1、课时规范练 7 离子共存 离子的检验与推断一、选择题:本题共 12 小题,每小题只有一个选项符合题目要求。1.(2021 福建三明质量检测)下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A.pH=2 的溶液:Ca2+、Mg2+、Cl-、NB.pH 试纸显蓝色的溶液:Na+、H+、C、SC.含有 KSCN 的溶液:Fe3+、Na+、S、Cl-D.水电离的 H+浓度为 1.010-12 molL-1的溶液:Al3+、K+、S、ClO-2.(2021 湖南雅礼中学检测)某溶液中含有 K+、Fe3+、S、C、I-中的几种。取样,滴加 KSCN 溶液后显红色,为确定该溶液的组成,还需检验的离子是()A.K+
2、B.I-C.SD.C3.(2021 湖南株洲第一次质检)常温下,无色溶液中能大量共存的离子是()A.Ba2+、Mn、K+、Cl-B.OH-、Na+、Al3+、SC.H+、N、C、K+D.S、Mg2+、Br-、N4.(2021 辽宁沈阳一模)下列实验操作、现象和结论都正确的是()选项 实验操作 实验现象 结论 A 某溶液中加入稀硫酸 生成淡黄色沉淀和刺激性气味的气体 原溶液中一定含有 S2 B 某溶液中加入稀盐酸 产生无色无味气体使澄清石灰水变浑浊 原溶液中一定含有 C C 常温下,铝放置于浓硝酸中 无明显变化 铝在浓硝酸中发生钝化 D 用铂丝蘸取某物质在酒精灯上灼烧 透过蓝色钴玻璃火焰呈浅紫色
3、 该物质是含有钾元素的盐 5.(2021 山东实验中学第一次诊断)常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是()A.=10-12的溶液中:N、Cu2+、N、SB.滴加 KSCN 溶液显红色的溶液中:N、K+、Cl-、I-C.0.1 molL-1的 NaHCO3溶液中:Fe3+、K+、Cl-、SD.水电离产生的 OH-浓度为 10-12 molL-1的溶液中:Na+、Al3+、Cl-、N6.(2021 天津第一中学期末)在下列条件下,能大量共存的粒子组是()化学式 电离常数(25)/(molL-1)HClO Ka=4.010-8 H2CO3 Ka1=4.510-7 Ka2=4.710-1
4、1 A.c 平(H+)=110-14molL-1的溶液:K+、Na+、Al(OH)4-、S2B.上表提供的数据下:HClO、HC、ClO-、CC.能与 Al 反应生成 H2的溶液:N、Ca2+、N、I-D.中性溶液中:C、Na+、S、Al(OH)4-7.(2021 福建师大附中期末)下列各组离子能大量共存于同一溶液,且加入适量 NaOH 溶液能产生白色沉淀的是()A.Cu2+、Ba2+、N、Cl-B.Mg2+、Na+、C、SC.Ba2+、Mg2+、N、Cl-D.Fe3+、Ba2+、N、S8.(2021 湖南五市十校联考)实验室提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾的过程如图所示,下列分析错误的是()A.
5、操作是溶解,操作是蒸发浓缩B.若从分离出固体的滤液中获得 NaCl 晶体,可再降温结晶C.操作是降温结晶过滤洗涤干燥,使硝酸钾晶体从溶液中分离岀来D.除去 KNO3中 NaCl 的原理是二者溶解度受温度变化影响不同9.(2021 山东烟台期末)某溶液中含有大量的 K+、Cl-及 X 与 Y 两种离子,现向该溶液逐滴加入 W 试剂或进行某种操作,根据实验现象得到的关于 X、Y 离子的推断合理的是()选项 W 试剂 实验现象 关于 X、Y离子的推测 A 淀粉 KI 溶液 溶液变蓝 Fe3+、S B 用 pH 试纸检测 pH=7(常温)CH3COO-、Na+C 硝酸酸化的AgNO3溶液 白色沉淀 C
6、、N D 过量 NaOH 溶液 无明显现象 Al3+、Mg2+10.(2021 东北三省四市模拟)下列去除杂质所选的试剂和反应方程式均正确的是()选项 物质(杂质)除杂试剂 反应方程式 A Cu(OH)2Al(OH)3 足量 NaOH 溶液 Al(OH)3+OH-Al(OH)4-B MgCl2(FeCl3)过量 MgO 2Fe3+MgO+3H2O2Fe(OH)3+Mg2+C CO2(SO2)足量 NaOH 溶液 SO2+2OH-S+H2O D CH3CH3(CH2CH2)足量溴水 CH2CH2+4Br2CBr2CBr2+4HBr 11.(2021 山东日照一中调研)在给定条件下,下列离子组的离
7、子共存判断及反应的离子方程式均正确的是()选项 条件 离子组 离子共存判断及反应的离子方程式 A=1 的溶液 Fe2+、N、Al3+、Cl-不能大量共存,3Fe2+4H+N3Fe3+NO+2H2O B 由水电离出的 H+浓度为 110-13molL-1 K+、N、Cl-、Al(OH)4-能大量共存 C 含有大量 Al3+的溶液 Na+、N、S、Cl-能大量共存 D 通入少量 SO2气体 K+、Na+、ClO-、不能大量共存,2ClO-+SO2+H2O2HClO+S S 12.某溶液甲呈强酸性,可能含有 Na+、K+、Fe2+、Al3+、N、S、S、Cl-、N中的若干种,为确定溶液甲的成分,进行
8、如下实验。下列说法正确的是()A.溶液甲中肯定存在 Fe2+、Al3+、N、S、Na+B.不能确定溶液甲中是否含有 Na+、K+、Al3+和 Cl-C.溶液甲中一定不存在 S、N、Cl-D.沉淀 2 是 Fe(OH)3,沉淀 3 是 Al(OH)3,均能完全溶于过量的溶液丙中二、非选择题:本题共 3 小题。13.(2021 山东德州期末)元素化合物在日常生活、化工生产和环境科学中有着重要的用途。(1)当皮肤划破时可用 FeCl3溶液应急止血,用氯化铁固体配制成 450 mL 0.1 molL-1的溶液,配制过程中所需要的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、。(2)生铁中含有一种铁碳化合物 X(Fe3
9、C)。X 在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体 Y,将 Y 溶于过量盐酸后,溶液中大量存在的阳离子有 (填离子符号)。(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌消毒、又能絮凝净水的水处理剂。其工业制备反应为Fe(OH)3+ClO-+OH-Fe+Cl-+H2O(未配平),每生成 1 mol K2FeO4,转移的电子数为 NA。(4)自然界中 Cr 主要以+3 价和+6 价形式存在。Cr2中的 Cr 能引起细胞的突变,在酸性条件下可用亚硫酸钠将 Cr2还原。其离子方程式为 。(5)某透明溶液仅含 Na+、Fe2+、Ba2+、Al3+、N、Cl-、S中的 4 种离子,且均为 1 mol。向该溶
10、液中加入过量的稀硫酸,有气泡产生,且溶液中阴离子种类不变(不考虑水的电离和离子的水解)。则溶液中存在的离子是 。14.(2021 山东泰安质量检测)某溶液 A 中可能含有 N、C、S、S、N、Fe2+、Al3+、Fe3+中的几种离子,且溶液中各离子的物质的量浓度均为 0.1 molL-1。现取 100 mL 该溶液 A 进行如下实验:实验 1:向该溶液中逐滴滴入过量的(NH4)2CO3溶液,产生白色沉淀 B,并有无色气泡产生。实验 2:静置后,再向溶液中加入过量 Ba(OH)2溶液,加热,仍然存在白色沉淀 C,并有无色气泡产生。实验 3:静置后,继续向溶液中加入 Cu 片和过量的盐酸,仍然存在
11、白色沉淀 D,溶液变蓝色,并有气泡 E产生。(1)白色沉淀 C 的成分为 (填化学式);气体 E 的成分为 、(写名称)。(2)实验 1 中发生反应的离子方程式为 。(3)实验 3 中发生所有反应的离子方程式为 ,。(4)溶液 A 中 (填“一定”“可能”或“一定不”)存在 N,理由是 。15.某强酸性溶液 X 可能含有 Al3+、Ba2+、N、Fe2+、Fe3+、C、S、Si、N中的一种或几种,取该溶液进行实验,其现象及转化如图所示。反应过程中有一种气体为红棕色。请回答下列问题:(1)由强酸性条件即可判断溶液 X 中一定不存在的离子有 。(2)溶液 X 中,关于 N的判断一定正确的是 (填字
12、母)。a.一定有 b.一定没有 c.可能有(3)产生气体 A 的离子方程式为 。(4)转化发生反应产生的现象为 。(5)转化中生成 H 的离子方程式为。(6)若转化中,D、H2O、O2三种物质恰好发生化合反应生成 E,则反应中 D 与 O2的物质的量之比为 。(7)对于不能确定是否存在的离子,可以另取溶液 X,加入下列溶液中的一种,根据现象即可判断,该试剂最好是 (填序号)。NaOH 溶液 KSCN 溶液 石蕊溶液 KMnO4溶液 氯水和 KSCN 的混合溶液 参考答案 课时规范练 7 离子共存 离子的检验与推断1.A 解析 pH 为 2 的溶液中氢离子浓度较大,四种离子相互之间不反应,也不与
13、氢离子反应,可以大量共存,故 A 符合题意;pH 试纸显蓝色的溶液显碱性,碱性溶液中氢离子不能大量存在,故 B 不符合题意;Fe3+和 SCN-会生成络合物而不能大量共存,故 C 不符合题意;水电离的 H+浓度为 1.010-12molL-1的溶液中水的电离受到抑制,溶液可能是酸性溶液也可能是碱性溶液,酸性溶液中 ClO-不能大量存在,碱性溶液中 Al3+不能大量存在,故 D不符合题意。2.A 解析取样,滴加 KSCN 溶液后显红色,则该溶液中含有 Fe3+;由于 Fe3+与 I-发生氧化还原反应,Fe3+与 C发生相互促进的水解反应,则该溶液中不含 C、I-。溶液呈电中性,必定含有阴离子,则
14、一定含有 S,不能判断是否含有 K+,要利用焰色试验进一步检验。3.D 解析由于是无色溶液,Mn有颜色,A 不符合题意;OH-和 Al3+可以生成氢氧化铝沉淀,不能大量共存,B 不符合题意;H+和 C可能会生成二氧化碳,不能大量共存,C 不符合题意;D 项中各离子均无色,这些离子之间不反应,可以大量共存,D 符合题意。4.C 解析某溶液加入稀硫酸,生成淡黄色沉淀和刺激性气味的气体,可能生成 S 和 SO2,则原溶液可能含有 S2,也可能同时含有 S2-和 S,A 错误;无色无味且使澄清石灰水变浑浊的气体是 CO2,则原溶液中含有 C、HC中的一种或两种,B 错误;常温下,铝在浓硝酸中发生钝化,
15、表面生成致密的氧化膜,阻止反应进一步进行,无明显现象,C 正确;焰色试验时,透过蓝色钴玻璃观察火焰呈浅紫色,该物质可能是钾盐或 KOH,D 错误。5.A 解析常温下,在=10-12的溶液中,c 平(H+)=0.1molL-1,溶液显酸性,离子之间均不能发生反应,A 正确;滴加 KSCN 溶液显红色,说明溶液中存在 Fe3+,Fe3+能够氧化 I-,B错误;Fe3+与 HC发生相互促进的水解反应而不能大量共存,C 错误;由水电离的 OH-浓度为 10-12molL-1的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性,在碱性溶液中 Al3+不能大量存在,D 错误。6.A 解析由 c 平(H+)=110-14mol
16、L-1可知溶液呈碱性,A 项中各粒子可大量共存;由表中数据可知,酸性强弱顺序是 H2CO3HClOHC,因此 HClO+CClO-+HC,B 项中各粒子不能大量共存;能与 Al 反应生成 H2的溶液可能是强酸性溶液也可能是强碱性溶液,当溶液呈强酸性时 N具有氧化性,不能产生 H2,且 H+、N和 I-会发生氧化还原反应,而当溶液呈强碱性时,N不能大量存在,故 C 项中各粒子不能大量共存;C、Al(OH)4-只能大量存在于碱性溶液中,D 项中各粒子不能大量共存。7.C 解析加入 NaOH 溶液,Cu2+与 OH-反应生成蓝色沉淀 Cu(OH)2,A 不符合题意;Mg2+与 C生成 MgCO3沉淀
17、而不能大量共存,B 不符合题意;C 项中四种离子可以大量共存,加入 NaOH 溶液,Mg2+与 OH-反应生成白色沉淀 Mg(OH)2,C 项符合题意;加入 NaOH 溶液,Fe3+与 OH-反应生成红褐色沉淀 Fe(OH)3,D 不符合题意。8.B 解析试样先用适量水溶解,再进行蒸发浓缩,得到较高温度下的饱和溶液,故 A 正确;由于 NaCl 的溶解度随温度降低变化不大,故从其溶液中获得晶体一般采用蒸发结晶的方法,故 B 错误;操作是降温结晶析出 KNO3,经过滤、洗涤、干燥可得 KNO3晶体,故C 正确;KNO3的溶解度随温度的升高而增大,且较明显,NaCl 的溶解度随温度的升高基本无明显
18、变化,利用此性质用降温结晶的方法获得 KNO3晶体,故 D 正确。9.A 解析 Fe3+能够氧化 I-,使淀粉 KI 溶液变蓝,且 Fe3+与 K+、Cl-、S能够大量共存,A合理;K+、Cl-、Na+能够大量共存且不水解,CH3COO-水解,导致溶液显碱性,溶液 pH 不可能等于 7,B 不合理;若含有 C,加入 HNO3酸化的 AgNO3溶液,会产生无色无味的气体,C 不合理;加入过量 NaOH 溶液无明显现象,说明原溶液中没有 Al3+、Mg2+,D 不合理。10.A 解析 Al(OH)3是两性氢氧化物,能和氢氧化钠反应生成溶于水的四羟基合铝酸钠,而 Cu(OH)2不能,除杂试剂和离子方
19、程式均正确,故 A 正确;FeCl3溶液因水解显酸性,pH=3 时,铁离子就可以沉淀完全,加入过量氧化镁是能除去 FeCl3的,除杂试剂选取正确,但离子方程式书写不对,电荷不守恒,故 B 错误;CO2和 SO2都能和 NaOH 溶液反应,除杂试剂选取不正确,故 C 错误;溴水能和乙烯发生加成反应,CH3CH3不可以,除杂试剂选取正确,但反应的化学方程式书写不正确,正确的是 CH2 CH2+Br2CH2BrCH2Br,故D 错误。11.C 解析=1 的溶液呈中性,Fe2+和 Al3+都能水解使溶液呈酸性,所以它们不能共存于中性溶液,题给离子方程式是在酸性条件下才能发生的反应,A 不正确。由水电离
20、出的 H+浓度为 110-13molL-1的溶液中,水的电离受到酸或碱的抑制,N遇碱会发生反应生成一水合氨,所以它不能与碱大量共存;Al(OH)4-遇到少量酸会生成氢氧化铝沉淀,遇到过量酸则转化为铝离子,所以它不能与酸大量共存,B 不正确。含有大量 Al3+的溶液一定是酸性的,Na+、N、S、Cl-四种离子都能在酸性溶液中大量共存,C 正确。二氧化硫有还原性,而次氯酸根有强氧化性,所以向此溶液中通入二氧化硫后,二氧化硫将被氧化为 S,而次氯酸根被还原为氯离子,D 不正确。12.B 解析溶液甲呈强酸性,S因与 H+反应生成 SO2而不能存在;溶液甲加入过量Ba(NO3)2溶液,产生气体 1 和沉
21、淀 1,则沉淀 1 是 BaSO4,气体 1 是 NO,溶液甲中含有S、Fe2+,一定不含 N,其原因是 Fe2+、N、H+发生反应:3Fe2+N+4H+3Fe3+NO+2H2O。溶液乙中加入过量 NaOH 溶液、加热,产生气体 2 和沉淀 2,则气体 2 是 NH3,沉淀 2 是 Fe(OH)3,溶液甲中含有 N;溶液丁中含有Ba2+、N、Na+、OH-等,通入 CO2得到沉淀 3,则沉淀 3 中含有 BaCO3,不能确定是否含有 Al(OH)3,故不能判断溶液甲中是否含有 Al3+。溶液乙中加入过量 NaOH 溶液,则溶液戊进行焰色试验,火焰呈黄色,且未透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,故不能确
22、定溶液甲中是否含有 Na+、K+。综上所述,溶液甲中肯定含有 Fe2+、N、S,一定不含 S、N,不能判断是否含有 Na+、K+、Al3+、Cl-,则 A、C 错误,B 正确。沉淀 2 是 Fe(OH)3,沉淀 3 含有 BaCO3,不能判断是否含 Al(OH)3,溶液丙是硝酸溶液,D 错误。13.答案(1)500 mL 容量瓶、胶头滴管(2)Fe2+、Fe3+、H+(3)3(4)Cr2+3S+8H+2Cr3+3S+4H2O(5)Na+、Fe2+、N、S解析(2)Fe3C 在足量空气中高温煅烧,生成有磁性的固体 Y,则 Y 是 Fe3O4,溶于过量盐酸,发生反应:Fe3O4+8HCl2FeCl
23、3+FeCl2+4H2O,则溶液中大量存在的阳离子是 Fe2+、Fe3+及剩余的 H+。(3)制备高铁酸钾的反应中,铁元素由+3 价升高到+6 价,则生成 1molK2FeO4转移电子为 3mol,即转移电子数为 3NA。(4)在酸性条件下,Na2SO3可将 Cr2还原为 Cr3+,S则被氧化为 S,结合得失电子、电荷及原子守恒写出离子方程式:Cr2+3S+8H+2Cr3+3S+4H2O。(5)向溶液中加入过量稀硫酸,有气泡产生,则发生反应:3Fe2+N+4H+3Fe3+NO+2H2O,则溶液中含有 Fe2+、N;又知“溶液中阴离子种类不变”,则原溶液含有 S,则不含 Ba2+;原溶液中四种离
24、子均为 1mol,结合电荷守恒推知,还含有 Na+,综上所述,原溶液中存在的 4 种离子是 Fe2+、N、S、Na+。14.答案(1)BaSO4、BaCO3 一氧化氮 二氧化碳(2)2Al3+3C+3H2O2Al(OH)3+3CO2(3)BaCO3+2H+Ba2+CO2+H2O 3Cu+2N+8H+3Cu2+2NO+4H2O(4)一定不 由实验过程可确定溶液 A 中一定不存在 C、S、Fe2+、Fe3+,一定存在 Al3+、N、S,因 Al3+、N、S三种离子已经满足电荷守恒,所以一定不存在 N解析实验 1:向该溶液中逐滴滴入过量的(NH4)2CO3溶液,生成的无色气体为 CO2,生成的白色沉
25、淀 B 是 C和溶液中的弱碱阳离子相互促进水解生成的,由于生成的沉淀为白色,故此弱碱阳离子为 Al3+,溶液中一定存在 Al3+,则不存在 C、S,还能说明溶液中不含有生成带颜色沉淀的离子 Fe2+、Fe3+;实验 2:静置后,再向溶液中加入过量 Ba(OH)2溶液,加热,生成的无色气体为 NH3,由于实验 1 加入的过量的(NH4)2CO3溶液能引入 N,故不能确定原溶液中是否含有 N;实验 1 加入的过量(NH4)2CO3溶液引入 C,故生成的白色沉淀 C 一定含 BaCO3,可能含有 BaSO4;实验 3:静置后,继续向溶液中加入 Cu 片和过量的盐酸,溶液变蓝色,说明生成了 Cu2+,
26、则溶液中存在 N,此时,BaCO3溶解生成气体CO2,白色沉淀 D 为 BaSO4,气体 E 为 NO 和 CO2。综上分析可知,溶液中一定不存在C、S、Fe2+、Fe3+,一定存在 Al3+、N和 S,且溶液中各离子的物质的量均为0.1molL-1,由溶液呈电中性可知,一定不存在 N。(1)由分析可知,白色沉淀 C 的成分为BaSO4、BaCO3;气体 E 为一氧化氮、二氧化碳;(2)C和 Al3+相互促进水解,生成Al(OH)3沉淀和 CO2气体,反应的离子方程式为2Al3+3C+3H2O2Al(OH)3+3CO2;(3)实验 3 中白色沉淀 C 的成分之一 BaCO3与盐酸发生复分解反应
27、:BaCO3+2H+Ba2+CO2+H2O;在酸性条件下 Cu 与溶液中的N、H+会发生氧化还原反应:3Cu+2N+8H+3Cu2+2NO+4H2O;(4)由分析可知溶液 A 中一定不存在 N。15.答案(1)C、Si(2)b(3)3Fe2+N+4H+3Fe3+NO+2H2O(4)红褐色沉淀溶解,溶液呈黄色(5)Al3+4OH-Al(OH)4-(6)41(7)解析强酸性溶液中不存在弱酸根离子 C、Si,溶液 X 和硝酸钡溶液反应生成沉淀C,则溶液 X 中一定存在 S,不存在和硫酸根离子反应的 Ba2+,C 是 BaSO4;酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性,加入硝酸钡产生气体,则溶液 X 中存在
28、具有还原性的 Fe2+,不存在与 Fe2+在酸性条件下反应的 N,溶液 B 中含 Fe3+;A 是 NO,则 D 是 NO2,E 是 HNO3;溶液 B 中加入氢氧化钠溶液时,产生气体 F,则溶液中含有 N,F 是 NH3,硝酸和氨气反应生成硝酸铵,则 I 是 NH4NO3;由上述分析可知沉淀 G 是氢氧化铁,氢氧化铁和盐酸反应生成 FeCl3,则 J 是 FeCl3;溶液 H 中通入过量二氧化碳生成沉淀,则沉淀 K 是氢氧化铝,溶液 X 中存在 Al3+。(1)由强酸性条件即可判断溶液 X 中不存在弱酸根离子,一定不存在的离子有C、Si。(2)根据以上分析可知溶液 X 中一定没有 N。(3)亚铁离子和硝酸反应生成铁离子、一氧化氮和水,产生气体 A 的离子方程式为3Fe2+N+4H+3Fe3+NO+2H2O。(4)转化发生的反应是盐酸溶解氢氧化铁,发生反应产生的现象为红褐色沉淀溶解,溶液呈黄色。(5)转化中产生四羟基合铝酸钠的离子方程式为 Al3+4OH-Al(OH)4-。(6)若转化中,NO2、H2O、O2三种物质恰好发生化合反应生成 HNO3,该反应的化学方程式为 4NO2+2H2O+O24HNO3,则反应中 D 与 O2的物质的量之比为 41。(7)溶液 X 中仅 Fe3+是否存在不能确定,Fe3+和 KSCN 溶液反应生成红色溶液,所以可以用 KSCN 溶液检验。
