课时作业19：离子共存 离子的检验和推断

第9讲 离子共存 离子的检验和推断
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意
1．已知某溶液中存在H ＋
、Ba 2＋
、Fe 3＋
三种阳离子，则其中可能大量存在的阴离子是( )
A ．SO 2－
4 B ．CO 2
－
3 C ．NO －
3 D ．OH －
答案 C
解析 A 项，Ba 2＋
、SO 2－
4结合生成沉淀，SO 2－
4不能大量存在；B 项，H ＋
、CO 2－
3结合生成水和气体，CO 2－
3分别与Ba 2＋
、Fe 3＋
能够反应生成沉淀，CO 2－
3不能大量存在；C 项，H ＋
、Ba 2＋
、
Fe 3＋、NO －3离子之间均不反应，NO －3可大量存在；D 项，H ＋、Fe 3＋分别与OH －
反应生成水、沉淀，OH －
不能大量存在。

2．(2020·安徽皖江名校联盟联考)下列各组微粒一定能大量共存的是( ) A ．遇KSCN 变红色的溶液中：Na ＋
、Mg 2＋
、CH 3COOH 、Cl －
B ．某无色溶液中：OH －
、K ＋
、HClO 、Ba 2＋
C ．0.1 mol·L －
1 Na 2S 溶液中：K ＋
、NH ＋
4、NO －
3、Al 3＋
D ．常温下水电离出的c (H ＋
)·c (OH －
)＝10－20
的溶液中：Na ＋、Cl －、CO 2－3、SO 2
－
4
答案 A
解析 遇KSCN 变红色的溶液中有Fe 3＋
，Fe 3＋
、Na ＋
、Mg 2＋
、CH 3COOH 、Cl －
之间相互不反应，能大量共存，A 项正确；OH －
和HClO 发生反应而不能大量共存，B 项错误；Na 2S 溶液中S 2－
和Al 3＋
会发生相互促进的水解反应而不能大量共存，C 项错误；常温下水电离出的c (H ＋
) ·c (OH －
)＝10－20
的溶液呈酸性或碱性，当溶液呈酸性时，CO 2－3会和H ＋
反应，不能大量共存，
D 项错误。

3．(2020·江苏省宿迁一中模拟)常温下，下列各组离子在给定条件下一定能大量共存的是( )
A ．滴加甲基橙显红色的溶液中：Ba 2＋
、K ＋
、Cl －
、NO －
3 B ．加入KSCN 显红色的溶液中：Na ＋
、Mg 2＋
、SO 2－
4、HCO －
3 C.c (OH －
)c (H ＋)＝1012的溶液中：K ＋、Na ＋、NO －3、HCO －3
D ．由水电离出的c (H ＋
)＝1.0×10－13
mol·L
－1
的溶液中：NH ＋4、Mg 2＋、NO －3、SO 2－
4
答案 A
解析 滴加甲基橙显红色的溶液呈酸性，在酸性条件下Ba 2＋
、K ＋
、Cl －
、NO －
3能大量共存，A 项正确；加入KSCN 显红色的溶液中含有Fe 3＋
，Fe 3＋
与HCO －
3能发生相互促进的水解反应而不能大量共存，B 项错误；c (OH －
)c (H ＋)＝1012的溶液呈碱性，OH －与HCO －3反应生成CO 2－3和H 2O ，C 项错误；常温下，由水电离出的c (H ＋
)＝1.0×10
－13
mol·L
－1
的溶液呈酸性或碱性，碱
性条件下NH＋4、Mg2＋都能与OH－反应，D项错误。

4．25 ℃时，下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是()
A．pH＝1的溶液中：Na＋、K＋、MnO－4、CO2－3
B．由水电离出的c(H＋)＝1×10－13mol·L－1的溶液中：Cu2＋、Mg2＋、NO－3、SO2－4
C．0.1 mol·L－1FeCl3溶液中：Fe2＋、NH＋4、SCN－、SO2－4
D．无色溶液中：Cu2＋、Al3＋、NH＋4、Cl－
答案 B
解析pH＝1的水溶液显酸性，溶液中含有大量的H＋，CO2－3在溶液中与H＋结合生成水和二氧化碳，不能大量共存，故A不符合题意；由水电离的c(H＋)＝1×10－13mol·L－1的溶液，水的电离受到抑制，溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，在酸性溶液中Cu2＋、Mg2＋、NO－3、SO2－4离子之间不发生任何反应，也不与H＋反应，能够大量共存，碱性条件下Cu2＋、Mg2＋不能大量存在，故B符合题意；Fe3＋、SCN－生成络合物而不能大量共存，故C不符合题意；含Cu2＋的溶液呈蓝色，与无色不符，故D不符合题意。

5．(2020·江西临川区一中高三调研)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SO2－4
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＋4答案 D
解析A项，加入氨水，产生白色沉淀，该白色沉淀可能为氢氧化镁，原溶液中可能存在Mg2＋，不一定含有Al3＋，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CO2－3，不一定含有Cl－，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＋，不一定含有SO2－4，错误；D项，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，该气体为氨气，证明原溶液中一定存在NH＋4，正确。

6．(2020·江西省萍乡一中模拟)某溶液中可能存在Br－、CO2－3、SO2－3、Al3＋、I－、Mg2＋、Na＋七种离子中的某几种。

现取该溶液进行实验，得到如下现象：
①向溶液中滴加足量氯水后，溶液变橙色，且有无色气泡冒出；②向所得橙色溶液中加入足量BaCl2溶液，无沉淀生成；③向所得溶液中继续滴加淀粉溶液，溶液不变蓝色。

已知：5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3
据此可以判断，该溶液中肯定不存在的离子组是()
A．Al3＋、Mg2＋、SO2－3B．Mg2＋、CO2－3、I－
C．Al3＋、SO2－3、I－D．Al3＋、Br－、SO2－3
答案 A
解析根据①可判断溶液中有Br－和CO2－3，根据离子共存原则，不存在Al3＋、Mg2＋；根据②可判断溶液中无SO2－3；根据③不能确定是否含有I－，因为在①中氯水可能把I－氧化成了IO－3，致使淀粉溶液不变蓝色。

二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意
7．(2020·海南三亚中学模拟)某无色溶液中可能含有①Na＋、②Ba2＋、③Cl－、④Br－、⑤SO2－3、⑥SO2－4、⑦Fe2＋中的几种离子，依次进行下列实验，且每步所加试剂均过量，观察到的现象如下：
步骤操作现象
Ⅰ用pH试纸检验溶液的pH大于7
Ⅱ向溶液中滴加氯水，再加入CCl4，振荡，静置CCl4层呈橙红色
Ⅲ取Ⅱ的上层溶液，加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸有白色沉淀产生
Ⅳ将Ⅲ过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸有白色沉淀产生
下列结论正确的是()
A．肯定含有的离子是①④⑤
B．肯定没有的离子是②⑤⑦
C．可能含有的离子是①②⑥
D．不能确定的离子是①③⑥
答案 A
解析根据步骤Ⅰ，该溶液呈碱性，则该溶液是强碱弱酸盐溶液，所以一定存在SO2－3，则一定不存在Ba2＋；在碱性的无色溶液中，一定不存在Fe2＋；溶液呈电中性，所以溶液中的阳离子只能是Na＋；步骤Ⅱ说明该溶液中一定存在Br－，氯气与Br－反应生成溴单质，溴单质在四氯化碳中的颜色是橙红色；步骤Ⅲ不能说明有SO2－4存在，因为该溶液中一定存在SO2－3，加入氯水后SO2－3被氧化为SO2－4，与Ba(NO3)2反应生成BaSO4沉淀；步骤Ⅳ不能确定Cl－的存在，因为加入的氯水中含有Cl－。

因此一定存在的离子是①④⑤，一定不存在的离子是②⑦，不能确定的离子是③⑥，故A正确。

8．某无色溶液中可能含有Ba2＋、Fe3＋、Na＋、K＋、NH＋4、SO2－4、SO2－3、Cl－、Br－、CO2－3中的若干种，离子浓度都为0.1 mol·L－1，往该溶液中加入BaCl2和过量的盐酸，无白色沉淀生成。

另取少量原溶液，设计并完成如下实验。

下列判断正确的是()
A．Ba2＋、Fe3＋、SO2－4、CO2－3肯定不存在，Na＋、K＋肯定存在
B．原溶液肯定不含SO2－4和SO2－3
C．若步骤中Ba(NO3)2和HNO3溶液改用BaCl2和盐酸的混合溶液，对溶液中离子的判断有影响
D．是否含NH＋4不需要另做实验判断
答案AD
解析由实验流程转化可知，Ba2＋、Fe3＋、SO2－4、CO2－3肯定不存在，由电荷守恒知Na＋、K＋肯定存在，A正确；溶液中一定含SO2－3，B错误；因流程中第一步加了足量氯水，所以溶液中的SO2－3在第一步就已经被氧化成SO2－4，步骤中Ba(NO3)2和HNO3溶液改用BaCl2和盐酸的混合溶液，对溶液中离子的判断无影响，C错误；因离子浓度都为0.1 mol·L－1，根据电荷守恒有：0.3 mol·L－1＝c(Br－)＋2c(SO2－3)＝c(Na＋)＋c(K＋)＋c(NH＋4)，溶液中一定含NH＋4，D 正确。

9．某固体混合物X，含有NaClO3、KCl、NaOH、ZnSO4、NaAlO2和NaNO2中的几种，进行如下实验：①X溶于水，得到溶液Y；②溶液Y先加入过量稀HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，得到白色沉淀W，下列说法不正确的是()
A．混合物X中可能含有KCl
B．向溶液Y中滴加盐酸，若产生白色沉淀，说明X中一定含有NaAlO2
C．向溶液Y中滴加盐酸，若产生红棕色的气体，说明X中一定含有NaNO2
D．取Y溶液进行焰色反应，透过蓝色钴玻璃片没有观察到紫色火焰，说明X中一定含有NaClO3
答案 B
解析白色沉淀W为AgCl，则溶液Y中含有Cl－，可能含有KCl，A正确；向溶液Y中滴加盐酸，产生白色沉淀，说明Y中可能含有NaAlO2，可能含有Na2ZnO2，或二者的混合物，B不正确；向溶液Y中滴加盐酸，若产生红棕色的气体，则表明发生反应2NO－2＋2H＋===NO↑＋NO2↑＋H2O，从而说明X中一定含有NaNO2，C正确；取Y溶液进行焰色反应，透过蓝色钴玻璃片没有观察到紫色火焰，说明X中一定不含有KCl，则Cl－一定来自NaClO3，则X 中一定含有NaClO3，D正确。

三、非选择题
10．现有NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物，选择适当的试剂除去杂质，从而得到纯净的NaNO3晶体，相应的实验流程如图所示。

(1)写出实验流程中下列物质的化学式：试剂X______，沉淀A________。

(2)上述实验流程中①②③步均要进行的实验操作是__________(填操作名称)，该过程中玻璃棒的作用是____________。

(3)上述实验流程中加入过量Na2CO3溶液的目的是__________________________________。

(4)按此实验方案得到的溶液3中肯定含有________(填化学式)杂质。

为了解决这个问题，可以向溶液3中加入适量的________(填化学式)。

答案(1)AgNO3BaSO4(2)过滤引流(3)使溶液中的Ag＋、Ba2＋完全沉淀(4)Na2CO3 HNO3
解析(1)试剂X是为了除去氯离子的硝酸银溶液，沉淀A为氯化钡结合硫酸根离子产生的硫酸钡。

(2)实验流程中①②③步均要进行沉淀和溶液的分离，固液分离应采用过滤操作，过滤时要用到玻璃棒引流。

(3)溶液2中含有硝酸银和硝酸钡，加过量的碳酸钠目的是将银离子和钡离子转变成沉淀除去。

(4)溶液3中含有硝酸钠和过量的碳酸钠，应除去碳酸钠后进行结晶操作，为不引入杂质离子应用适量的硝酸除去碳酸钠。

11．(2020·山东省菏泽一中模拟)在化学研究中，往往可以通过观察现象认识物质变化的情况。

请分析下列一组有现象变化的化学反应。

实验及操作
现象
装置试管滴管
饱和Na2SiO3溶液
(含2滴酚酞)
先滴加1.0 mL
0.5 mol·L－1
NaOH溶液；
再滴加
1.5 mL 1.0 mol
·L－1 H2SO4溶
液Ⅰ.红色溶液中出现胶状沉淀
0.1 mol·L－1 AlCl3溶液Ⅱ.加碱时___________；加酸时产生白色沉淀，又逐渐溶解直至消失
0.1 mol·L－1 Fe(NO3)2溶液Ⅲ.加碱时___________；加酸后得到棕黄色溶液
新制饱和氯水Ⅳ.加碱时溶液变为无色；加酸后_________ ___________________
(1)用离子方程式解释现象Ⅰ中出现胶状沉淀的原因：_______________________________。

(2)Ⅱ中加碱时出现的现象是_____________________________________________________，说明溶液中发生此现象的离子方程式是___________________________________________。

(3)Ⅲ中加碱时出现的现象是_____________________________________________________。

(4)Ⅳ中加酸时出现的现象是_____________________________________________________，用离子方程式解释产生此现象的原因：____________________________________________。

(5)滴加试剂顺序的变化会影响溶液中的现象和发生的反应。

请继续分析以下实验。

实验及操作
现象装置试管滴管
0.1 mol·L－1 Fe(NO3)2溶液先滴加1.5 mL 1.0 mol·L－1
H2SO4溶液；再滴加1.0 mL
0.5 mol·L－1 NaOH溶液
Ⅴ.加酸时溶液有明显现
象；加碱后溶液依然没有
明显变化
①探究加酸时Fe(NO3)2溶液中是否发生了反应：
向1.0 mL 0.1 mol·L－1 Fe(NO3)2溶液中_____________________________________________，如果溶液变红色，说明溶液中含有Fe3＋，证明加酸时溶液中发生了反应。

(请将上述操作补充完整)
②推测溶液中产生Fe3＋的可能原因有两种：
a．________________________________________________________________________；b．________________________________________________________________________。

答案(1)2H＋＋SiO2－3===H2SiO3↓
(2)先出现白色沉淀，又逐渐溶解直至消失Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O
(3)先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
(4)无色溶液变为浅黄绿色ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
(5)①滴加KSCN溶液，没有明显现象，再向其中滴加稀硫酸②a.酸性条件下，溶液中的Fe2＋被NO－3氧化
b．溶液中的Fe2＋被空气中的O2氧化
解析(2)Ⅱ中加碱时生成白色沉淀氢氧化铝，在过量氢氧化钠作用下氢氧化铝溶解，出现的现象是先产生白色沉淀，又逐渐溶解直至消失，发生反应的离子方程式是Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O。

(3)Ⅲ中加碱时生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁迅速被氧化为氢氧化铁，出现的现象是先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。

(4)Ⅳ中加酸时出现的现象是无色溶液变为浅黄绿色，这是因为ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。

(5)①探究加酸时Fe(NO3)2溶液中是否发生了反应：向1.0 mL 0.1 mol·L－1 Fe(NO3)2溶液中滴加KSCN溶液，没有明显现象，再向其中滴加稀硫酸，如果溶液变红色，说明溶液中含有Fe3＋，证明加酸时溶液中发生了反应。

②推测溶液中产生Fe3＋的可能原因有两种：a.酸性条件下，溶液中的Fe2＋被NO－3氧化；b.溶液中的Fe2＋被空气中的O2氧化。