课时冲关5 离子共存 离子推断(练习Word版)-【创新教程】2027年高考化学总复习大一轮课时作业（人教版）

**基本信息** 聚焦离子共存与推断，以“离子反应条件-环境分析-电荷守恒”为主线，构建递进式解题体系，渗透科学思维与证据推理素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |离子共存|8题（如第3题）|离子反应条件（沉淀/气体/氧化还原）、溶液环境（pH/水电离）分析|从基础离子反应概念到复杂环境下共存判断，体现宏观现象与微观本质的联系| |离子推断|5题（如第13题）|实验现象关联法、电荷守恒/电中性原则|结合实验证据推导离子组成，强化“现象-结论-验证”的科学探究逻辑|

课时冲关五　离子共存　离子推断 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．SO　 B．CO　　 C．NO　　 D．OH－ 解析：C　[A.SO与Ba2＋反应生成BaSO4白色沉淀，不能大量共存；B.CO与H＋反应生成CO2与H2O，不能大量共存；C.NO与溶液中的H＋、Ba2＋、Fe3＋都不反应，能大量共存；D.OH－与H＋结合生成H2O，OH－也能与Fe3＋反应生成Fe(OH)3沉淀，所以OH－与溶液中的H＋、Fe3＋不能大量共存。] 2．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－、SO、NO、Na＋ B．常温下，由水电离的c(H＋)＝10－12mol·L－1的溶液中：Be2＋、NO、K＋、Cl－ C．在水溶液中：[Al(OH)4]－、HCO、Ba2＋、F－ D．在漂白液中：OH－、Rb＋、CO、SO 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＋)＝10－12mol·L－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与[Al(OH)4]－不能大量共存，HCO＋[Al(OH)4]－===CO＋Al(OH)3↓＋H2O, C错误；D.在漂白液中：OH－、Rb＋、CO、SO可大量共存，D正确。] 3．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．0.1 mol·L－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、CH3COO－、S2－ C．0.1 mol·L－1酸性KMnO4溶液中：C2O、Fe2＋、SO、Br－ D．常温下＝10－13mol·L－1的溶液中：Cl－、Fe2＋、NO、NH 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＝10－13mol·L－1的溶液中，氢离子的浓度为0.1 mol·L－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)2·6H2O晶体后仍能大量存在的离子组是(　　) A．Na＋、H＋、Cl－、NO B．K＋、Ba2＋、OH－、I－ C．Na＋、Mg2＋、Cl－、SO D．Cu2＋、S2－、Br－、ClO－ 解析：C　[A项中H＋、NO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，A错误；B项中OH－与NH、Fe2＋不能大量共存，Ba2＋与SO不能大量共存，B错误；D项中S2－与Fe2＋、Cu2＋、ClO－，Fe2＋与ClO－不能大量共存，D错误。] 5．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能够大量共存的是(　　) A．无色透明溶液中：Na＋、Fe3＋、Cl－、I－ B．pH＝12的溶液中：Mg2＋、K＋、CH3COO－、SO C．1 mol·L－1的AlCl3溶液中：NH、Ba2＋、H＋、NO D．由水电离出的c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：Na＋、K＋、Cl－、CO 解析：C　[A.因铁离子有颜色，在无色溶液中不能大量共存，故A错误；B.pH＝12的溶液呈碱性，Mg2＋可以和OH－反应生成Mg(OH)2沉淀而不能大量共存，故B错误；C.在1 mol·L－1的AlCl3溶液中，六种离子之间互不反应，可以大量共存，故C正确；D.由水电离出的c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1的溶液，可能是酸性溶液也可能是碱性溶液，若为碱性溶液，四种离子之间互不反应，可以大量共存，若为酸性溶液，CO可以和H＋反应而不能大量共存，故D错误。] 6．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、Fe3＋、SO、Br－ 过量H2S 2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ B Fe2＋、K＋、NO、Cl－ 少量HI 4H＋＋3Fe2＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O C NH、Fe3＋、[Al(OH)4]－、Na＋ 过量铜粉 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ D [Al(OH)4]－、Na＋、K＋、HCO 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===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水解相互促进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SO 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 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CO，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．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－、SO，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＜SO＜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SO，即SO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SO，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SO，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．某溶液中含有Na＋、K＋、Mg2＋、Fe2＋、Cl－、I－、NO、SiO、SO离子中的若干种，且离子浓度均相等。为探究该溶液的组成，某学习小组进行了如下实验： ①用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，观察到黄色火焰； ②另取原溶液加入足量盐酸，有无色气体生成，该气体遇空气变成红棕色，且无沉淀生成； ③取②反应后的溶液分置于试管中，加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再滴加KSCN溶液，上层清液变红。 下列说法正确的是(　　) A．原溶液中一定不存在K＋ B．原溶液中一定存在Na＋、Fe2＋、NO，可能有SiO C．取②反应后的溶液，加入HNO3酸化的AgNO3，产生白色沉淀，则原溶液中一定含有Cl－ D．若溶液含Cl－和I－，则一定含有Mg2＋ 解析：D　[①用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，观察到黄色火焰，可知一定含Na＋；②另取原溶液加入足量盐酸，有无色气体生成，该气体遇空气变成红棕色的NO2，但无沉淀生成，可知一定含NO，不含SiO；③取②反应后的溶液分置于试管中，加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再滴加KSCN溶液，上层清液变红，可知含SO、Fe2＋，不能确定是否含K＋、Mg2＋、Cl－、I－，离子浓度均相等，一定含有的离子为Na＋、Fe2＋、NO、SO，遵循电荷守恒，以此来解答。A.实验①确定存在Na＋，但无法确定K＋是否存在，因为未透过蓝色钴玻璃观察，A错误；B.实验②加入盐酸无沉淀，说明SiO不存在，B错误；C.步骤②加入盐酸引入Cl－，无法确定原溶液是否含Cl－，C错误；D.若含Cl－和I－，根据电荷守恒，必须存在Mg2＋以平衡电荷，D正确。] 10．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、NH、ClO－ 不能大量共存，原因是醋酸较多，醋酸能与HCO和ClO－反应 B 0.1 mol·L－1的氨水中：Fe2＋、Na＋、SO 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：SO、HCO、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，正确反应的离子方程式为Fe2＋＋2NH3·H2O===Fe(OH)2↓＋2NH，故B项错误；C.根据Ksp[Fe(OH)3]≈1.0×10－38可知，pH＝7时c(Fe3＋)≈1.0×10－17mol·L－1，会生成沉淀，Fe3＋不能大量存在，故C项错误；D.OH－与HCO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、Ba2＋、Cl－、CO、SO，现有两份体积相同各为100 mL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0.224 L的气体(标准状况下测定)，并产生0.58 g白色沉淀；②向第二份溶液中加入足量的BaCl2溶液，产生6.99 g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CO D．100 mL该溶液中若含有0.01 mol Cl－，则K＋的物质的量浓度为0.04 mol·L－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＝0.01 mol,0.01 mol气体为氨气，溶液中一定含有NH，并且物质的量为0.01 mol，产生0.58 g白色沉淀，则溶液中含有Mg2＋，并且物质的量为＝0.01 mol，由Mg2＋与CO不能大量共存，得出一定不存在CO；②第二份加足量BaCl2溶液后，生成白色沉淀，得到6.99 g固体，沉淀为硫酸钡，其物质的量为＝0.03 mol，说明原溶液存在0.03 molSO，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0.01 mol Cl－，则根据电荷守恒可知，n(K＋)＋2n(Mg2＋)＋n(NH)＝2n(SO)＋n(Cl－)，n(K＋)＋2×0.01 mol＋0.01 mol＝2×0.03 mol＋0.01 mol，得n(K＋)＝0.04 mol，K＋的物质的量浓度为＝0.4 mol·L－1，D项错误。] 二、非选择题 12．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。 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、Ag＋、H＋，阴离子有NO，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，4.020 g X中含有铝离子物质的量为×2＝0.02 mol，含有氯离子物质的量为＝0.08 mol，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＋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＋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 13．300 mL某溶液中可能含有Na＋、NH、Mg2＋、Ba2＋、CO、SO、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0.04 mol(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6.27 g，加入足量盐酸充分反应后，剩余沉淀2.33 g。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____________________________，沉淀溶解反应的离子方程式为_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (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CO、SO、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0.04 mol，说明有0.04 mol NH；③向第三份溶液中加足量BaCl2溶液，得到沉淀6.27 g，加入足量盐酸充分反应后，剩余沉淀2.33 g，则含SO：n(SO)＝n(BaSO4)＝＝0.01 mol，含CO：n(CO)＝n(BaCO3)＝＝0.02 mol，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CO、SO反应生成沉淀，反应的离子方程式为Ba2＋＋CO===BaCO3↓、Ba2＋＋SO===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CO、SO，所以Mg2＋、Ba2＋一定不存在。(3)CO、SO、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所带正电荷为0.04 mol，已知的阴离子SO、CO所带负电荷为0.01 mol×2＋0.02 mol×2＝0.06 mol，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＋)≥＝0.2 mol·L－1。 答案：(1)Ba2＋＋CO===BaCO3↓、Ba2＋＋SO===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＋)≥0.2 mol·L－1 学科网（北京）股份有限公司 $