2019高考化学总复习 02 化学物质及其变化(5)离子共存、离子的检验和推断(1)新人教版

离子共存、离子的检验和推断
李仕才
基础巩固
1．(2018年安徽省宣城市一中高三二模)下列各组中的离子，因发生氧化还原反应而不能大量共存同一溶液中的是( )
A．Fe2＋、SO2－4、Fe3＋、Cl－
B．S2－、Cu2＋、Na＋、Cl－
C．H＋、SO2－4、Cu2＋、OH－
D．Fe2＋、H＋、Mg2＋、NO－3
解析：本题考查离子共存问题。

A.该组离子之间不反应，可大量共存，故A不选；B.S2－、Cu2＋结合生成沉淀，因复分解反应不能共存，故B不选；C.H＋、Cu2＋分别与OH－结合生成水、沉淀，因复分解反应不能共存，故C不选；D.Fe2＋、H＋、NO－3发生氧化还原反应，不能共存，故D选。

答案：D
2．(2018年江西省九江市二中高三一模)在强酸性溶液中，下列离子组能大量共存且溶液为无色透明的是( )
A．Na＋、K＋、NO－3、Cl－
B．Na＋、Fe2＋、SO2－4、NO－3
C．Cu2＋、Na＋、SO2－4、OH－
D．Ba2＋、SO2－3、NO－3、K＋
解析：本题考查离子共存问题。

A.酸性溶液中该组离子之间不反应，可大量共存，且离子均为无色，故A选；B.酸性溶液中H＋、Fe2＋、NO－3发生氧化还原反应不能共存，且Fe2＋为浅绿色，与无色不符，故B不选；C.Cu2＋为蓝色，与无色不符，Cu2＋、OH－结合生成沉淀不能共存，且酸性溶液中不能大量存在OH－，故C不选；D.酸性溶液中SO2－3、NO－3、H＋发生氧化还原反应，然后与Ba2＋反应生成硫酸钡沉淀，不能共存，故D不选。

答案：A
3．(2017年浙江省金华市一中高三上10月月考)下列各组离子能大量共存且溶液颜色为无色的是( )
A．Na＋、MnO－4、K＋、NO－3、SO2－3
B．Na＋、S2－、SO2－3、H＋、NO－3
C．Na＋、S2－、OH－、K＋、Cl－
D．HCO－3、H＋、Na＋、Ca2＋、SO2－3
解析：本题考查离子共存问题。

A.因MnO－4在溶液中为紫色，与无色溶液不符，故A错误；B.因S2－、SO2－3、H＋能发生氧化还原反应，S2－、H＋、NO－3能发生氧化还原反应，则不能共存，故B错误；C.因该组离子之间不反应，则能大量共存，故C正确；D.因HCO－3、H＋能结合成水和气体，H＋、SO2－3能结合成水和气体，Ca2＋、SO2－3结合成沉淀，则不能大量共存，故D错误。

答案：C
4．(2018年河北省衡水中学高三上学期第二次调研考试)某溶液既能溶解Al(OH)3，又能溶解H2SiO3，在该溶液中可以大量共存的离子组是( )
A．Na＋、SO2－4、Cl－、ClO－
B．K＋、Na＋、HCO－3、NO－3
C．H＋、Mg2＋、SO2－4、NO－3
D．Ag＋、K＋、NO－3、Na＋
解析：本题考查离子大量共存等知识。

既能溶解Al(OH)3，又能溶解H2SiO3，说明溶液有大量OH－存在，A.能在碱溶液中共存，故正确；B.HCO－3＋OH－===CO2－3＋H2O，不能大量共存，故错误；C.H＋＋OH－===H2O，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，不能大量共存，故错误；D.Ag＋和OH －生成AgOH沉淀，不能大量共存，故错误。

答案：A
5．下列各组物质相互混合后，不会发生离子反应的是( )
A．NaOH溶液和CuCl2溶液
B．Na2CO3溶液和稀硫酸
C．Na2SO4溶液和MgCl2溶液
D．Ca(OH)2和盐酸
解析：题中所涉及的溶质都是电解质，它们在水溶液中电离成自由移动的阴、阳离子，是否能够发生化学反应，可根据是否生成难溶性物质、难电离的物质、易挥发性的物质来进行判断。

Na2SO4和MgCl2溶液混合后既没有难溶性物质、也没有难电离的物质、易挥发性的物质生成，故不发生离子反应。

答案：C
6．(2018年福建省福州一中高三下1月模拟)a、b、c、d、e分别为MgCl2、KHSO4、KOH、NaHCO3、AlCl3五种溶液中的一种，其中a能与其余四种溶液反应，且与c、e反应时有明显的现象；b与d反应只产生气泡；e只能与a反应。

下列推理不正确的是( ) A．a一定为KOH B．b一定为KHSO4
C．c一定为AlCl3D．e一定为MgCl2
解析：本题考查根据反应现象进行物质的推断。

a能与其余四种溶液反应，则a是KOH，与c、e反应时有明显的现象，则这两者可能是MgCl2、AlCl3中的一种，e只能与a反应，
说明e是MgCl2，c是AlCl3，b、d反应只产生气泡，说明是KHSO4、NaHCO3中的任意一种，故选B。

答案：B
7．在水溶液中能大量共存，且加入过量稀硫酸时，有气体生成的是( )
A．Na＋、Ag＋、CO2－3、Cl－
B．K＋、Ba2＋、SO2－4、Cl－
C．Na＋、K＋、CO2－3、Cl－
D．Na＋、K＋、Cl－、SO2－4
解析： A项，Ag＋与Cl－、CO2－3能发生反应，生成AgCl、Ag2CO3白色沉淀，不能大量共存；B项，Ba2＋与SO2－4能发生反应，生成BaSO4白色沉淀，不能大量共存；C、D项中的离子在水溶液中能大量共存，加入稀硫酸后，C项中的CO2－3与H＋可发生反应，生成CO2气体，D 项中的离子与H＋不能发生反应，故C项符合题意。

答案：C
8．(2018年安徽省淮北市一中高三上期中考试)在某无色溶液中，可能存在Na＋、Ca2＋、Fe3＋、Br－、CO2－3、SO2－4、Cl－离子中的几种。

某学生进行了下列实验：
(1)取少量原溶液，在其中滴加足量氯水，有无色无味气体产生，溶液仍为无色，将溶液分为2份；
(2)一份加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生；
(3)另一份加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生。

该溶液中一定大量存在的离子组是( )
A．Na＋、Fe3＋、SO2－4
B．Na＋、SO2－4、CO2－3
C．Ca2＋、Br－、SO2－4
D．CO2－3、Cl－、SO2－4
解析：本题考查离子共存问题。

A.无色溶液，说明没有Fe3＋，故A错误；B.加入氯水有无色无味气体产生，说明原溶液中有CO2－3，另一份与氯化钡反应生成沉淀，说明原溶液中有硫酸根离子，综上一定有的离子为SO2－4、CO2－3，一定没有Ca2＋、Fe3＋，根据电荷守恒，一定存在Na＋，故一定存在的有Na＋、SO2－4、CO2－3，故B正确；C.滴加足量氯水后溶液仍呈无色，说明无Br－，故C错误；D.一份与硝酸银反应生成沉淀可能是由于滴加的氯水中的氯离子，不能确定原溶液中是否有氯离子，故D错误。

答案：B
9．(2018年辽宁省盘锦市一中高三二模)某无色透明溶液中可能大量存在Ag＋、Mg2＋、Cu2＋中的几种离子。

(1)不需做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是__________。

(2)取少量原溶液加入过量稀盐酸，有白色沉淀生成，再加入过量稀硝酸，白色沉淀不消失，原溶液中肯定有的离子是__________，发生反应的离子方程式为____________________________________。

(3)取(2)的滤液加入过量NaOH，出现白色沉淀，说明原溶液中肯定存在的离子有__________。

(4)原溶液中不可能大量存在的阴离子是__________(填序号)。

A．Cl－B．NO－3
C．CO2－3D．OH－
解析：本题考查常见离子的检验方法；离子共存问题。

(1)Cu2＋为有色离子，无色透明溶液中不存在有色的离子，所以原溶液中一定不存在Cu2＋。

(2)取少量原溶液，加过量稀盐酸，有白色沉淀生成，再加入过量稀硝酸，白色沉淀不消失，说明原溶液中肯定有Ag＋，反应的离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓。

(3)取(2)中的滤液，在除去Ag＋离子的溶液中，加入过量氢氧化钠，出现白色沉淀，则原溶液中一定存在Mg2＋，反应的离子方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。

(4)依据上述分析可知，原溶液中一定存在Ag＋、Mg2＋，所以Cl－、CO2－3、OH－在原溶液中不可能大量存在，选项ACD符合题意。

答案：(1)Cu2＋(2)Ag＋Ag＋＋Cl－===AgCl↓
(3)Mg2＋(4)ACD
综合提升
10．(2018年河南省许昌市一中高三模拟)今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K＋、NH＋4、Cl－、Mg2＋、Ba2＋、CO2－3、SO2－4，现取三份100 mL溶液进行如下实验：①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生；②第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04 mol；③第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27 g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33 g。

根据上述实验，以下推测正确的是( )
A．K＋一定存在
B．100 mL溶液中含0.01 mol CO2－3
C．Cl－一定存在
D．Ba2＋一定不存在，Mg2＋可能存在
解析：本题考查离子的检验、离子共存的相关知识。

根据题意，Ba2＋和SO2－4可发生离子反应生成BaSO4沉淀，因此两者不能大量共存；Ba2＋和CO2－3可发生离子反应生成BaCO3沉淀，因此两者也不能大量共存。

第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生，可能发生Cl－＋Ag＋===AgCl↓、CO2－3＋2Ag＋===Ag2CO3↓、SO2－4＋2Ag＋===Ag2SO4↓，
所以可能含有Cl －、CO 2－3、SO 2－
4；第二份加足量NaOH 溶液加热后，收集到气体0.04 mol ，能和NaOH 溶液加热产生气体的只能是NH ＋
4，而没有沉淀产生说明一定不存在Mg 2＋
(Mg 2＋
可以和OH －
反应生产氢氧化镁沉淀)，故可确定一定含有NH ＋
4，一定不存在Mg 2＋
，根据反应NH ＋
4＋
OH －
=====△
NH 3↑＋H 2O ，产生NH 3为0.04 mol ，可得NH ＋
4也为0.04 mol ；第三份加足量BaCl 2溶液后，得干燥沉淀6.27 g ，经足量盐酸洗涤，干燥后，沉淀质量为2.33 g 。

部分沉淀溶于盐酸为BaCO 3，部分沉淀不溶于盐酸为BaSO 4，发生反应CO 2－
3＋Ba 2＋
===BaCO 3↓、SO 2－
4＋Ba
2
＋
===BaSO 4↓，因为BaCO 3＋2HCl===BaCl 2＋CO 2↑＋H 2O 而使BaCO 3溶解，因此溶液中一定存在
CO 2－3、SO 2－4，一定不存在Ba 2＋
，由条件可知BaSO 4为2.33 g ，物质的量为 2.33 g 233 g/mol ＝0.01 mol ，
BaCO 3为6.27 g －2.33 g ＝3.94 g ，物质的量为 3.94 g 197 g/mol ＝0.02 mol ，则CO 2－
3物质的量为
0.02 mol ，CO 2－
3物质的量浓度为
0.02 mol
0.1 L
＝0.2 mol/L ，由上述分析可得，溶液中一定存在
CO 2－
3、SO 2－
4、NH ＋4，一定不存在Mg 2＋
、Ba 2＋。

而CO 2－
3、SO 2－
4、NH ＋
4物质的量分别为0.02 mol 、0.01 mol 、0.04 mol ，CO 2－
3、SO 2－
4所带负电荷分别为0.02 mol×2、0.01 mol×2，共0.06 mol ，NH ＋
4所带正电荷为0.04 mol ，根据溶液中电荷守恒，可知K ＋
一定存在，故A 正确；由上述分析可得，CO 2－
3物质的量为0.02 mol ，故B 错误；根据溶液中电荷守恒，可知K ＋
一定存在，且K ＋
物质的量≥0.02 mol，当K ＋
物质的量＞0.02 mol 时，溶液中还必须存在Cl －
，当K
＋
物质的量＝0.02 mol 时，溶液中不存在Cl －
，故C 错误；由上述分析知，溶液中一定存在Ba 2＋
、Mg 2＋
，故D 错误。

答案：A
11．(2018年云南省玉溪第一中学高三(上)第三次月考)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
①常温pH ＝－lg K w 的溶液：Na ＋
、Ba 2＋
、NO －
3、I －
②通入大量SO 2的水溶液中：Na ＋
、NH ＋
4、ClO －
、SO 2－
3 ③无色溶液中：K ＋
、Al 3＋
、Cl －
、HCO －
3 ④NaHSO 4溶液中：Fe 2＋
、NO －
3、Ba 2＋
、Cl －
⑤常温下，溶液中c (H ＋
)＝10
－12
mol/L 的水溶液：AlO －2、NO －3、Na ＋、CO 2－
3
⑥甲基橙呈红色的溶液：NH ＋
4、Cu 2＋
、Cl －
、SO 2－
4 A ．①⑤⑥ B ．②③④ C ．①②⑤⑥
D ．③④⑤⑥
解析： 本题考查离子共存。

①常温pH ＝－lg K w 的溶液，pH ＝14，显碱性，在碱性溶液中：Na ＋
、Ba 2＋
、NO －
3、I －
离子间不发生反应，能够大量共存，正确；②SO 2的水溶液显酸性，在酸性溶液中ClO －
与SO 2－
3发生氧化还原反应，不能大量共存，错误；③Al 3＋
与HCO －
3发生双
水解反应，不能大量共存，错误；④NaHSO4溶液显酸性，在酸性溶液中Fe2＋、NO－3发生氧化还原反应，不能大量共存，错误；⑤常温下，溶液中c(H＋)＝10－12 mol/L的水溶液呈碱性，在碱性溶液中AlO－2、NO－3、Na＋、CO2－3离子间不发生反应，能够大量共存，正确；⑥甲基橙呈红色的溶液显酸性，在酸性溶液中NH＋4、Cu2＋、Cl－、SO2－4离子间不发生反应，能够大量共存，正确。

答案：A
12．(2017年福建省宁德市一中高三上11月月考)某地甲、乙两工厂排放的污水中各含有下列8种离子中的4种(两厂废水所含离子不同)：Ag＋、Ba2＋、Fe2＋、Na＋、Cl－、SO2－4、NO－3、OH－，若两厂单独排放污水都会造成较严重的水污染，如将两厂的污水按一定比例混合，沉淀后污水便能变得无色澄清的只含硝酸钠的溶液而排放，污染程度大大降低。

根据所给信息有以下几种说法，你认为正确的是( )
A．Na＋和NO－3来自同一工厂
B．Cl－和Fe2＋一定来自同一工厂
C．SO2－4和Cl－来自同一工厂
D．Ag＋和Na＋可能来自同一工厂
解析：本题考查常见离子的检验方法。

由分析可知，甲厂含有的离子有Ag＋、Ba2＋、Fe2＋、NO－3，乙厂含有的离子有Na＋、Cl－、SO2－4、OH－。

A.Na＋和NO－3来自不同工厂，故A错误；B.Cl－和Fe2＋来自不同工厂，故B错误；C.由分析可知，SO2－4和Cl－来自同一工厂，故C 正确；D.Ag＋和Na＋来自不同工厂，故D错误。

答案：C
13．(2018年河南省洛阳市高三一模)下列各组离子不可能大量共存的是( )
A．与铝反应放出氢气的溶液中：Na＋、Cl－、S2－、SO2－3
B．c(HCO－3)＝0.1 mol·L－1的溶液中：Na＋、K＋、CO2－3、Br－
C．在由水电离出的c(OH－)＝10－18mol·L－1的溶液中Na＋、Mg2＋、NO－3、I－
D．能使pH试纸变深蓝色的溶液中：Na＋、S2－、CO2－3、NO－3
解析：本题考查离子共存问题。

A.与铝反应放出氢气的溶液可能呈酸性或碱性，碱性条件下离子之间不发生任何反应，可大量共存，故A不选；B.c(HCO－3)＝0.1 mol·L－1的溶液中离子之间不发生任何反应，可大量共存，故B不选；C.由水电离出的c(OH－)＝10－18 mol·L－1的溶液可能呈酸性或碱性，酸性条件下NO－3、I－不能大量共存，碱性条件下Mg2＋不能大量共存，故C选；D.能使pH试纸变深蓝色的溶液呈碱性，碱性条件下离子之间不发生任何反应，可大量共存，故D不选。

答案：C
14．X、Y、 Z三种可溶性盐，其阳离子分别是Ba2＋、Cu2＋、Ag＋中的某一种，阴离子分别是Cl－、SO2－4、NO－3中的某一种。

现做以下实验：
①将三种盐各取少量，分别溶于盛有5 mL蒸馏水的三支试管中，只有X盐溶液呈蓝色。

②分别向三支试管中加入2 mL稀盐酸，发现Y盐溶液中产生白色沉淀，Z盐溶液无明显现象。

(1)根据上述事实，推断这三种盐的化学式：X__________，Y__________，Z__________。

(2)若上述三种阳离子Ba2＋、Cu2＋、Ag＋对应的盐都为硝酸盐，将其混合配成溶液，选择合适试剂，将这三种离子逐一沉淀分离。

其流程图如下：
部分物质溶解性表
①沉淀1
②写出混合溶液与试剂A反应的离子方程式：
______________________________________________________。

③若C为Na2S，且它与B的阳离子相同，则试剂B的名称是__________。

解析：(1)由X盐溶液呈蓝色，知其为铜盐；向三支试管中加入稀盐酸，发现Y盐溶液中产生白色沉淀，说明Y盐为银盐，而从阴离子看，Y只能为AgNO3；进一步分析，X为CuSO4，Z为BaCl2。

(2)由部分物质溶解性表及流程图分析知沉淀1为AgCl；若C为Na2S，则沉淀2只能是硫酸钡，则试剂B为Na2SO4。

答案：(1)CuSO4AgNO3BaCl2
(2)①AgCl②Ag＋＋Cl－===AgCl↓③硫酸钠
创新设计
15．(2018年湖南省张家界检测)A、B、C、D、E均为可溶于水的固体，组成它们的离子有：
①A溶液与C溶液反应既生成白色沉淀又有气体生成，沉淀可溶于B溶液；
②A溶液与适量D溶液反应生成白色沉淀，加入过量D溶液，沉淀量减少，但不消失；
③B溶液中加少量D溶液有白色沉淀生成，此沉淀不溶于盐酸；
④C溶液与D溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于盐酸；
⑤D溶液与E溶液反应生成红褐色沉淀，沉淀可溶于B溶液。

据此回答下列问题：
(1)B__________；C__________；E__________。

(2)写出A溶液与过量D溶液反应的离子反应方程式：
_____________________________________________________。

解析：本题考查无机物的推断；常见离子的检验方法。

由离子共存可知，阴离子CO2－3只能和Na＋结合为Na2CO3；OH－能和Ba2＋结合为溶于水的Ba(OH)2，则SO2－4和Al3＋结合成的物质为Al2(SO4)3；由⑤D溶液与E溶液反应生成红褐色沉淀，沉淀可溶于B溶液，红褐色沉淀为氢氧化铁，则D、E含Fe3＋、OH－、Ba2＋、Cl－，B应为强酸的酸式盐；①A溶液与C溶液反应既生成白色沉淀又有气体生成，沉淀可溶于B溶液，白色沉淀可能为氢氧化铝，气体为二氧化碳，则C为Na2CO3，A为Al2(SO4)3；②A溶液与适量D溶液反应生成白色沉淀，加入过量D溶液，沉淀量减少，但不消失，可知沉淀为氢氧化铝和硫酸钡，D为Ba(OH)2；③B溶液中加少量D溶液有白色沉淀生成，此沉淀不溶于盐酸，白色沉淀为硫酸钡，则B为Mg(HSO4)2；④C溶液与D溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于盐酸，沉淀为碳酸钡；综上所述，E为FeCl3。

(1)B为Mg (HSO4)2，C为Na2CO3，E为FeCl3；(2)A溶液与过量D溶液反应的离子反应方程式为2Al3＋＋3SO2－4＋3Ba2＋＋8OH－===2AlO－2＋3BaSO4↓＋4H2O。

答案：(1)Mg(HSO4)2Na2CO3FeCl3
(2)2Al3＋＋3SO2－4＋3Ba2＋＋8OH－===2AlO－2＋3BaSO4↓＋4H2O。