内容正文:
第一单元 物质的分类、转化与化学计量
第6讲 离子共存、检验与推断
【高考考向预测】
离子共存侧重依据复分解、氧化还原、双水解、络合反应及溶液酸碱性判断离子能否大量共存,离子检验与推断依托特征反应现象、限定条件逐步推导溶液离子组成,常暗藏有色离子、隐含氢离子或氢氧根、加入试剂用量等隐蔽条件;近三年多在选择题单独设题,也穿插在无机推断、化工流程小题中,考频稳定;预测2027 年命题强化隐含环境(如酸性硝酸盐、水电离数值限定)、分步实验现象推理,结合定量数据开展离子定量推断,侧重信息抓取与逻辑推导能力考查。
【核心梳理●明考点】
考点一 溶液中离子共存的判断
1.离子共存的实质
几种离子在同一溶液中若不发生任何反应,称离子能大量共存,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4个角度
(1)因发生复分解反应不能大量共存
①生成难溶物或微溶物
Ba2+、Ca2+与S等不能大量共存;Ag+与S、Cl-等不能大量共存;OH-与Mg2+、Ca2+、Al3+、Mn2+、Fe2+、Cu2+等不能大量共存。
②生成难电离或易挥发的物质
H+与OH-、C-3-2等不能大量共存;OH-与H+、N2+等弱酸的酸式酸根不能大量共存。
(2)强氧化性与强还原性的离子(或分子)在溶液中会发生氧化还原反应不能大量共存
熟记常见的氧化性、还原性离子
氧化性离子
ClO-、Mn(H+)、N(H+)、Fe3+、Cr2
还原性离子
Fe2+(可与Fe3+共存)、S2-、I-、S-
(3)因发生相互促进的水解反应不能大量共存
Al3+与C、S2-、HS-、[Al(OH)4]-、Si等,Fe3+与C、[Al(OH)4]-、Si等不能大量共存。
(4)因发生配位反应不能大量共存
Fe3+与SCN-、Ag+与NH3·H2O等不能大量共存。
3.有限定条件的离子共存判断
条件类型
常见表述
说明
常见的
限定条件
无色
有色离子不可大量共存
常温下,pH=1或13
溶液显酸性或碱性
因发生氧化还原反应而不能大量共存
只是氧化性离子与还原性离子不能大量共存,不包括其他反应类型的离子
常见的
隐含条件
通入足量的氨气
与NH3·H2O反应的离子不能大量共存
由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1;与铝反应产生氢气的溶液
溶液既可能显酸性也可能显碱性
常见的
易错点
透明
溶液“透明”可以“有色”
①一定大量共存;
②可能大量共存;
③不能大量共存
审清关键字
【考点突破●明方向】
1.(2025·八省联考陕西卷)下列各组离子在水溶液中可以大量共存的是( )
A.S2、H+、I-、Na+
B. C、Cl-、ClO-、K+
C.N、Br-、Cu2+、Ag+
D. K+、Fe3+、[Cu(NH3)4]2+、S
【答案】B
【解析】A.S2、H+反应生成硫单质和二氧化硫,不能大量共存,A错误;B.C、Cl-、ClO-、K+互不反应,可以大量共存,B正确;C.Br-、Ag+会生成溴化银沉淀,不能大量共存,C错误;D.Fe3+在[Cu(NH3)4]2+大量存在的溶液中会生成氢氧化铁沉淀,不能大量共存,D错误。
2.用经氯气消毒的自来水配制的溶液中,能大量共存的离子组是( )
A.Na+、N +、I-
C.Al3+、Cl-、HC ++
【答案】A
【解析】经氯气消毒的自来水中含有大量氯气、次氯酸、氯离子、次氯酸根离子和氢离子。A.三种离子在自来水中不发生任何反应,能大量共存,故A正确;B.自来水中,碘离子酸性条件下会与高锰酸根离子、氯气和次氯酸反应,不能大量共存,故B错误;C.碳酸氢根离子会与铝离子发生反应,不能大量共存,故C错误;D.自来水中,氯离子会与银离子反应生成氯化银沉淀,不能大量共存,故D错误。
3.常温下,下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
A.使蓝色石蕊试纸变红的溶液中:Na+、C、K+、Cl-
B.在0.1 mol·L-1氯化亚铁溶液中:N、K+、Na+
C.麦芽糖溶液中:Mn+、H+
D.lg =-3的溶液中:K+、N2、CH3COO-
【答案】B
【解析】A.使蓝色石蕊试纸变红的溶液呈酸性,C会和H+反应生成二氧化碳,不能大量存在,A错误;B.Fe2+、Cl-、N、K+、Na+离子之相互不反应,能共存,B正确;C.Mn、H+能与麦芽糖发生氧化还原反应,不能大量共存,C错误;D.lg =-3的溶液呈碱性,碱性溶液中N不能大量共存,D错误。
考点二 离子的检验与推断
1.常见阳离子的检验与推断
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
N产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
(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
(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
S
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
C
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)
C、HC
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
S、HS
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
①
②有机层(下层)
③I-溶液变蓝,表明有I-
【考点突破●明方向】
(一)常见离子检验及干扰因素的识别
1.下列说法错误的是 。
(1)向某溶液X中滴加少量稀盐酸,再滴加几滴Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀,该溶液中含有S
(2)向某溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再加入稀盐酸,沉淀不消失,则溶液中一定存在S
(3)向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液,产生不溶于稀HNO3的白色沉淀,则溶液中一定存在S
(4)向某溶液中加入Ca(OH)2溶液,有白色沉淀生成,则溶液中一定存在C
(5)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)
2.下列实验设计能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验方案
A
检验有机物中是否含有碘元素
B
验证久置的Na2SO3是否变质
取少量久置的亚硫酸钠样品溶于除氧蒸馏水中,加入足量的稀盐酸,再滴加氯化钡溶液,观察是否有白色沉淀出现
C
测定纯碱样品(含NaCl)的纯度
取一定质量的纯碱样品与足量的盐酸反应,用碱石灰吸收产生的气体,测定碱石灰的增重
D
确认某钾盐中含有硫元素
向该钾盐固体中滴加浓盐酸,将产生的气体通入品红溶液,观察到品红溶液褪色
【答案】B
【解析】A.滴入硝酸银前应先加稀硝酸酸化,以消除水解液中含有的NaOH与AgNO3溶液反应干扰检验,故A错误;B.加入盐酸除去Na2SO3,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则说明Na2SO3中含有Na2SO4,从而证明Na2SO3已氧化变质,故B正确;C.碱石灰的增重包括生成的CO2、挥发的氯化氢和水蒸气的质量,无法利用增重数据计算Na2CO3的质量,即纯度无法计算,故C错误;D.KMnO4与浓盐酸反应能够生成Cl2,Cl2也能使品红溶液褪色,且硫元素未必以亚硫酸盐的形式存在,加入盐酸后产生的未必是二氧化硫气体,故D错误。
(二)离子或物质推断
3.澄清透明的溶液X中含有下表离子中的某5种,且各离子浓度相等(不考虑水的电离与离子水解)。向X溶液中加入足量稀盐酸,立即有无色气体生成,经分析,反应前后阴离子种类没有变化。下列叙述正确的是( )
阳离子
阴离子
Na+、Fe3+、Ca2+、
Fe2+、Mg2+、Al3+
OH-、N、
C、Cl-
A.X溶液中至少含有HC中的一种
B.溶液中一定没有Fe3+
C.无法确定Mg2+是否存在
D.溶液中可能存在Cl-
【答案】B
【解析】向X溶液中加入足量稀盐酸,立即有无色气体生成,反应前后阴离子种类没有变化,一定含有Cl-,一定不含OH-、HC,发生反应为3Fe2++N+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O,放出的无色气体是NO,则原溶液中含有Fe2+、N;X中含有5种离子,且各离子浓度相等,则根据电中性原则一定含有硫酸根离子,Ca2+、S不能大量共存,则溶液中一定含有Mg2+,根据以上分析,原溶液中一定含有Fe2+、Mg2+、N、Cl-,一定不含Na+、Fe3+、Ca2+、Al3+、OH-、HC。
4.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
N
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
N
C
Si
S
c/(mol·L-1)
(4)判断K+是否存在 (填“存在”或“不存在”),若存在求其最小浓度 mol·L-1,若不存在说明理由: 。
【答案】(1)Ag+、Mg2+、Ba2+
(2)Si+2H+===H2SiO3↓
(3)? 0.25 0.4 0
(4)存在 0.8
【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、Ⅱ可知,加入稀盐酸产生气体,必有C,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Si,发生的反应为Si+2H+===H2SiO3↓,H2SiO3SiO2+H2O,故Si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S;根据电荷守恒知2c(C)+2c(Si)=2×0.25 mol·L-1+2×0.4 mol·L-1=1.3 mol·L-1,故含K+,其最小浓度为1.3 mol·L-1-0.5 mol·L-1=0.8 mol·L-1。
(1)离子推断遵循的四原则
(2)应用电荷守恒关系定量推断
解与离子反应有关的定量推断类试题,需要掌握定量推断最后一种离子存在的方法;如果多种离子共存,且只有一种离子的物质的量未知,可以用电荷守恒来确定最后一种离子是否存在,即阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。
考点三 粗盐的提纯
1.粗食盐水中常含有的杂质离子
离子:Ca2+、Mg2+、S。
2.选择除杂试剂
杂质离子
离子性质(离子方程式)
选择试剂
Ca2+
Ca2++C===CaCO3↓
Na2CO3溶液
Mg2+
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
NaOH溶液
S
Ba2++S===BaSO4↓
BaCl2溶液
3.粗盐提纯时加试剂的先后顺序
为使杂质离子完全除去,要加入过量的试剂。后续试剂要能够将前面所加过量的试剂除去。
通常有以下三种路线
【考点突破●明方向】
1.实验室将粗盐提纯并配制0.10 mol·L-1的NaCl溶液。本实验必须用到的仪器有( )
①天平 ②酒精灯 ③坩埚 ④分液漏斗 ⑤容量瓶 ⑥烧杯 ⑦冷凝管
A.①②④⑥ B.①③⑤⑥
C.①②⑤⑥ D.②③④⑦
【答案】C
2.某种粗盐中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、S等杂质。某同学在实验室中设计了用这种粗盐制备精盐的方案(用于沉淀的试剂稍过量),如图所示:
请回答下列问题:
(1)为操作Ⅳ选择所需仪器: (填标号)。
A.烧杯 B.试管 C.玻璃棒 D.分液漏斗 E.漏斗 F.酒精灯 G.蒸发皿
(2)操作Ⅲ中常用Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液作除杂试剂,则加入除杂试剂的顺序为NaOH溶液→ → 。
(3)操作Ⅲ中,判断加入BaCl2已过量的方法是
。
(4)操作Ⅴ应选择的酸是 ,若将操作Ⅴ与操作Ⅳ的先后顺序对调,将会对实验结果产生的影响是
。
(5)操作Ⅵ是 (选择合理操作的名称,用标号字母按操作先后顺序填写)。
a.过滤、洗涤 b.蒸发结晶
c.萃取、分液 d.干燥
【答案】(1)ACE (2)BaCl2溶液 Na2CO3溶液 (3)取所得溶液的上层清液于试管中,再滴入少量BaCl2溶液,静置,若溶液未变浑浊,则表明BaCl2已过量 (4)盐酸 在酸性条件下,会有部分沉淀溶液,从而影响精盐的纯度 (5)bad
【解析】(1)浊液通过操作Ⅳ得到了澄清溶液,实现了浊液中不溶性固体与液体的分离,为过滤操作,用到的仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗;(2)过量碳酸钠溶液可以除掉Ca2+、过量的Ba2+,因此Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液之后加入;(3)利用S和Ba2+反应生成白色沉淀判断,取所得溶液的上层清液于试管中,再滴入少量BaCl2溶液,观察是否变浑浊,若溶液未变浑浊,则表明BaCl2已过量;(4)为了除掉新的杂质离子OH-、C,本着少引入新的杂质的原则选择盐酸,氢氧化镁沉淀、碳酸钙沉淀均会和盐酸反应,使溶液中产生杂质离子,从而影响精盐的纯度;(5)由氯化钠溶液得到纯净氯化钠晶体的操作是蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥,洗涤的目的是除去氯化钠晶体吸附的离子。
本讲感悟
疑点:
盲点:
【限时训练】
(60分钟)
一、单选题
1.(2025·天津·高考真题)下列离子在溶液中能大量共存的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.与发生互促双水解,且会氧化,不能共存,A错误;
B.与不共存能,会生成二氧化硫和水,B错误;
C.与反应生成,与生成沉淀,不能共存,C错误;
D.4种离子均互不发生反应,D正确;
故答案选D。
2.(2024·天津·高考真题)下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.与会结合生成NH3·H2O(弱电解质),不能大量共存,A错误;
B.与在酸性条件下发生歧化反应,生成S和SO2,不能大量共存,B错误;
C.之间不生成沉淀、气体或弱电解质,且无氧化还原反应,可以大量共存,C正确;
D.在溶液中,与、均会发生反应,不能大量共存,D错误;
故选C。
3.(2025·湖南·高考真题)只用一种试剂,将四种物质的溶液区分开,这种试剂是
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
【答案】D
【详解】A.NaOH溶液与AlCl3反应生成白色沉淀,过量时溶解;与(NH4)2CO3加热会释放NH3气体,但常温下可能无法明显区分;Na2SO4和KNO3均无现象,无法区分,A错误;
B.AgNO3溶液与Na2SO4生成微溶Ag2SO4,与(NH4)2CO3生成Ag2CO3沉淀,与AlCl3生成AgCl沉淀,KNO3无反应。但三种沉淀均为白色,无法明确区分,B错误;
C.H2SO4溶液仅与(NH4)2CO3反应产生CO2气体,其余三者无现象,无法区分Na2SO4、AlCl3、KNO3,C错误;
D.Ba(OH)2溶液与Na2SO4生成BaSO4白色沉淀(不溶解);与(NH4)2CO3生成BaCO3沉淀并释放NH3气体;与AlCl3先生成Al(OH)3沉淀,过量时溶解;KNO3无现象,四种现象均不同,可区分,D正确;
故选D。
4.(2025·安徽·高考真题)下列实验产生的废液中,可能大量存在的粒子组是
选项
实验
粒子组
A
稀硝酸与铜片制
B
硫酸与制
C
浓盐酸与制
D
双氧水与溶液制
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.稀硝酸与铜反应生成和NO,NO难溶于水,无法大量存在,A不符合题意;
B.70%硫酸与Na2SO3反应生成SO2,溶液中应含,但在强酸性条件下会转化为SO2和H2O,无法大量存在,B不符合题意;
C.浓盐酸与KMnO4反应生成Cl2,产物为、、和,这些离子在酸性环境中稳定共存,无后续反应干扰,C符合题意;
D.FeCl3催化H2O2分解生成O2,溶液中应含Fe3+而非Fe2+,D不符合题意;
故选C。
5.(2024·广西·高考真题)某小组对和的性质进行探究:
Ⅰ.向少量蒸馏水里滴加2滴溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
Ⅱ.向少量蒸馏水里滴加2滴溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
下列说法正确的是
A.实验Ⅰ中继续加入少量固体,溶液颜色变浅
B.实验Ⅱ中溶液呈红色
C.KSCN能区分和
D.焰色试验不能区分和
【答案】C
【详解】A.实验Ⅰ中,溶液与KSCN溶液反应的实质是:,硫酸钾固体溶于水产生钾离子和硫酸根,并不影响该平衡的移动,因此溶液的颜色不发生变化,故A错误;
B.实验Ⅱ中,溶液中存在有K+、,并不能电离出Fe3+,因此溶液与KSCN溶液并不能发生反应,溶液颜色无明显变化,故B错误;
C.实验Ⅰ中,KSCN溶液与溶液反应产生,溶液变为红色,但溶液与KSCN溶液并不能发生反应,是一种深红色晶体,水溶液呈黄色,带有黄绿色荧光,因此加入KSCN可以区分两者,故C正确;
D.焰色反应是金属单质或离子的电子在吸收能量后,跃迁到较高能量级,然后从较高能量级跃迁到低能量级,这次跃迁会放出光子,光子的频率若在可见光频率范围内,则金属表现为有焰色反应。铁燃烧火焰为无色,是因为放出的光子频率不在可见光频率范围内,而中含有钾元素,焰色试验时透过蓝色钴玻璃可以看到紫色,因此焰色试验可以区分和,故D错误;
故答案选C。
6.(2024·重庆·高考真题)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.氨水中: B.稀硫酸中:
C.溶液中: D.溶液中:
【答案】A
【详解】A.该组离子均与氨水不发生反应,能大量共存,故A正确;
B.与反应生成硫酸钡沉淀,与氢离子反应生成二氧化碳气体,该组离子不能在硫酸中大量共存,故B错误;
C.在酸性环境下具有强氧化性,能氧化,不能大量共存,故C错误;
D.中存在即[Al(OH)4]-离子,能与发生双水解反应不能大量共存,故D错误;
故选:A。
7.(2024·江西·高考真题)白色固体样品X,可能含有AgNO3、NH4NO3、BaCl2、KCl、Na2SO3、Na2CO3、Al2O3之中的几种或全部。在三个烧杯中各加入适量X。分别加入足量以下三种试剂并微热使之充分反应,实验记录为:
编号
试剂
反应后的不溶物
生成的气体
Ⅰ
蒸馏水
白色
无色、有刺激性气味
Ⅱ
稀盐酸
白色
无色、无味
Ⅲ
NaOH溶液
无不溶物
无色、有刺激性气味
依据实验现象,下列说法正确的是
A.可能含Al2O3 B.含BaCl2 C.含Na2SO3 D.不含KCl
【答案】A
【分析】白色固体样品X,可能含有AgNO3、NH4NO3、BaCl2、KCl、Na2SO3、Na2CO3、Al2O3之中的几种或全部,在三个烧杯中各加入适量X,分别加入足量以下三种试剂并微热使之充分反应;
Ⅰ.加入蒸馏水,微热生成无色有刺激性气味的气体,是微热条件下铵根离子和弱酸根离子发生的双水解反应生成了氨气或气体,说明一定含NH4NO3,反应生成白色沉淀,白色沉淀可能为氧化铝,也可能为AgNO3和Na2SO3、Na2CO3、KCl反应生成的Ag2SO3或Ag2CO3或AgCl沉淀,或BaCl2和Na2SO3、Na2CO3反应生成的BaSO3、BaCO3沉淀,
Ⅱ.加入稀盐酸反应后的不溶物为白色沉淀,同时生成的气体为无色无味气体,为二氧化碳气体,说明一定含Na2CO3,一定不含Na2SO3,白色沉淀一定为AgNO3与Cl-生成的AgCl,说明一定含有AgNO3,一定不含有Na2SO3,AgCl沉淀中Cl-来源不能确定;
Ⅲ.加入NaOH溶液,无沉淀,有无色刺激性气味的气体生成,说明一定含NH4NO3,反应后无不溶物,说明所有固体均溶解,根据前面推断白色固体含有Na2CO3、AgNO3,则不能有BaCl2,此时AgNO3与生成的氨气以及溶液中的OH-反应生成;若含Al2O3,其与NaOH反应生成可溶的,符合现象;
综上所述,一定含有NH4NO3、Na2CO3、AgNO3,一定不含有Na2SO3、BaCl2,无法确定是否含有KCl、Al2O3;
【详解】A.分析可知,可能含Al2O3,故A正确;
B.分析可知,一定不含有BaCl2,故B错误;
C.加入盐酸生成气体为无色无味,说明不含Na2SO3,故C错误;
D.上述过程中的分析可知,KCl的存在不能确定,故D错误;
故选A。
8.(2024·浙江·高考真题)在溶液中能大量共存的离子组是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.三种离子会反生氧化还原反应而不能大量共存,故A不符合题意;
B.会生成离子而不能大量共存,故B不符合题意;
C.会生成沉淀而不能大量共存,故C不符合题意;
D.虽然不同程度水解,但水解是微弱的,能大量共存,故D符合题意;
答案D。
9.(2026·陕西榆林·模拟预测)常温下,下列各组离子在指定条件下一定能大量共存,或相应离子方程式书写正确的是
选项
内容
A
加入铝粉能放出的溶液中:、、、
B
的溶液中:、、、
C
用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的:
D
向溶液中加入少量溶液:
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.加入铝粉能放出的溶液可能为酸性或强碱性,酸性条件下与反应生成氮氧化物而非,碱性条件下与反应生成氢氧化镁沉淀,离子不能大量共存,A错误;
B.的溶液中,与发生完全双水解反应,不能大量共存,B错误;
C.醋酸为弱酸,书写离子方程式时不能拆分为,正确的离子方程式为,C错误;
D.向溶液中加入少量溶液,完全反应,离子方程式为,D正确;
故选D。
10.(2026·河南开封·模拟预测)常温下,下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是
A.的氨水溶液:、、、
B.水电离出来的的溶液:、、、
C.无色溶液:、、、
D.的溶液:、、、
【答案】B
【详解】A.0.1mol·L-1的氨水溶液含大量,与反应生成氢氧化铜沉淀,不能大量共存,A错误;
B.水电离出来的,说明水的电离受抑制,溶液可能呈酸性或者碱性。当为碱性时,、均能与氢氧根离子反应,不能大量共存;当为酸性时,酸性条件下、、、之间均不发生反应,可大量共存,B正确;
C.为橙色离子,不符合无色溶液的要求,不能大量存在,C错误;
D.水解使溶液呈酸性,中性溶液中不能大量存在,D错误;
故选 B。
11.(2025·河北秦皇岛·模拟预测)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A.常温下使酚酞变红的溶液中:、、、
B.常温下pH小于7的溶液中:、、、
C.硫酸钾溶液中:、、、
D.氢氧化钠溶液中:、、、
【答案】D
【详解】A.常温下使酚酞变红的溶液为碱性溶液,含大量,、均会与反应生成沉淀,不能大量共存,A不符合题意;
B.常温下pH小于7的溶液为酸性溶液,含大量,会与反应生成S、和水,且酸性条件下具有强氧化性,可氧化,不能大量共存,B不符合题意;
C.该组离子中含,使溶液呈酸性,酸性条件下具有强氧化性,会与发生氧化还原反应,不能大量共存,C不符合题意;
D.氢氧化钠溶液为碱性溶液,、、、之间均不发生反应,也不与反应,可大量共存,D符合题意;
故选D。
12.(2026·天津·三模)下列离子在溶液中能大量共存的是
A.、、、
B.、、、
C.、、、
D.、、、
【答案】B
【详解】A.与发生双水解反应,具有强氧化性可氧化,离子不能大量共存,A错误;
B.、、、之间不发生任何反应,可大量共存,B正确;
C.与反应,配离子结构被破坏,离子不能大量共存,C错误;
D.与发生络合反应生成稳定络合物,离子不能大量共存,D错误;
故选 B。
13.(2026·重庆·模拟预测)室温下,下列各组离子,在指定条件下一定能大量共存的是
A.的溶液:、、、
B.的溶液中:、、、
C.75%的酒精溶液中:、、、
D.水电离出的溶液:、、、
【答案】B
【详解】A.的溶液为强酸性溶液,酸性条件下具有强氧化性,会与发生氧化还原反应,不能大量共存,A错误;
B.0.1 mol/L的溶液呈碱性,、、、之间互不反应,且均不与反应,可以大量共存,B正确;
C.酸性条件下具有强氧化性,会和具有还原性的乙醇发生氧化还原反应,不能大量共存,C错误;
D.水电离的的溶液为强酸性或强碱性溶液,碱性条件下与反应生成,酸性条件下与反应生成S、和水,不能大量共存,D错误。
14.(2026·安徽合肥·模拟预测)下列离子在指定条件下能够大量共存的是
A.溶液中:、、、
B.中:、、、
C.溶液中:、、、
D.溶液中:、、、
【答案】A
【详解】A.0.1mol/L NaOH溶液为强碱性环境,、、、之间不发生反应,且均不与反应,可以大量共存,A正确;
B.溶液中的会与反应生成难溶的,不能大量共存,B错误;
C.溶液中的会与反应生成沉淀,Ag+与亚硫酸根离子发生反应,不能大量共存,C错误;
D.酸性条件下具有强氧化性,会将氧化为,发生反应,不能大量共存,D错误;
答案选A。
15.(2026·江西抚州·模拟预测)下列化工生产的废液中能大量共存的粒子组是
选项
化工生产
粒子组
A
向饱和氨食盐水中通入足量制纯碱
、、、
B
向石灰乳中通入氯气制漂白粉
、、、
C
用稀盐酸洗涤铁器的锈迹
、、、
D
海水提取溴
、、、
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.各离子相互均不反应,可以大量共存,A符合题意;
B.与不能大量共存,B不符合题意;
C.和不能大量共存,C项不符合题意;
D.和不能大量共存,D项不符合题意;
故答案为:A。
16.(2026·天津·二模)下列各组离子在水溶液中可以大量共存的是
A.、、、
B.、、、
C.、、、
D.、、、
【答案】A
【详解】A.、、、相互间无反应,能在水溶液中大量共存,A正确;
B.酸性条件下具有强氧化性,可与、发生氧化还原反应,不能大量共存,B错误;
C.与发生强烈双水解,生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,不能大量共存,C错误;
D.与反应生成蓝色沉淀,不能大量共存,D错误;
故答案选A。
17.(2026·天津东丽·二模)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.水电离出的的溶液中:、、、
B.使甲基橙呈红色的溶液中:、、、
C.的溶液中:、、、
D.含有大量的溶液中:、、、
【答案】B
【详解】A.水电离出,说明水的电离被抑制,溶液可能是酸性也可能是碱性。酸性条件下,会与反应生成沉淀(酸过量生成),不能大量共存,A不符合题意;
B.甲基橙呈红色说明溶液为酸性(),上述四种离子之间,以及与氢离子均不发生反应,可以共存,B符合题意;
C.常温下,结合,可计算得,溶液为强酸性;酸性条件下会与结合生成弱电解质,不能大量共存,C不符合题意;
D.存在时,具有强氧化性,会氧化,发生氧化还原反应,不能大量共存,D不符合题意;
故选B。
18.(2026·湖南长沙·模拟预测)常温下,下列各组离子在水溶液中一定能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】A
【详解】A.是稳定的络合离子,在碱性环境中稳定存在,四种离子之间不发生反应,能大量共存,A正确;
B.酸性条件下具有强氧化性,可将还原性的氧化为,发生氧化还原反应无法大量共存,B错误;
C.与发生互促双水解反应,生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,无法大量共存,C错误;
D.与反应生成弱电解质,易分解为和,无法大量共存,D错误;
故答案为:A。
19.(2026·重庆·三模)常温下,下列各组粒子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.能使甲基橙显黄色的溶液中:Mg2+、Cu2+、、ClO-
B.饱和CO2溶液中:K+、Ba2+、、Cl-
C.澄清透明溶液中:Na+、Fe3+、、C6H5OH
D.由水电离的的溶液中:、、、Na+
【答案】B
【详解】A.甲基橙显黄色的溶液,可能为碱性,碱性条件下、会生成氢氧化物沉淀,酸性条件下会结合生成弱电解质,不能大量共存,A错误;
B.饱和溶液为弱酸性溶液,电离产生的浓度极低,不会与生成沉淀,四种离子相互之间不反应,也不与碳酸反应,能大量共存,B正确;
C.与(苯酚)会发生络合反应生成显色络合物,不能大量共存,C错误;
D.水电离出的的溶液为强酸性或强碱性溶液,碱性条件下与反应生成,酸性条件下与反应且会被氧化,不能大量共存,D错误;
故选B。
二、解答题
20.(2026·四川成都·三模)碳酸锶()难溶于水,主要用于电磁材料和金属冶炼。一种由工业碳酸锶(含少量、、、等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下:
已知:I.为两性氢氧化物。
Ⅱ.常温下,各物质的溶度积常数如下表所示。
化合物
近似值
回答下列问题:
(1)“酸溶”步骤中,下列说法正确的是_______(填序号)。
A.若硝酸过量,的浸取率将显著降低
B.生成的气体A是氮氧化合物
C.粉碎工业碳酸锶或搅拌可以提高“酸溶”速率
(2)“沉钡、铅”时,pH过低会导致的利用率降低,原因为_______(结合离子方程式解释);“还原”时发生反应的主要离子方程式为_______。
(3)“滤渣2”的主要成分为_______(填化学式),“调”后需对溶液进行煮沸并趁热过滤出“滤渣2”,煮沸并趁热过滤的原因为_______。
(4)用氨水和NaOH分步调节pH,而不是直接调节溶液的的原因为_______。
(5)已知碳酸的电离常数、,则“碳化”时,反应的平衡常数K=_______(保留两位有效数字)。
(6)“系列操作”中,将结晶过滤后,不经洗涤微量杂质,直接以200℃热风烘干,便可得高纯,其原因是_______。
【答案】(1)C
(2) 溶液中存在平衡:,pH过低时,H+浓度增大,平衡正移,使CrO42-浓度降低,(NH4)2CrO4的利用率降低
(3) 、 的溶解度随温度升高而降低,煮沸并趁热过滤有利于除尽溶液中的
(4)是两性氢氧化物,若直接调节,会溶解,导致铬的去除率降低
(5)
(6)附着的微量杂质(如、)受热易分解挥发
【分析】工业碳酸锶(含少量Ba2+、Ca2+、Mg2+、Pb2+等)加入硝酸进行“酸溶”,碳酸盐溶解生成硝酸盐、水和二氧化碳,气体A为CO2;向溶液中加入过量的(NH4)2CrO4进行“沉钡、铅”,Ba2+和Pb2+转化为BaCrO4和PbCrO4沉淀除去;滤液经酸化后加入H2C2O4进行“还原”,将过量的(酸性条件下主要转化为)还原为Cr3+,同时生成CO2气体;向溶液中加入氨水调节pH至7~8,使Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀(滤渣1)除去;再加入NaOH调节pH ≈ 13,使Ca2+、Mg2+转化为Ca(OH)2、Mg(OH)2沉淀(滤渣2)除去;过滤后向滤液中加入NH4HCO3进行“碳化”,使转化为SrCO3沉淀;最后经过滤、烘干等系列操作得到高纯SrCO3。
【详解】(1)A.硝酸过量能使碳酸锶充分溶解,Sr2+的浸取率不会降低,A错误;
B.碳酸锶与硝酸反应生成硝酸锶、水和二氧化碳气体,气体A是CO2,B错误;
C.粉碎固体或搅拌可以增大反应物接触面积,加快反应速率,C正确;
故选C。
(2)溶液中存在平衡:,pH过低时,H+浓度增大,使平衡正向移动,导致浓度降低,(NH4)2CrO4的利用率降低;
“还原”时,草酸将还原为Cr3+,自身被氧化为CO2,离子方程式为。
(3)调节pH ≈ 13的目的是沉淀Ca2+和Mg2+,故“滤渣2”的主要成分为Ca(OH)2和Mg(OH)2。由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低,煮沸并趁热过滤可以促使Ca(OH)2尽可能多地析出,有利于除尽溶液中的Ca2+。
(4)已知Cr(OH)3为两性氢氧化物,若直接调节pH ≈ 13,碱性过强会导致生成的Cr(OH)3沉淀重新溶解为四羟基合铬(III)酸根离子,从而降低铬的去除率。因此需要先用氨水调pH至7~8沉淀Cr3+,再用NaOH调高pH沉淀Ca2+和Mg2+。
(5)反应的平衡常数 =。
(6) 经过前面的流程,沉淀表面附着的微量可溶性杂质主要为和过量的,这两种物质在200℃热风烘干时均易分解挥发,因此不经洗涤直接烘干即可得到高纯。
21.(2026·湖南邵阳·三模)镓(Ga)、锆(Zr)均为军民两用金属,其氧化物是半导体、催化剂工业的重要化工原料。采用有机萃取法由砷化镓的废渣(主要成分为,还含有少量、等)制备镓、锆氧化物,其一种工艺流程如下:
已知:①“碱浸”过程中元素被氧化为;
②“萃取”时发生的反应为:;
③常温下,;。
回答下列问题:
(1)“滤渣a”是___________(填化学式)。
(2)Ga及其化合物与及其化合物性质相似,则“碱浸”操作单元中,GaAs参与反应的离子方程式是___________。
(3)为了实现“反萃取”,“X”可以选择___________(填字母序号)。
A.NaHCO3溶液 B.稀盐酸 C.NaOH溶液 D.NaCl溶液
(4)常温下,“沉镓”后,用离子传感器测得“滤液a”中。则“沉镓”操作单元加入氨水调节pH=___________;该操作单元除加入氨水调节pH外,还可以加入___________(填“”或“”)。
(5)ZrSiO4难溶于水和酸、碱溶液,ZrSiO4与熔融的NaOH按物质的量之比1:4时恰好完全反应,生成两种钠盐,该反应的化学方程式为___________。
(6)砷化镓(GaAs)在半导体领域应用广泛,其熔点高,硬度大,晶胞结构如图所示。
①距离Ga最近的Ga有___________个;
②砷化镓耐高温的原因是___________。
【答案】(1)
(2)
(3)B
(4) 4.8
(5)
(6) 12 砷化镓为共价晶体,熔化时需要破坏共价键
【分析】砷化镓的废渣经过碱浸(和发生反应,而不参与反应)后主要发生:,过滤后滤渣进入碱熔工序,滤液加入BaCl2溶液除砷生成沉淀,盐酸酸化后转化成,“萃取”时发生的反应为:,使进入有机层,反萃取后使重新进入水溶液中,加氨水可将转化为对应氢氧化物,加热后得到;碱熔阶段发生: ,酸浸后硅酸根转化为硅酸沉淀,加氨水沉锆使锆元素转化为氢氧化物,最后高温分解生成ZrO2。
【详解】(1)根据分析滤渣a是。
(2)GaAs参与反应的离子方程式是
(3)A.反萃取后使重新进入水溶液中,必须使平衡向逆向移动,加NaHCO3溶液会消耗氢离子而使平衡正向移动,A错误;
B.稀盐酸能增大氢离子浓度,使平衡向逆向移动,B正确;
C .NaOH溶液会消耗氢离子而使平衡正向移动,C错误;
D. 加入NaCl溶液,相当于加水稀释,平衡正向移动,D错误;
故选择B。
(4)“沉镓”后,溶液中,则,,所以pH=4.8,该操作单元除加入氨水调节pH外,还可以加入(会消耗溶液中的氢离子),而不引入新杂质。
(5)ZrSiO4与熔融的NaOH按物质的量之比1:4时恰好完全反应,生成两种钠盐,根据原子守恒,该反应的化学方程式为
(6)根据晶胞结构可以看出原子分别位于8个顶点和6个面心;Ga原子在体内,有4个,观察晶胞知,距离Ga最近的Ga也有12个(同层4个,上下层各4个);砷化镓耐高温的原因是砷化镓为共价晶体,熔化时需要破坏共价键。
学科网(北京)股份有限公司
$
第一单元 物质的分类、转化与化学计量
第6讲 离子共存、检验与推断
【高考考向预测】
离子共存侧重依据复分解、氧化还原、双水解、络合反应及溶液酸碱性判断离子能否大量共存,离子检验与推断依托特征反应现象、限定条件逐步推导溶液离子组成,常暗藏有色离子、隐含氢离子或氢氧根、加入试剂用量等隐蔽条件;近三年多在选择题单独设题,也穿插在无机推断、化工流程小题中,考频稳定;预测2027 年命题强化隐含环境(如酸性硝酸盐、水电离数值限定)、分步实验现象推理,结合定量数据开展离子定量推断,侧重信息抓取与逻辑推导能力考查。
【核心梳理●明考点】
考点一 溶液中离子共存的判断
1.离子共存的实质
几种离子在同一溶液中若不发生任何反应,称离子能大量共存,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4个角度
(1)因发生复分解反应不能大量共存
①生成难溶物或微溶物
Ba2+、Ca2+与S等不能大量共存;Ag+与S、Cl-等不能大量共存;OH-与Mg2+、Ca2+、Al3+、Mn2+、Fe2+、Cu2+等不能大量共存。
②生成难电离或易挥发的物质
H+与OH-、C-3-2等不能大量共存;OH-与H+、N2+等弱酸的酸式酸根不能大量共存。
(2)强氧化性与强还原性的离子(或分子)在溶液中会发生氧化还原反应不能大量共存
熟记常见的氧化性、还原性离子
氧化性离子
ClO-、Mn(H+)、N(H+)、Fe3+、Cr2
还原性离子
Fe2+(可与Fe3+共存)、S2-、I-、S-
(3)因发生相互促进的水解反应不能大量共存
Al3+与C、S2-、HS-、[Al(OH)4]-、Si等,Fe3+与C、[Al(OH)4]-、Si等不能大量共存。
(4)因发生配位反应不能大量共存
Fe3+与SCN-、Ag+与NH3·H2O等不能大量共存。
3.有限定条件的离子共存判断
条件类型
常见表述
说明
常见的
限定条件
无色
有色离子不可大量共存
常温下,pH=1或13
溶液显酸性或碱性
因发生氧化还原反应而不能大量共存
只是氧化性离子与还原性离子不能大量共存,不包括其他反应类型的离子
常见的
隐含条件
通入足量的氨气
与NH3·H2O反应的离子不能大量共存
由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1;与铝反应产生氢气的溶液
溶液既可能显酸性也可能显碱性
常见的
易错点
透明
溶液“透明”可以“有色”
①一定大量共存;
②可能大量共存;
③不能大量共存
审清关键字
【考点突破●明方向】
1.(2025·八省联考陕西卷)下列各组离子在水溶液中可以大量共存的是( )
A.S2、H+、I-、Na+
B. C、Cl-、ClO-、K+
C.N、Br-、Cu2+、Ag+
D. K+、Fe3+、[Cu(NH3)4]2+、S
2.用经氯气消毒的自来水配制的溶液中,能大量共存的离子组是( )
A.Na+、N +、I-
C.Al3+、Cl-、HC ++
3.常温下,下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
A.使蓝色石蕊试纸变红的溶液中:Na+、C、K+、Cl-
B.在0.1 mol·L-1氯化亚铁溶液中:N、K+、Na+
C.麦芽糖溶液中:Mn+、H+
D.lg =-3的溶液中:K+、N2、CH3COO-
考点二 离子的检验与推断
1.常见阳离子的检验与推断
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
N产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
(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
(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
S
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
C
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)
C、HC
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
S、HS
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
①
②有机层(下层)
③I-溶液变蓝,表明有I-
【考点突破●明方向】
(一)常见离子检验及干扰因素的识别
1.下列说法错误的是 。
(1)向某溶液X中滴加少量稀盐酸,再滴加几滴Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀,该溶液中含有S
(2)向某溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再加入稀盐酸,沉淀不消失,则溶液中一定存在S
(3)向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液,产生不溶于稀HNO3的白色沉淀,则溶液中一定存在S
(4)向某溶液中加入Ca(OH)2溶液,有白色沉淀生成,则溶液中一定存在C
(5)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-
2.下列实验设计能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验方案
A
检验有机物中是否含有碘元素
B
验证久置的Na2SO3是否变质
取少量久置的亚硫酸钠样品溶于除氧蒸馏水中,加入足量的稀盐酸,再滴加氯化钡溶液,观察是否有白色沉淀出现
C
测定纯碱样品(含NaCl)的纯度
取一定质量的纯碱样品与足量的盐酸反应,用碱石灰吸收产生的气体,测定碱石灰的增重
D
确认某钾盐中含有硫元素
向该钾盐固体中滴加浓盐酸,将产生的气体通入品红溶液,观察到品红溶液褪色
(二)离子或物质推断
3.澄清透明的溶液X中含有下表离子中的某5种,且各离子浓度相等(不考虑水的电离与离子水解)。向X溶液中加入足量稀盐酸,立即有无色气体生成,经分析,反应前后阴离子种类没有变化。下列叙述正确的是( )
阳离子
阴离子
Na+、Fe3+、Ca2+、
Fe2+、Mg2+、Al3+
OH-、N、
C、Cl-
A.X溶液中至少含有HC中的一种
B.溶液中一定没有Fe3+
C.无法确定Mg2+是否存在
D.溶液中可能存在Cl-
4.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
N
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
N
C
Si
S
c/(mol·L-1)
(4)判断K+是否存在 (填“存在”或“不存在”),若存在求其最小浓度 mol·L-1,若不存在说明理由: 。
(1)离子推断遵循的四原则
(2)应用电荷守恒关系定量推断
解与离子反应有关的定量推断类试题,需要掌握定量推断最后一种离子存在的方法;如果多种离子共存,且只有一种离子的物质的量未知,可以用电荷守恒来确定最后一种离子是否存在,即阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。
考点三 粗盐的提纯
1.粗食盐水中常含有的杂质离子
离子:Ca2+、Mg2+、S。
2.选择除杂试剂
杂质离子
离子性质(离子方程式)
选择试剂
Ca2+
Ca2++C===CaCO3↓
Na2CO3溶液
Mg2+
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
NaOH溶液
S
Ba2++S===BaSO4↓
BaCl2溶液
3.粗盐提纯时加试剂的先后顺序
为使杂质离子完全除去,要加入过量的试剂。后续试剂要能够将前面所加过量的试剂除去。
通常有以下三种路线
【考点突破●明方向】
1.实验室将粗盐提纯并配制0.10 mol·L-1的NaCl溶液。本实验必须用到的仪器有( )
①天平 ②酒精灯 ③坩埚 ④分液漏斗 ⑤容量瓶 ⑥烧杯 ⑦冷凝管
A.①②④⑥ B.①③⑤⑥
C.①②⑤⑥ D.②③④⑦
2.某种粗盐中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、S等杂质。某同学在实验室中设计了用这种粗盐制备精盐的方案(用于沉淀的试剂稍过量),如图所示:
请回答下列问题:
(1)为操作Ⅳ选择所需仪器: (填标号)。
A.烧杯 B.试管 C.玻璃棒 D.分液漏斗 E.漏斗 F.酒精灯 G.蒸发皿
(2)操作Ⅲ中常用Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液作除杂试剂,则加入除杂试剂的顺序为NaOH溶液→ → 。
(3)操作Ⅲ中,判断加入BaCl2已过量的方法是
。
(4)操作Ⅴ应选择的酸是 ,若将操作Ⅴ与操作Ⅳ的先后顺序对调,将会对实验结果产生的影响是
。
(5)操作Ⅵ是 (选择合理操作的名称,用标号字母按操作先后顺序填写)。
a.过滤、洗涤 b.蒸发结晶
c.萃取、分液 d.干燥
【限时训练】
(60分钟)
一、单选题
1.(2025·天津·高考真题)下列离子在溶液中能大量共存的是
A. B.
C. D.
2.(2024·天津·高考真题)下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是
A. B.
C. D.
3.(2025·湖南·高考真题)只用一种试剂,将四种物质的溶液区分开,这种试剂是
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
4.(2025·安徽·高考真题)下列实验产生的废液中,可能大量存在的粒子组是
选项
实验
粒子组
A
稀硝酸与铜片制
B
硫酸与制
C
浓盐酸与制
D
双氧水与溶液制
A.A B.B C.C D.D
5.(2024·广西·高考真题)某小组对和的性质进行探究:
Ⅰ.向少量蒸馏水里滴加2滴溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
Ⅱ.向少量蒸馏水里滴加2滴溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
下列说法正确的是
A.实验Ⅰ中继续加入少量固体,溶液颜色变浅
B.实验Ⅱ中溶液呈红色
C.KSCN能区分和
D.焰色试验不能区分和
6.(2024·重庆·高考真题)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.氨水中: B.稀硫酸中:
C.溶液中: D.溶液中:
7.(2024·江西·高考真题)白色固体样品X,可能含有AgNO3、NH4NO3、BaCl2、KCl、Na2SO3、Na2CO3、Al2O3之中的几种或全部。在三个烧杯中各加入适量X。分别加入足量以下三种试剂并微热使之充分反应,实验记录为:
编号
试剂
反应后的不溶物
生成的气体
Ⅰ
蒸馏水
白色
无色、有刺激性气味
Ⅱ
稀盐酸
白色
无色、无味
Ⅲ
NaOH溶液
无不溶物
无色、有刺激性气味
依据实验现象,下列说法正确的是
A.可能含Al2O3 B.含BaCl2 C.含Na2SO3 D.不含KCl
8.(2024·浙江·高考真题)在溶液中能大量共存的离子组是
A. B.
C. D.
9.(2026·陕西榆林·模拟预测)常温下,下列各组离子在指定条件下一定能大量共存,或相应离子方程式书写正确的是
选项
内容
A
加入铝粉能放出的溶液中:、、、
B
的溶液中:、、、
C
用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的:
D
向溶液中加入少量溶液:
A.A B.B C.C D.D
10.(2026·河南开封·模拟预测)常温下,下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是
A.的氨水溶液:、、、
B.水电离出来的的溶液:、、、
C.无色溶液:、、、
D.的溶液:、、、
11.(2025·河北秦皇岛·模拟预测)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A.常温下使酚酞变红的溶液中:、、、
B.常温下pH小于7的溶液中:、、、
C.硫酸钾溶液中:、、、
D.氢氧化钠溶液中:、、、
12.(2026·天津·三模)下列离子在溶液中能大量共存的是
A.、、、
B.、、、
C.、、、
D.、、、
13.(2026·重庆·模拟预测)室温下,下列各组离子,在指定条件下一定能大量共存的是
A.的溶液:、、、
B.的溶液中:、、、
C.75%的酒精溶液中:、、、
D.水电离出的溶液:、、、
14.(2026·安徽合肥·模拟预测)下列离子在指定条件下能够大量共存的是
A.溶液中:、、、
B.中:、、、
C.溶液中:、、、
D.溶液中:、、、
15.(2026·江西抚州·模拟预测)下列化工生产的废液中能大量共存的粒子组是
选项
化工生产
粒子组
A
向饱和氨食盐水中通入足量制纯碱
、、、
B
向石灰乳中通入氯气制漂白粉
、、、
C
用稀盐酸洗涤铁器的锈迹
、、、
D
海水提取溴
、、、
A.A B.B C.C D.D
16.(2026·天津·二模)下列各组离子在水溶液中可以大量共存的是
A.、、、
B.、、、
C.、、、
D.、、、
17.(2026·天津东丽·二模)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.水电离出的的溶液中:、、、
B.使甲基橙呈红色的溶液中:、、、
C.的溶液中:、、、
D.含有大量的溶液中:、、、
18.(2026·湖南长沙·模拟预测)常温下,下列各组离子在水溶液中一定能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
19.(2026·重庆·三模)常温下,下列各组粒子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.能使甲基橙显黄色的溶液中:Mg2+、Cu2+、、ClO-
B.饱和CO2溶液中:K+、Ba2+、、Cl-
C.澄清透明溶液中:Na+、Fe3+、、C6H5OH
D.由水电离的的溶液中:、、、Na+
二、解答题
20.(2026·四川成都·三模)碳酸锶()难溶于水,主要用于电磁材料和金属冶炼。一种由工业碳酸锶(含少量、、、等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下:
已知:I.为两性氢氧化物。
Ⅱ.常温下,各物质的溶度积常数如下表所示。
化合物
近似值
回答下列问题:
(1)“酸溶”步骤中,下列说法正确的是_______(填序号)。
A.若硝酸过量,的浸取率将显著降低
B.生成的气体A是氮氧化合物
C.粉碎工业碳酸锶或搅拌可以提高“酸溶”速率
(2)“沉钡、铅”时,pH过低会导致的利用率降低,原因为_______(结合离子方程式解释);“还原”时发生反应的主要离子方程式为_______。
(3)“滤渣2”的主要成分为_______(填化学式),“调”后需对溶液进行煮沸并趁热过滤出“滤渣2”,煮沸并趁热过滤的原因为_______。
(4)用氨水和NaOH分步调节pH,而不是直接调节溶液的的原因为_______。
(5)已知碳酸的电离常数、,则“碳化”时,反应的平衡常数K=_______(保留两位有效数字)。
(6)“系列操作”中,将结晶过滤后,不经洗涤微量杂质,直接以200℃热风烘干,便可得高纯,其原因是_______。
21.(2026·湖南邵阳·三模)镓(Ga)、锆(Zr)均为军民两用金属,其氧化物是半导体、催化剂工业的重要化工原料。采用有机萃取法由砷化镓的废渣(主要成分为,还含有少量、等)制备镓、锆氧化物,其一种工艺流程如下:
已知:①“碱浸”过程中元素被氧化为;
②“萃取”时发生的反应为:;
③常温下,;。
回答下列问题:
(1)“滤渣a”是___________(填化学式)。
(2)Ga及其化合物与及其化合物性质相似,则“碱浸”操作单元中,GaAs参与反应的离子方程式是___________。
(3)为了实现“反萃取”,“X”可以选择___________(填字母序号)。
A.NaHCO3溶液 B.稀盐酸 C.NaOH溶液 D.NaCl溶液
(4)常温下,“沉镓”后,用离子传感器测得“滤液a”中。则“沉镓”操作单元加入氨水调节pH=___________;该操作单元除加入氨水调节pH外,还可以加入___________(填“”或“”)。
(5)ZrSiO4难溶于水和酸、碱溶液,ZrSiO4与熔融的NaOH按物质的量之比1:4时恰好完全反应,生成两种钠盐,该反应的化学方程式为___________。
(6)砷化镓(GaAs)在半导体领域应用广泛,其熔点高,硬度大,晶胞结构如图所示。
①距离Ga最近的Ga有___________个;
②砷化镓耐高温的原因是___________。
学科网(北京)股份有限公司
$