内容正文:
第三讲
离子共存与推断
Di San Jiang
离子共存与推断是高中化学教学重、难点之一,内容涉及溶液中离子间的复分解反应、氧化还原反应、络合反应、水解与电离等核心知识点,体现“微观探析”“变化观念”等化学学科核心素养。通过近几年的高考试题来看,所命制的题目在传承中不断变化创新,以真实情境为载体,考查学生的学以致用能力。
1
离子共存
2
离子的检验与推断
3
作业验收评价
目
录
离子共存
一、
1.离子不能共存的四个角度
(1)复分解反应型
①生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存
Ba2+、Ca2+与S、C、S等不能大量共存;Ag+与S、C、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的离子不能大量共存
H+与OH-、C、HC、S、HS、ClO-、F-、CH3COO-、S2等不能大量共存;OH-与H+、N、Mg2+等阳离子及HC、HS等弱酸的酸式酸根不能大量共存。
(2)氧化还原反应型
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。
判断下表中所列离子能否发生氧化还原反应,能反应的打“√”,不能反应的打“×”。
S2- S I- Fe2+ Br- Cl-
Mn(H+) √ √ √ √ √ √
ClO- √ √ √ √ √ √(酸性)
N(H+) √ √ √ √ — —
Fe3+ √ √ √ × × ×
(3)水解相互促进型
Al3+与C、HC、S2-、HS-、[Al(OH)4]-、Si等,Fe3+与C、HC、[Al(OH)4]-、Si等不能大量共存。
(4)络合反应型
Fe3+与SCN-、Ag+与NH3·H2O等不能大量共存。
2.离子共存题的常见限定条件分析
(1)无色溶液中隐含的限定条件
溶液无色说明溶液中不存在大量的Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn、Cr2、Cr等有色离子。
(2)常见表示溶液呈酸性的描述
①常温下pH=1的溶液;②使pH试纸变红的溶液;③使甲基橙呈红色的溶液;
④c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液。
(3)常见表示溶液呈碱性的描述
①常温下pH=14的溶液;②使pH试纸变蓝的溶液;③使酚酞变红的溶液;
④c(OH-)=0.1 mol·L-1的溶液。
(4)常见表示溶液既可能呈酸性又可能呈碱性的描述
①与铝粉反应放出氢气的溶液;②常温下,水电离出的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1
的溶液;③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
[例1] (2025·安徽卷)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NO H+、Cu2+、、NO
B 70%硫酸与Na2SO3制SO2 H+、Na+、S、HS
C 浓盐酸与KMnO4制Cl2 H+、K+、Mn2+、Cl-
D 双氧水与FeCl3溶液制O2 H+、Fe2+、Cl-、H2O2
[解析] 稀硝酸与铜反应后有H+、Cu2+、和NO,NO难溶于水,无法大量存在,A不符合题意;70%硫酸与Na2SO3反应生成SO2,溶液中应含H+、Na+、S,HS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;浓盐酸与KMnO4反应生成Cl2,废液中有K+、Mn2+、Cl-和H+,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;FeCl3催化H2O2分解生成O2,溶液中Fe2+能与H2O2反应而不能大量共存,D不符合题意。
[答案] C
|思维建模| 解答离子共存题目的思维流程
第一步:
细审题干
关键点 ①注意“一定大量共存”“可能大量共存”“不能大量共存”“因发生氧化还原反应而不能大量共存”等关键点;
②注意“透明溶液”意味着无难溶物和微溶物,但并不意味着溶液无色
第二步:
分析隐含条件 ①溶液是否无色; ②溶液的酸、碱性分析;
③溶液是否含有氧化性或还原性离子
第三步:
抓住反应
发生条件 ①清楚生成气体、沉淀、弱电解质的复分解反应;
②特别注意常见的氧化还原反应;
③熟记相互促进的水解反应;
④牢记能发生的络合反应
√
题点、考法讲评
一、无附加限定条件的离子共存
1.(2025·天津卷)下列离子在溶液中能大量共存的是( )
A.Al3+、Na+、S2-、Mn
B.Fe2+、H+、S、Br-
C.N、Mg2+、OH-、I-
D.、K+、OH-、Cl-
解析:Al3+与S2-发生相互促进的水解:2Al3++3S2-+6H2O==2Al(OH)3↓+3H2S↑,且Mn会氧化S2-,不能共存,A错误;H2SO3为弱酸,H+与S不能共存,
B错误;N与OH-反应生成NH3·H2O,Mg2+与OH-反应生成Mg(OH)2沉淀,不能共存,C错误;4种离子均互不发生反应,D正确。
2.(2024·浙江1月选考)在溶液中能大量共存的离子组是 ( )
A.H+、I-、Ba2+、N
B.Fe3+、K+、CN-、Cl-
C.Na+、Si、Br-、Ca2+
D.N、S、CH3COO-、HC
解析:A项,H+、I-、N发生氧化还原反应,不能共存;B项,Fe3+、CN-发生络合反应,不能大量共存;C项,Si与Ca2+反应生成沉淀,不能共存;D项,虽然N与CH3COO-、HC水解相互促进,但水解仍然是微弱的,能大量共存。
√
二、有限定条件的离子共存
3.(2024·重庆卷)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:K+、Na+、S、N
B.稀硫酸中:Na+、Ba2+、N、HC
C.KMnO4溶液中:Fe2+、H+、Cl-、Br-
D.NaAlO2溶液中:N、Fe3+、Cl-、S
解析:氨水中K+、Na+、S、N能大量共存,A项正确;稀硫酸中Ba2+与S反应生成硫酸钡沉淀,HC与H+反应生成二氧化碳气体,不能大量共存,B项错误;KMnO4溶液中H+、Mn可与Fe2+、Cl-、Br-发生氧化还原反应,不能大量共存,C项错误;NaAlO2溶液中Al与N、Fe3+均能发生相互促进的水解反应,不能大量共存,D项错误。
√
4.(2026·衡水市部分示范性高中模拟)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.=10-12的溶液中:Na+、C、N、[Al(OH)4]-
B.c(ClO-)=0.1 mol·L-1的溶液中:K+、Na+、N、C2
C.c(Fe3+)=0.1 mol·L-1的溶液中:K+、N、Br-、C
D.水电离出来的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:K+、Na+、S2、Cl-
√
解析:=10-12的溶液显碱性,Na+、C、N、[Al(OH)4]-在碱性溶液中能大量共存,A符合;ClO-有强氧化性,C2有强还原性,二者不能大量共存,B不符合;Fe3+水解,溶液显酸性,而C水解,溶液显碱性,二者相互促进最终生成Fe(OH)3沉淀和CO2气体,二者不能大量共存,C不符合;水电离出来的c(H+)=1×10-13 mol·L-1,说明水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,S2在酸性条件下会转化为单质S和SO2,所以在酸性条件下,S2不能大量共存,D不符合。
√
5.(2026·南通如皋中学月考)在给定的四种溶液中加入以下各种离子,能在原溶液中较大量共存的是 ( )
A.pH<7的溶液:Cu2+、Na+、Mg2+、N
B.滴加酚酞溶液显红色的溶液:Fe3+、N、Cl-、N
C.所含溶质为NaOH的溶液:K+、S、N、H+
D.在碱性溶液中:K+、HC、Br-、Ba2+
解析:A项中pH<7,即酸性溶液,几种离子能共存,A正确;B项中滴加酚酞溶液显红色,即在碱性条件下,发生反应:Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓、N+OH-==NH3·H2O,故不能大量共存,B错误;C项为碱性溶液,H+不可大量共存,C错误;D项为碱性溶液,存在大量的OH-,发生反应:OH-+HC+Ba2+==H2O+BaCO3↓,故不能大量共存,D错误。
6.(2026·南通海安期初调研)下列离子能大量共存的是 ( )
A.无色酚酞溶液呈红色的溶液中:Na+、K+、S、C
B.无色透明的溶液中:Cu2+、K+、S、N
C.含有大量Ba(NO3)2的溶液中:Mg2+、N、S、Cl-
D.紫色石蕊溶液呈红色的溶液中:Ca2+、K+、HC、N
解析:无色酚酞溶液呈红色的溶液中:Na+、K+、S、C与OH-间不生成沉淀、气体、水,故A符合;Cu2+溶液呈蓝色,故B不符合;含有大量Ba(NO3)2的溶液中S会与Ba2+反应产生BaSO4沉淀,故C不符合;紫色石蕊溶液呈红色的溶液中:H+、HC会反应生成水和二氧化碳,故D不符合。
√
离子的检验与推断
二、
(一)常见阳离子的检验与推断依据
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.依据显示的特殊颜色检验或推断
3.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。
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
(二)常见阴离子的检验与推断依据
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- AgNO3溶液和稀HNO3 产生白色沉淀:AgCl
Br- 产生淡黄色沉淀:AgBr
I- 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.依据显示的特殊颜色检验或推断
(1)
(2)
(3)
[例2] 有一无色透明溶液,欲确定是否含有下列离子:K+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、N、S、Cl-、I-、HC,取该溶液实验如表所示:
实验步骤 实验现象
①取少量该溶液,加几滴甲基橙 溶液变红色
②取少量该溶液加热浓缩,加Cu片和浓H2SO4,加热 有无色气体产生,气体遇空气可以变成红棕色
③取少量该溶液,加BaCl2溶液 有白色沉淀生成
④取③中上层清液,加AgNO3溶液 有稳定的白色沉淀生成,且不溶于HNO3
⑤取少量该溶液,加NaOH溶液 有白色沉淀生成,当NaOH过量时沉淀部分溶解
由此判断:
(1)溶液中肯定存在的离子是________________________,溶液中肯定不存在的离子是________________________。
(2)为进一步确定其他离子,应该补充的实验及对应欲检验的离子(如为溶液反应,说明使用试剂的名称,不必写详细操作步骤)为_______________________
____________________________________。
Al3+、Mg2+、N、S
Fe2+、Ba2+、I-、HC
焰色试验,检验K+;
Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液,检验Cl-
[解析] (1)无色溶液,排除Fe2+。
由实验现象可获取以下解题信息
实验现象 获取信息
溶液变红色 可知溶液呈酸性,利用互斥性原则,H+与HC发生反应而不能共存,说明溶液中不含HC
有无色气体产生,气体遇空气可以变成红棕色 可判断气体为NO,根据原子守恒从而判断溶液中含有N,再利用互斥性原则,H+、N具有强氧化性与I-发生反应而不能共存,说明溶液中不含I-
有白色沉淀生成 判断溶液中含有S,利用互斥性原则,Ba2+与S发生反应而不能共存,说明溶液中不含Ba2+
有稳定的白色沉淀生成,且不溶于HNO3 由进出性原则可知实验③向溶液中引入了Cl-,故无法判断原溶液中Cl-是否存在
有白色沉淀生成,当NaOH过量时沉淀部分溶解 判断溶液中含有Mg2+和Al3+
续表
(2)根据以上分析,Cl-、K+不确定。
a.检验是否含有K+,通过蓝色的钴玻璃观察焰色试验,如果为紫色则含K+,否则不含K+;
b.检验是否含有Cl-,需先加入过量的Ba(NO3)2溶液使S完全沉淀,再取上层清液,加入AgNO3溶液,如有白色沉淀生成则含有Cl-,否则不含Cl-。
|思维建模| 离子推断的四项基本原则
题点、考法讲评
√
一、常见离子检验及干扰因素的识别
1.室温下进行下列实验,根据实验操作和现象所得到的结论正确的是 ( )
选项 实验操作和现象 结论
A 点燃酒精灯,将铂丝在酒精灯上灼烧至火焰无特殊颜色,蘸取待测液灼烧,未观察到紫色火焰 不能确定待测液中无K+
B 向某溶液中加入Ba(OH)2溶液,振荡,产生白色沉淀 该溶液中含有S
C 向某溶液中滴加几滴新制氯水,振荡,再加入少量KSCN溶液,溶液变为红色 该溶液中一定含有Fe2+
D 向某溶液中滴加NaOH溶液并将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸颜色无明显变化 原溶液中无N
解析:观察K元素的焰色需透过蓝色钴玻璃,不透过蓝色钴玻璃就不能确定待测液中有无K+,A正确;该溶液中含有C或S或Mg2+时也会产生相同现象,该溶液中不一定含有S,B错误;检验Fe2+时,应该先滴加KSCN溶液,后滴加氯水,C错误;检验N时,需要加热促进NH3逸出,D错误。
二、离子或物质的推断
2.(2025·湖南卷)只用一种试剂,将Na2SO4、(NH4)2CO3、AlCl3、KNO3四种物质的溶液区分开,这种试剂是( )
A.NaOH溶液 B.AgNO3溶液
C.H2SO4溶液 D.Ba(OH)2溶液
√
解析:NaOH溶液加入AlCl3溶液中发生反应生成白色沉淀,过量时沉淀溶解;加入(NH4)2CO3溶液中加热会释放NH3,但常温下可能无明显现象;加入Na2SO4和KNO3溶液中均无现象,无法区分,A错误。AgNO3溶液与Na2SO4反应生成微溶的Ag2SO4,与(NH4)2CO3反应生成Ag2CO3沉淀,与AlCl3反应生成AgCl沉淀,与KNO3不反应,且三种沉淀均为白色,无法明确区分,B错误。H2SO4溶液仅与(NH4)2CO3反应产生CO2,其余三者均无现象,无法区分Na2SO4、AlCl3、KNO3,C错误。Ba(OH)2溶液与Na2SO4反应生成BaSO4白色沉淀(不溶解);与(NH4)2CO3反应生成BaCO3沉淀并释放NH3;与AlCl3反应先生成Al(OH)3沉淀,过量时溶解;与KNO3不反应,无现象,四种现象不同,可区分,D正确。
√
3.(2026·泰州市兴化中学期初调研)侯德榜将氨碱法制取碳酸钠和合成氨联合起来,将制碱技术发展到新的水平。氨碱法的反应原理为NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl,过滤所得NaHCO3可用于制纯碱。现对过滤所得滤液进行如下实验,所得结论正确的是 ( )
A.用铂丝蘸取少量滤液进行焰色试验,观察到火焰呈黄色,说明滤液中含有Na+
B.取少量滤液于试管中,加热试管,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸未变蓝,说明滤液中不含N
C.取少量滤液,向其中加入足量稀盐酸,再加入硝酸银溶液,观察到有白色沉淀生成,说明滤液中含有Cl-
D.取少量滤液,向其中加入适量澄清石灰水,观察到有白色沉淀生成,说明滤液中含有C
解析:B项,滤液中含NH4Cl,应取少量滤液于试管中,加入NaOH溶液加热,才能产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,错误;C项,取少量滤液,向其中加入足量稀盐酸后引入了氯离子,对原滤液中氯离子的检验有干扰,错误;D项,滤液中含碳酸氢根离子,遇澄清石灰水也会出现白色沉淀,错误。
√
4.(2026·南京十三中模拟)某固体粉末中可能含有Na2CO3、KNO3、NaNO2、Na2SO3、K2SO4、FeO、Fe2O3中的若干种,某同学为确定该固体粉末的成分,进行连续实验:首先取少量固体溶于足量水,有固体未溶解;过滤,取滤液做焰色试验,有黄色火焰,透过蓝色钴玻璃未发现紫色;另取滤液两份,一份加盐酸有无色气体生成,遇空气变为红棕色,另一份加盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀;滤渣中加盐酸后完全溶解,滴加KSCN溶液无现象,通入Cl2,溶液变红色。下列说法正确的是 ( )
A.该固体粉末中含有钠、硫、铁元素,但不含钾、氮元素
B.该固体粉末中一定含有NaNO2、Na2SO3、FeO,不含KNO3、K2SO4
C.该固体粉末中一定不含有KNO3、Na2CO3、K2SO4、Na2SO3、FeO
D.该固体粉末中可能含有Na2CO3和K2SO4,如需确定,还需另做实验
解析:焰色试验呈黄色,说明含有钠元素,透过蓝色钴玻璃未见紫色,说明不含有钾元素,即不含KNO3、K2SO4;滤液中加盐酸有无色气体生成,遇空气变为红棕色,红棕色气体为NO2,说明生成NO,则含有氮元素,即一定含有NaNO2;另一份滤液中加入盐酸酸化后的氯化钡溶液,产生白色沉淀,说明有硫酸钡生成,但已确定没有K2SO4,说明一定有Na2SO3,不确定是否有Na2CO3;滤渣中加盐酸后完全溶解,滴加KSCN溶液无现象,通入Cl2,溶液变红色,说明有Fe2+,不含Fe3+,则滤渣中一定含有FeO,不含Fe2O3;故一定有NaNO2、Na2SO3、FeO,一定没有KNO3、K2SO4 、Fe2O3,不确定是否有Na2CO3;综上,故B正确。
作业验收评价
1
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11
√
12
一、选择题
1.(2026·盐城东台一中期初)在溶液中能大量共存的离子组是 ( )
A.H+、I-、Ba2+、 B.Fe3+、K+、CN-、Cl-
C.、、CH3COO-、 D.Na+、、Br-、Ca2+
14
13
解析:在H+存在下可以和I-发生氧化还原反应生成I2,A不选;Fe3+和CN-会反应生成[Fe(CN)6]3-,不能大量共存,B不选;与CH3COO-、虽然相互之间促进水解但水解微弱,仍然能大量共存,C选;和Ca2+会反应生成CaSiO3沉淀,不能大量共存,D不选。
√
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3
解析:S2、H+反应生成硫单质和二氧化硫,不能大量共存,A错误;、Cl-、ClO-、K+互不反应,可以大量共存,B正确;Br-、Ag+会生成溴化银沉淀,不能大量共存,C错误;Fe3+在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。
12
2.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.、Cl-、ClO-、K+
C.、Br-、Cu2+、Ag+
D.K+、Fe3+、、
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√
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3.(2026·江苏省级示范性高中开学摸底)某无色透明溶液中已含有大量Na+、K+、Cl-、H+,则下列离子也可能大量存在于该溶液中的是 ( )
A. B. C.Ag+ D.HS-
解析:高铁酸根离子(Fe)在 H+ 作用下会自发分解,因此二者不能在溶液中大量共存,A错误;铵根离子(N)与溶液中的已知离子均不发生反应,因此该离子能在溶液中大量共存,B正确;银离子(Ag+)能与Cl-发生反应生成AgCl沉淀,因此Ag+不能与该溶液中的离子大量共存,C错误;硫氢根离子(HS-)能与H+ 作用生成弱电解质 H2S,因此 HS- 不能与该溶液中的离子大量共存,D错误。
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4.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 ( )
A.在1.0 mol·L-1氯化钠溶液中:Fe3+、、Mg2+、I-
B.在1.0 mol·L-1氨水中:Ag+、Cu2+、、
C.1.0 mol·L-1硫酸中:Na+、K+、Cl-、
D.0.1 mol·L-1NaOH溶液中:Na+、K+、、
12
解析:在1.0 mol·L-1氯化钠溶液中,Fe3+与I-发生氧化还原反应,不能大量共存,A不符合题意;氨水显碱性,会与Ag+、Cu2+反应,不能大量共存,B不符合题意;1.0 mol·L-1硫酸中,H+与反应生成沉淀,不能大量共存,C不符合题意;0.1 mol·L-1NaOH溶液中,Na+、K+、、都不发生反应,能大量存在,D符合题意。
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√
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5.(2026·盐城射阳中学月考)室温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 ( )
A.0.1 mol·L-1 NaCl溶液:Al3+、K+、、
B.1 mol·L-1的KHSO3溶液:Na+、H+、Cl-、
C.新制氯水:Mg2+、K+、、I-
D.0.1 mol·L-1 KOH溶液:Cu2+、Ba2+、CH3COO-、
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解析:0.1 mol·L-1 NaCl溶液中四种离子之间相互不反应,可以大量共存,故A项正确;1 mol·L-1的KHSO3溶液中,H+与反应生成SO2和H2O,不能大量共存,故B项错误;新制氯水中含有H+,H+和反应生成CO2和H2O,不能大量共存,故C项错误;1 mol·L-1KOH溶液中,OH-和Cu2+反应生成氢氧化铜沉淀,不能大量共存,故D项错误。
√
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3
6.下列鉴别或检验不能达到实验目的的是 ( )
A.用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
B.用KSCN溶液检验FeSO4是否变质
C.用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化
D.加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛
12
解析:石灰水与Na2CO3和NaHCO3都能反应产生白色CaCO3沉淀,无法鉴别,A项符合题意;FeSO4溶液变质有Fe3+生成,KSCN与Fe3+会形成红色物质,故可用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质,B项不符合题意;Na2SO3被氧化得到Na2SO4,加入盐酸酸化的BaCl2溶液,可以排除S的干扰,若产生白色沉淀,则Na2SO3被氧化,C项不符合题意;加热条件下银氨溶液能与乙醛反应生成单质银,而与乙醇不反应,可以检验乙醇中是否混有乙醛,D项不符合题意。
14
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√
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11
3
7.向某溶液中加BaCl2溶液,产生白色沉淀,加稀HNO3沉淀不消失,则溶液中 ( )
A.一定含有S、Ag+中的一种或几种
B.一定含有S或Ag+,不含S
C.一定含有S或S或Ag+
D.一定含S、S、Ag+中的一种或几种
12
解析:向某溶液中加入BaCl2产生的不溶于稀HNO3的白色沉淀可以是BaSO4或AgCl,所以原溶液中可能含有S、Ag+或其中的一种;若原溶液中含S,当加入稀硝酸时,S会被氧化成S,从而生成BaSO4沉淀,所以原溶液中也可能有S。
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3
8.下列关于物质或离子检验的叙述正确的是 ( )
A.向某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,该溶液中一定含有
B.气体通过无水CuSO4,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气
C.向某盐溶液的试管中加入氢氧化钠溶液,管口的红色石蕊试纸未变蓝,则该盐不是铵盐
D.向某溶液中加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,该溶液中有
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解析: 若溶液中含有银离子,会生成不溶于酸的氯化银沉淀,干扰硫酸根离子检验,A错误;CuSO4为白色粉末,遇水变为蓝色晶体,故气体通过CuSO4粉末变蓝,证明原气体中一定含有水蒸气,B正确;证明铵根离子应该使用浓氢氧化钠溶液且加热使生成氨气逸出,实验中未明确使用浓氢氧化钠溶液且未加热,不能说明该盐不是铵盐,C错误;产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,该溶液中可能有碳酸根离子、碳酸氢根离子、亚硫酸根离子、亚硫酸氢根离子,不确定是碳酸根离子,D错误。
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9.(2026·南通通州模拟)下列粒子组能否大量共存的判断及分析正确的是 ( )
选项 粒子组 判断及原因
A K+、Fe3+、N、NH3·H2O 不能大量共存,因发生反应:
Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓
B Na+、Fe3+、H+、I-、ClO- 能大量共存,离子间不反应
C Na+、K+、OH-、HC 不能大量共存,OH-与HC发生反应: HC+OH-==CO2↑+H2O
D K+、Ca2+、HC、N 能大量共存
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解析:不能大量共存,因发生反应:Fe3++3NH3·H2O==Fe(OH)3↓+3N,A错误;酸性条件下碘离子被铁离子、次氯酸根离子氧化,次氯酸根与氢离子也不能共存,B错误;不能大量共存,OH-与HC发生反应:HC+OH-==C+H2O ,C错误;四种离子可以共存,D正确。
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10.(2026·苏州期中)下列有关溶液中离子检验的结论正确的是 ( )
A.向溶液中加入稀盐酸,产生无色无味的气体且该气体能使澄清石灰水变浑浊,可知原溶液中一定含
B.向溶液中加入氯化钡溶液,有白色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀不溶解,可知原溶液中一定含
C.向溶液中加入浓氢氧化钠溶液并加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,可知原溶液中一定含
D.向溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀,可知原溶液中一定含Cl—
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解析:向溶液中加入稀盐酸,产生无色无味的气体且该气体能使澄清石灰水变浑浊,该气体是CO2,原溶液中可能含有或等,A错误;向溶液中加入氯化钡溶液,生成白色沉淀可能为AgCl或BaSO4、BaSO3等,未排除Ag+、等的干扰,无法确定存在,B错误;产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3,说明溶液中含,结论唯一,C正确;向溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀,可能为AgCl或Ag2CO3等,D错误。
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11.(2026·九江第一中学期中)某兴趣小组对实验室废液缸中废液所含离子成分进行了实验探究(已知该废液中仅含Na+、K+、Cu2+、Fe3+、、、Cl-中的几种离子)。实验如下:
①用洁净的铂丝蘸取废液,在酒精灯上加热,观察到黄色火焰;
②取适量废液于试管中,加入足量澄清石灰水,有蓝色沉淀生成;
③另取适量废液于试管中,加入足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤得滤液a。
根据以上实验判断,下列推断正确的是( )
A.根据实验①可得出废液中含有Na+,不含K+
B.根据实验②可得出,溶液中肯定不含、Fe3+
C.实验③中白色沉淀为BaCO3和BaSO4
D.若向滤液a中加入AgNO3溶液产生白色沉淀,证明原废液中有Cl-
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解析:①用洁净的铂丝蘸取废液,在酒精灯上加热,观察到黄色火焰,说明有Na+;②取适量废液于试管中,加入足量澄清石灰水,有蓝色沉淀生成,说明有Cu2+,不含Fe3+、;③另取适量废液于试管中,加入足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明有,过滤得滤液a。根据实验①可得出废液中含有Na+,不能确定是否含K+,因为黄色火焰干扰紫色火焰,要透过蓝色钴玻璃观察,才能确定,A错误;根据实验②只有蓝色沉淀,溶液中肯定不含、Fe3+,氢氧化铁为红褐色沉淀,B正确;溶液中没有,实验③中白色沉淀为BaSO4,C错误;若向滤液a中加入AgNO3溶液产生白色沉淀,不能证明原废液中有Cl-,因为实验③中加入BaCl2,D错误。
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12.(2026·宿迁致远中学期初)某无色溶液X含有H+、K+、Mg2+、Cu2+、C、Cl-、S中的几种,每种离子的数目相等。向100 mL该溶液中加入足量BaCl2溶液,生成白色沉淀;另取100 mL溶液X,逐滴滴加氨水,生成沉淀的质量与加入氨水的体积关系如图。下列说法正确的是( )
A.溶液X中一定含有K+、H+、Mg2+、Cl-
B.溶液X中一定不含有K+、Cu2+、C
C.无法确定溶液中是否含有K+
D.滴加氨水体积为30 mL时,发生的离子反应为Mg2++2OH-==Mg(OH)2↓
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解析:溶液为无色溶液,则一定不含Cu2+,加入氯化钡溶液产生白色沉淀,可能含S和C中的一种或两种,加入氨水一段时间后产生沉淀,则一定含H+、Mg2+,故不含,一定含,生成沉淀的离子反应为Mg2++2NH3·H2O==Mg(OH)2↓,根据图像,假设氨水浓度为1 mol·L-1,则n(H+)=1 mol·L-1×20×10-3L=0.02 mol,n(Mg2+)=n[Mg(OH)2]=1 mol·L-1×(60-20)×10-3 L×=0.02 mol,由于X溶液中每种离子的数目相等,则n()=
0.02 mol,根据电荷守恒,n(正电荷)=1×n(H+)+2×n(Mg2+)=0.06 mol,2×n()=0.04 mol,故溶液中应该还存在一种-1价离子,即Cl-,根据电荷守恒可确定溶液中不含K+,A、C错误,B正确;滴加氨水体积为30 mL时,发生的离子反应为Mg2++2NH3·H2O==Mg(OH)2↓+2N,D错误。
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二、非选择题
13.(10分)150 mL某无色溶液中可能含有Na+、N、Mg2+、Al3+、Fe3+、Ba2+、C、S中的若干种,现将此溶液分成三等份,进行如下实验:
①向第一份中加入足量的0.5 mol·L-1稀盐酸,生成0.448 L气体(已换算成标准状况下);
②向第二份中加入足量NaOH溶液并加热,收集到0.04 mol气体;
③向第三份中加入足量BaCl2溶液,得到沉淀6.27 g,加入足量0.5 mol·L-1稀盐酸充分反应后,剩余沉淀2.33 g。
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根据上述实验,回答下列问题:
(1)用12 mol·L-1的浓盐酸配制240 mL 0.5 mol·L-1稀盐酸,需要用量筒量取
______ mL浓盐酸,若在量取浓盐酸时俯视刻度线,则会导致配制的稀盐酸的浓度______(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
解析:无色溶液中肯定不含有色离子Fe3+;第一份中加入足量的0.5 mol·L-1稀盐酸,生成0.448 L气体,则含有C 0.02 mol,不含Al3+、Ba2+、Mg2+;向第二份中加入足量NaOH溶液并加热,收集到0.04 mol气体,含有N 0.04 mol;向第三份中加入足量BaCl2溶液,得到沉淀6.27 g,加入足量0.5 mol·L-1稀盐酸充分反应后,剩余沉淀2.33 g。则可知,同时含有C、S,且C:0.02 mol、S:0.01 mol。
10.4
偏低
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(1)配制240 mL溶液,需要用250 mL容量瓶,所以需要盐酸的体积为≈0.010 4 L=10.4 mL,量取盐酸时,俯视刻度线会使得取出盐酸偏少,所配制溶液浓度偏低。
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(2)实验②中生成气体的离子方程式为_________________________。
(3)实验③中沉淀部分溶解的化学方程式为_______________________________,
剩余沉淀的化学式为________。
解析: (2)铵根与碱发生反应生成氨气:N+OH- NH3↑+H2O。(3)由分析可知,溶解的物质为BaCO3,化学方程式为BaCO3+2HCl==BaCl2+CO2↑+H2O,剩余物质为BaSO4。
N+OH- NH3↑+H2O
BaCO3+2HCl==BaCl2+CO2↑+H2O
BaSO4
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(4)原溶液中c(S)=_____ mol·L-1,c(C)=_____ mol·L-1。
(5)经分析,溶液中一定存在Na+,理由是_____________________________
解析: (4)由分析可知,溶液中所含n(S)=3×0.01 mol=0.03 mol,浓度为c==0.2 mol·L-1;n(C)=3×0.02 mol=0.06 mol,浓度为c==
0.4 mol·L-1。(5)由上述分析可知,原溶液中含有N:0.12 mol、C:0.06 mol、S:0.03 mol,由电荷守恒可知,n(Na+)=0.06 mol,Na+必然存在。
0.2
0.4
经分析得知溶液中一定存在的
离子有N、C、S,根据离子共存原则可知溶液中一定不存在Mg2+、Al3+、Fe3+、Ba2+,且硫酸根离子和碳酸根离子所带负电荷总量大于铵根离子所带正电荷总量,只有存在钠离子,溶液才能保持电中性
。
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14.(12分)(2026·南通海安实中期初)Ⅰ.某溶液含有以下离子中的一种或几种:K+、Ca2+、Fe3+、C、S、N、HC、Cl-、OH-。为鉴定这些离子,分别进行以下实验:①取少量溶液,测得溶液呈强碱性。②另取少量溶液加入足量盐酸后,生成无色无味气体。该气体能使饱和石灰水溶液变浑浊。③另取100 mL溶液,加足量BaCl2溶液产生白色沉淀,过滤,向沉淀中加入足量盐酸,沉淀部分溶解。④取③中滤液,加HNO3酸化后,再加过量AgNO3溶液,溶液中析出白色沉淀。
根据上述信息,回答下列问题:
(1)此溶液中一定大量存在的阴离子有____________________;阳离子有_____。
C、、OH-
K+
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解析:溶液呈强碱性,则溶液中含有OH-,则不存在、Fe3+,加入盐酸生成使石灰水变浑浊的气体为CO2,则溶液中含有C,则不含Ca2+;加入足量BaCl2溶液产生白色沉淀,过滤,向沉淀中加入足量盐酸,沉淀部分溶解,说明溶液中也含有S,取③中滤液,加HNO3酸化后,再加过量AgNO3溶液,溶液中析出白色沉淀,说明沉淀为AgCl,但因为③中加入了足量BaCl2溶液,引入了Cl-,则无法证明原溶液中是否含有Cl-,根据溶液中电荷守恒,则判断溶液中需要含有阳离子K+;综上溶液中一定含有C、S、OH-、K+,一定不含、Fe3+、Ca2+。(1)根据分析可知,一定含有的阴离子为C、S、OH-;阳离子有K+。
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(2)一定不大量存在的离子有_____________________。
(3)③中用盐酸洗涤沉淀时发生反应的离子方程式为_____________________
______________。
(4)④中析出沉淀的离子方程式为________________。不能确定原溶液中是否含氯离子的原因:_____________________________________________________
_____________________。
解析: (2)根据分析可知,一定不大量存在的离子有Fe3+、Ca2+、HC。(3)③中加足量BaCl2溶液产生白色沉淀为BaCO3和BaSO4,加入HCl后,BaCO3溶解,发生反应的离子方程式为BaCO3+2H+==Ba2++H2O+CO2↑。(4)④溶液中含Cl-,加HNO3酸化后,再加过量AgNO3溶液,溶液中析出白色沉淀AgCl,离子方程式为Cl-+Ag+==AgCl↓。
Ca2+、Fe3+、HC
BaCO3+2H+==Ba2+
+H2O+CO2↑
Cl-+Ag+==AgCl↓
因为③中加入了足量BaCl2溶液,引入了Cl-,则无法证明
原溶液中是否含有Cl-
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Ⅱ.某小组在实验室探究Ba(OH)2溶液与稀盐酸
反应的实质。向一定浓度的Ba(OH)2溶液中滴加盐酸,
测定导电率的变化如图所示。
(5)A~B段,发生的离子反应是_______________。下列化学反应的实质与Ba(OH)2溶液与稀盐酸反应的实质相同的是____。
A.Ba(OH)2和H2SO4 B.NaOH和H2SO4 C.Ba(OH)2和HNO3
解析: 向一定浓度的Ba(OH)2溶液中滴加盐酸,A~B段发生反应:OH-+H+==H2O;Ba(OH)2和H2SO4发生反应:Ba2++S+2OH-+2H+==2H2O+BaSO4↓,A错误;NaOH和H2SO4发生反应:OH-+H+==H2O,B正确;Ba(OH)2和HNO3发生反应:OH-+H+==H2O,C正确。
OH-+H+==H2O
BC
本课结束
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