内容正文:
4离子共存;常见离子的检验
1.(2025年1月)用H2O2溶液吸收含SO2工业尾气,反应为:SO2+H2O22H++S。反应后的溶液中不可能大量存在的微粒是 ( )
A.H+ B.H2O
C.Ba2+ D.S
2.(2024年7月)某工厂待处理的酸性废水中可能大量共存的一组离子是 ( )
A.Ba2+、S B.Fe3+、Cl-
C.Na+、C D.K+、OH-
3.(2024年1月)学生实验后,收集的废水中可能大量共存的一组离子是 ( )
A.K+、B、S
B.C、K+、C
C.C、Cl-、N
D.Na+、H+、O
4. (2023年 7月)某工厂强酸性废水中,可能大量存在的一组离子是 ( )
A.M、Cl-
B.K+、OH-
C.Na+、C
D.B、S
5.(2023年2月)一种“金相”腐蚀剂含有浓度较高的Fe3+和H+,其中还可能大量存在的阴离子是 ( )
A.OH- B.C
C.Na+ D.Cl-
一、判断溶液中离子能否大量共存的规律
1.由于发生复分解反应,离子不能大量共存。
(1)有难溶物或微溶物生成。如Ba2+、Ca2+等不能与S、C大量共存;Ag+与Cl-、Br-、I-等不能大量共存。
(2)有易挥发性物质生成。如C、HC、S2-、HS-、S、HS等与H+不能大量共存。
(3)有弱电解质生成。如N与OH-不能大量共存;OH-、CH3COO-、ClO-、F-等与H+不能大量共存。
2.由于发生氧化还原反应,离子不能大量共存。
(1)具有较强还原性的离子与具有较强氧化性的离子不能大量共存。如Fe3+与I-、S2-不能大量共存。
(2)在酸性或碱性介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存。如N在酸性条件下与Fe2+、I-、S2-、S等还原性离子不能大量共存;S与S2-在酸性条件下不能大量共存。
3.由于形成络合离子而不能大量共存。如Fe3+与SCN-不能大量共存。
二、常见离子的检验
常见
离子
试剂或方法
实验现象
干扰
离子
H+
①紫色石蕊溶液
①溶液变红
—
②锌片或Na2CO3溶液
②有无色无味气体产生
Na+
焰色试验
黄色火焰
—
K+
焰色试验
浅紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)
Na+
Mg2+
NaOH溶液
白色沉淀, 不溶于过量的碱
Al3+
NaOH溶液
白色沉淀,溶于过量的碱
Fe2+
①NaOH溶液
①白色沉淀→灰绿色→红褐色
—
②先加KSCN溶液,再加新制氯水
②先无明显变化,后变红色
Fe3+
①NaOH溶液
①生成红褐色沉淀
—
②KSCN溶液
②溶液呈红色
Ag+
NaCl溶液和稀硝酸
白色沉淀,不溶于硝酸
Ba2+
稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液和稀硝酸
白色沉淀,不溶于硝酸
—
N
OH-,加热
产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
—
(续表)
常见
离子
试剂或方法
实验现象
干扰
离子
OH-
①无色酚酞溶液
①溶液变红
—
②紫色石蕊溶液
②溶液变蓝
Cl-
AgNO3溶液和稀硝酸
白色沉淀,不溶于硝酸
—
C
BaCl2溶液和稀盐酸
白色沉淀,溶于稀盐酸,产生无色无味使澄清石灰水变浑浊的气体
HC
HC
①H+,澄清石灰水
①产生气体,能使澄清石灰水变浑浊
C
②BaCl2溶液,稀盐酸
②先是无明显现象,滴加稀盐酸后产生无色无味使澄清石灰水变浑浊的气体
S
稀盐酸,BaCl2溶液
白色沉淀,不溶于盐酸
S
S
①H+,品红溶液
①有气体产生, 品红褪色
—
②Ba2+,稀盐酸
②白色沉淀, 溶于稀盐酸, 产生有刺激性气味的气体
【例】对某酸性溶液(可能含有Br-、S、H2SO3、N)分别进行如下实验:①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色;②加碱调至溶液呈碱性后,加热时放出的气体可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝;③加入新制氯水时,溶液略显黄色,再加入氯化钡溶液,产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。对下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是 ( )
A.Br- B.S
C.H2SO3 D.N
【解析】通过①②可分别确定H2SO3、N的存在,③中由于加入了新制氯水,具有氧化性,除了将Br- 氧化为 Br2,使溶液显黄色外,也可将H2SO3氧化为H2SO4,所以不溶于稀硝酸的白色沉淀不一定是原溶液中的S产生的,即不能确定S是否存在。
【答案】B
【注意点】本题考查物质中具体微粒的检验方法,解这类题的关键是抓住微粒的化学反应特性,并注意排除其他微粒对其产生的干扰。
1.下列各组离子在水溶液中能大量共存的是 ( )
A.Cu2+、H+、S
B.Ba2+、N、C
C.Al3+、H+、C
D.OH-、Fe2+、N
2.下列各组离子能在水溶液中大量共存的是 ( )
A.Na+、S、N、OH-
B.H+、S、C、S2-
C.Ba2+、S、K+、Mg2+
D.S、N、K+、 Cl-
3.离子检验的常用方法有下表的三种。
检验方法
沉淀法
显色法
气体法
含义
反应中有沉淀产
生或溶解
反应中有
颜色变化
反应中有
气体产生
下列离子检验的方法不合理的是 ( )
A.N:气体法
B.Cl-:沉淀法
C.Ba2+:气体法
D.Fe3+:显色法
4.在pH=1的无色透明溶液中,能大量共存的离子组是 ( )
A.K+、Mn、Ag+、Cl-
B.Cu2+、N、Na+、OH-
C.Ba2+、N、N、S
D.Al3+、Na+、Cl-、S
5.某溶液中含有大量的H+、Ba2+、Ag+,该溶液中还可能大量存在的是 ( )
A.S B.Cl-
C.C D.N
一、单项选择题
1.通入水中不能形成电解质溶液的气体是 ( )
A.HCl B.NH3 C.CH4 D.SO2
2.下列离子的鉴别试剂选择错误的是 ( )
A.Al3+——氨水
B.Fe3+——KSCN溶液
C.S——稀盐酸和BaCl2溶液
D.Cu2+——NaOH溶液
3.在水溶液中能够大量共存的无色离子组是 ( )
A.Na+、Cl-、N、Cu2+
B.Ag+、Cl-、N、 H+
C.N、OH-、S、HC
D.Na+、Al3+、Cl-、S
4.在水溶液中可以大量共存,加OH-产生沉淀的一组离子是 ( )
A.Na+、Ba2+、C、Cl-
B.HC、Cl-、Na+、Ca2+
C.Cl-、C、K+、Mg2+
D.S、H+、K+、N
5.下列有关pH变化的判断正确的是 ( )
A.随着氢离子浓度的增大,pH增大
B.浓盐酸露置在空气中一段时间后,pH减小
C.新制氯水经光照一段时间后,pH减小
D.氢氧化钠溶液久置于空气中,pH增大
6.下列离子方程式书写正确的是 ( )
A.向氢氧化钠溶液中滴加醋酸溶液:
H++OH- H2O
B.向FeSO4和稀硫酸的混合溶液中滴加双氧水:Fe2++H2O2+2H+ Fe3++2H2O
C.铝粉与过量NaOH溶液反应:
2Al+2OH-+2H2O 2Al+3H2↑
D.向氢氧化钡溶液中滴加稀硫酸:
Ba2++OH-+H++S BaSO4↓+H2O
7.下列反应既是氧化还原反应,又是离子反应的是 ( )
A.碳在氧气中燃烧
B.将二氧化碳通入澄清石灰水中
C.向氯化钠溶液中滴加硝酸银溶液
D.将锌粒投入稀硫酸中
8.稀盐酸和稀硫酸具有相似的化学性质,原因是两种溶液中都含有 ( )
A.氢离子 B.氢原子
C.氢分子 D.氢元素
9.下列说法正确的是 ( )
A.Na2O2由钠离子和氧离子构成
B.在化合物中,金属元素只有正价
C.水分子由两个氢元素和一个氧元素组成
D.能电离出H+和酸根离子的物质一定是酸
10.能用H++OH-H2O表示的是 ( )
A. NaOH和稀盐酸的反应
B.Ba(OH)2溶液和稀硫酸的反应
C. NaOH溶液和CO2的反应
D.Mg(OH)2和稀硫酸的反应
11.物质的量浓度相同的下列溶液,碱性最强的是 ( )
A.NaOH溶液 B.Ca(OH)2溶液
C.FeSO4溶液 D.Cu(NO3)2溶液
12.可与NaCl溶液反应生成沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸的是 ( )
A.NaOH B.H2SO4
C.Na2CO3 D.AgNO3
13.下列试剂能够用来鉴别KNO3溶液和KCl溶液的是 ( )
A.AgNO3溶液
B.稀盐酸
C.BaCl2溶液
D.NaOH溶液
14.下列试纸中,既可用来检验溶液的酸性,又可用来检验溶液的碱性的是 ( )
A.碘化钾⁃淀粉试纸 B.pH试纸
C.红色石蕊试纸 D.蓝色石蕊试纸
15.用下图所示的方法,检验某固体中是否含有Cl-。关于溶液①和溶液②,下列说法正确的是 ( )
A.①是BaCl2溶液,②是稀盐酸
B.①是稀盐酸,②是BaCl2溶液
C.①是稀硫酸,②是AgNO3溶液
D.①是稀硝酸,②是AgNO3溶液
16.在允许加热的条件下,只用一种试剂就可以鉴别硫酸铵、氯化钾、氯化镁、硫酸铝和硫酸铁溶液,这种试剂是 ( )
A.NaOH溶液 B.NH3·H2O
C.AgNO3溶液 D.BaCl2溶液
17.下列溶液的pH大于7的是 ( )
A.NaHSO4溶液 B.KNO3溶液
C.乙醇溶液 D.NaHCO3
18.在下列化学反应中,不能用离子方程式Ba2++SBaSO4↓来表示的是 ( )
A.Ba(NO3)2+H2SO4BaSO4↓+2HNO3
B.Ba(OH)2+Na2SO4BaSO4↓+2NaOH
C.Ba(OH)2+H2SO4BaSO4↓+2H2O
D.BaCl2+H2SO4BaSO4↓+2HCl
二、不定项选择题
某探究小组的同学将FeCl3溶液腐蚀铜箔制作电路板后的酸性废液“再生”,同时回收铜,实验流程如下:
19.“腐蚀废液”中除Fe3+外,一定存在的金属离子还有 ( )
A.Fe2+ B.Ag+ C.Na+ D.Cu2+
20.“步骤a”中包含的操作有 ( )
A.升华 B.过滤 C.蒸馏 D.结晶
21.实验室里利用MnO2和浓盐酸制备Cl2。下列做法正确的是 ( )
A.用①作气体发生装置,发生反应的离子方程式:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
B.②中加入生石灰干燥氯气
C.用③收集氯气
D.用④中的NaOH溶液吸收尾气,发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
22.在所得的FeCl3溶液中,下列离子组合能够大量共存的是 ( )
A.K+、H+、Cl-、OH-
B.K+、SCN-、N、S
C.Na+、Cu2+、Ca2+、F-
D.I-、Ba2+、Na+、C
23.小组讨论认为“步骤a”回收的铜中可能混有铁粉,常温下仅用一种物质就能进行初步判断。该物质可能为 ( )
A.磁铁 B.稀盐酸
C.浓硫酸 D.NaOH溶液
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知识点4 离子共存;常见离子的检验
历年真题
1.C 【解析】反应中,SO2被H2O2氧化为硫酸根离子,同时生成H+,H2O作为溶剂,必然大量存在溶液中;H+和硫酸根离子为反应产物,均能大量存在溶液中;若溶液中存在Ba2+,会与硫酸根离子结合生成难溶的BaSO4沉淀,因此Ba2+无法大量存在,故选C。
2.B 【解析】Ba2+与S会生成BaSO4沉淀,不能共存,A不符合题意;Fe3+和Cl-在酸性条件下不与H+反应,且彼此不生成沉淀或气体,能共存,B符合题意;C会与H+反应生成CO2和H2O,不能共存,C不符合题意;OH-在酸性废水中会与H+反应生成H2O,不能共存,D不符合题意。
3.C 【解析】A选项,B、S反应,不能共存;B选项,Ca2+、C反应,不能共存;D选项,H+、OH-反应,不能共存。
4.A 【解析】强酸环境下H+与OH-、C反应,不能共存排除B、C项;Ba2+与S反应,不能共存,排除D项。
5.D 【解析】OH-与Fe3+和H+都能反应,不能大量存在,故A不符合题意;C与H+能反应,不能大量存在,故B不符合题意;Na+与Fe3+和H+都不反应,但Na+是阳离子,故C不符合题意;Cl-与Fe3+和H+都不反应,能大量存在,故D符合题意。
模拟测试
1.A 【解析】B项中Ba2+和C反应生成沉淀;C项中H+和C反应生成气体和水;D项中Fe2+和OH-反应生成沉淀。
2.D 【解析】A项中N和OH-不能大量共存;B项中H+和C、S2-不能大量共存;C项中Ba2+和S不能大量共存。
3.C 【解析】Ba2+通常转化为BaSO4沉淀,应用沉淀法检验。
4.D 【解析】pH=1的溶液是酸性溶液,A项中Ag+、Cl-生成沉淀;B项中Cu2+有颜色,OH-不能大量存在于酸性溶液中;C项中Ba2+与S反应生成沉淀。
5.D
本专题综合训练
1.C 2.A 3.D
4.B 【解析】A项中Ba2+与C不能大量共存;B项中4种离子能大量共存,加OH-后产生沉淀:OH-+HCH2O+C、C+Ca2+CaCO3↓;C项中Mg2+与C不能大量共存;D项中4种离子能大量共存,但加OH-后不会产生沉淀。
5.C 【解析】氢离子浓度越大,pH越小;浓盐酸露置空气中会挥发出HCl,浓度降低,pH增大;新制氯水经光照一段时间后,HClO变成HCl,酸性增强,pH减小;氢氧化钠溶液久置于空气中吸收空气中的CO2,pH减小。
6.C 【解析】A项中醋酸是弱电解质,不能拆成离子形式;B项中电荷不守恒;D项中离子方程式应该是Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O。
7.D 【解析】4个选项中属于氧化还原反应的是A、D两项,但是A项中的反应不是在溶液中发生的,不属于离子反应。
8.A 【解析】HCl和H2SO4两者都有酸性,是因为两者电离产生了H+。
9.B 10.A
11.B 【解析】物质的量浓度相同的Ca(OH)2溶液和NaOH溶液,Ca(OH)2溶液中OH-的浓度是NaOH溶液中的2倍。
12.D
13.A 【解析】Ag+能与Cl-反应生成AgCl沉淀,与N不反应。
14.B 15.D
16.A 【解析】加入NaOH溶液后,现象依次为有气体生成、无现象、有白色沉淀生成、先沉淀后沉淀溶解、有红褐色沉淀生成。
17.D 18.C
19.AD 【解析】FeCl3溶液腐蚀铜箔制作电路板后的酸性废液中含有FeCl3、FeCl2、CuCl2,向其中加入足量铁粉,充分搅拌,发生反应:2Fe3++Fe3Fe2+;Cu2++FeCu+Fe2+;然后过滤得到的滤渣中含有Fe、Cu,向滤液中加入Cl2,发生反应:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,就得到FeCl3溶液,使腐蚀液得到“再生”。根据上述分析可知,该“腐蚀废液”中除Fe3+外,一定存在的金属离子还有Fe2+、Cu2+。
20.B 【解析】向含有FeCl3、FeCl2、CuCl2的酸性废液中加入足量Fe粉,搅拌,使反应物充分接触并发生反应:2Fe3++;Cu2++FeCu+Fe2+,然后过滤,分离得到的滤渣中含有Fe、Cu,滤液中含有Fe2+,故“步骤a”中包含的操作有过滤。
21.ACD 【解析】A项,在实验室中用浓盐酸与MnO2混合加热制取Cl2,故装置①可以用于制取Cl2发生装置,发生反应的离子方程式也正确,A正确;B项,Cl2的水溶液显酸性,能够与碱性干燥剂CaO发生反应,因此不能用生石灰作干燥剂干燥氯气,B错误;C项,Cl2的密度比空气大,可以采用向下排空气的方法收集氯气,此时的导气管应该是长进短出,故可以用③收集氯气,C正确;D项,Cl2是有毒气体,可根据其能够与碱反应的性质,用NaOH溶液进行尾气处理,故可以使用装置④中的NaOH溶液吸收尾气,发生反应的离子方程式也正确,D正确。
22.C 【解析】A项,H+和OH-反应,OH-和Fe3+反应,不能大量共存;B项,Fe3+和SCN- 反应,不能大量共存;C项,Na+、Cu2+、Ca2+、F- 和Fe3+、Cl-不反应,能大量共存;D项,Fe3+和I-反应,Ba2+和C反应,不能大量共存。
23.AB 【解析】磁铁可以吸引铁单质,而不能吸引铜单质,可以进行判断,A符合题意;Fe是比较活泼的金属,能够与稀盐酸反应产生气泡,而Cu是不活泼金属,不能与稀盐酸发生反应,因此使用稀盐酸可以进行判断,B符合题意;在常温下Fe遇浓硫酸会发生钝化而不能进一步反应,Cu在常温下不能与浓硫酸发生反应,不能判断,C不符合题意;NaOH溶液与Fe、Cu都不能发生反应,因此不能用于判断铜粉中是否含有铁粉,D不符合题意。
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