、SO
B.含有0.1 mol/L FeCl3的溶液中:K+、Mg2+、SO、NO
C.加入铝粉有气泡产生的溶液中:Na+、NH、Fe2+、NO
D.室温下,水电离出的c(H+)=1×10-10 mol/L的溶液中:K+、Na+、[Al(OH)4]-、SO
AB 解析:加入铝粉有气泡产生的溶液可能呈强酸性或强碱性,若为强酸性,Fe2+、NO和H+发生氧化还原反应不能大量共存,若为强碱性,NH、Fe2+都与OH-反应而不能大量共存,C错误;室温下,水电离出的c(H+)=1×10-10mol/L的溶液可能呈强酸性或强碱性,若为强酸性溶液,[Al(OH)4]-与H+反应而不能大量共存,D错误。
7.(2025·甘肃高考适应性测试)室温下,下列离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.在澄清的KNO3溶液中:MnO、OH-、Zn2+、Fe2+
B.0.1 mol/L Ba(NO3)2溶液中:Cl-、HCO、Mg2+、NH
C.在稀氢氧化钠溶液中:S2O、S2-、Ca2+、Al3+
D.在稀盐酸中:NO、SO、Na+、K+
D 解析:OH-与Zn2+和Fe2+反应会生成沉淀,同时MnO具有氧化性,Fe2+具有还原性,能发生氧化还原反应,均不能大量共存,A不符合题意;0.1 mol/L Ba(NO3)2溶液中,HCO水解产生OH-,NH和Mg2+水解均会产生H+,会发生相互促进的水解反应,不能大量共存,B不符合题意;在稀氢氧化钠溶液中,Al3+可以和氢氧化钠发生反应生成Al(OH)3沉淀,不能大量共存,C不符合题意;在稀盐酸中,NO、SO、Na+、K+均不互相反应,可以大量共存,D符合题意。
8.(2025·广东省四校联盟联考)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.含有Al3+的溶液中:K+、Na+、HCO、Cl-
B.pH=7的溶液中:Na+、Fe3+、SO、Cl-
C.水电离出的c(H+)水=10-12mol/L的溶液中:K+、Na+、Cl-、SO
D.1 mol/L H2SO4溶液中:K+、Na+、Cl-、MnO
C 解析:Al3+与HCO发生相互促进的水解反应,生成Al(OH)3沉淀和CO2气体,不能大量共存,A错误;常温下pH=7的溶液呈中性,Fe3+易水解而使溶液呈酸性,中性溶液中Fe3+不能大量存在,B错误;酸性条件下,Cl-、MnO、H+发生氧化还原反应而不能大量共存,D错误。
9.(双选)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 Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH、NO、SO
B.滴入酚酞变红色的溶液:K+、Ca2+、HCO、CO
C.pH=12的溶液:Ba2+、K+、CH3COO-、NO
D.无色透明的溶液:Fe2+、Na+、SO、NO
AC 解析:Fe3+与Cu2+、NH、NO、SO不反应,可以大量共存,A正确;滴入酚酞变红色,说明溶液中含有大量OH-,OH-可与HCO反应而不能大量共存,B错误;pH=12的溶液呈强碱性,含大量OH-,离子之间不反应,可大量共存,C正确;含Fe2+的溶液呈浅绿色,无色透明溶液中Fe2+不能大量存在,D错误。
10.(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
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。
11.(双选)(2025·湖北武汉部分重点中学联考)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+
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-
AB 解析: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,B正确;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,C错误;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。
12.现有一包固体粉末,可能含有SiO2、KOH、Na2CO3、Na2SO4、BaCl2中的一种或几种。某同学为探究固体粉末的组成,取适量样品进行如下实验。 下列说法不正确的是( )
A.固体粉末中一定不含KOH,含有Na2CO3
B.固体粉末中一定含有BaCl2和Na2CO3
C.取溶液1先加足量盐酸酸化,再加氯化钡溶液,若未产生白色沉淀,则样品中无硫酸钠
D.为进一步确定原样品组成,可以向固体2中加入NaOH溶液
C 解析:在样品中加入足量水,得到溶液1和固体1,溶液1进行焰色试验,透过蓝色钴玻璃未观察到紫色,说明不含KOH;在固体1中加入足量盐酸有气体产生,则原物质一定有BaCl2和Na2CO3,A、B均正确。取溶液1先加足量盐酸酸化,再加BaCl2溶液,若未产生白色沉淀,不能判断样品中是否含Na2SO4,有可能Na2SO4含量少,与BaCl2溶液完全反应,C错误;确定原样品的组成,可以向固体2中加入足量NaOH溶液,若沉淀消失则证明无Na2SO4,若沉淀部分消失则含有SiO2和Na2SO4,若无变化则不含SiO2,D正确。
13.(2025·广东佛山南海区调研)某澄清溶液中可能含有Cl-、I-、NO、CO、SO、Fe3+、NH、Al3+、K+、Mg2+中的两种或多种,为了检验其中的离子组成,做如下实验,根据实验操作和现象得出的结论完整且正确的是( )
实验操作和现象
结论
A
取少量该溶液,向其中加入少量BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤,向滤渣中加入稀盐酸无现象
含有SO和CO
B
向A项实验的滤液中加入少量稀硫酸和CCl4,振荡后发现下层液体呈紫红色
含有I-和NO
C
另取少量溶液,向其中加入少量稀NaOH溶液,有沉淀产生,继续滴加稀NaOH溶液至过量,沉淀逐渐增多,后又有部分溶解
含有Al3+和Mg2+,不含NH
D
用洁净铂丝蘸取C项实验后的上层清液,在酒精灯火焰上灼烧,未观察到紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)
不含K+
D 解析:向白色沉淀中加入稀盐酸,无现象,表明沉淀不溶解也没有气体产生,则说明原澄清溶液中含有SO,不含有CO,A错误;下层液体呈紫红色,则表明有I2生成,但Fe3+与I-不共存,则原澄清溶液中含有I-和NO,不含有Fe3+,结论不完整,B错误;加入稀NaOH溶液,且未加热,继续滴加浓NaOH溶液至过量,沉淀逐渐增多,后又有部分溶解,表明溶解部分为Al(OH)3,不溶解部分为Mg(OH)2,则含有Al3+和Mg2+,不能判断是否含有NH,C错误;溶液中加入的Na+,产生的黄色火焰对K+的紫色火焰有覆盖作用,透过蓝色钴玻璃观察,未观察到紫色火焰,说明不含K+,D正确。
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离子方程式为____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(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,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色 Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3
(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,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色;整个过程中发生反应的离子方程式为Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+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+。
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