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离子共存和推断练习


第6讲

离子共存和推断

[考纲要求] 1.能判断某些离子在溶液中是否能够大量共存。2.了解常见离子的检验。

题组一 离子共存 1.(2010· 福建理综,10)下列关于电解质溶液的正确判断是( ) + - - + A.在 pH=12 的溶液中,K 、Cl 、HCO3 、Na 可以常量共存 + - - + B.在 p

H=0 的溶液中,Na 、NO3 、SO2 3 、K 可以常量共存 - + C.由 0.1 mol· L 1 一元碱 BOH 溶液的 pH=10,可推知 BOH 溶液存在 BOH===B + - OH D. L-1 一元酸 HA 溶液的 pH=3, 由 0.1 mol· 可推知 NaA 溶液存在 A-+H2O


HA+OH

2.(2010· 广东理综,7)能在溶液中大量共存的一组离子是( ) + + - 3- A.NH4 、Ag 、PO4 、Cl + + - - B.Fe3 、H 、I 、HCO3 + + - - C.K 、Na 、NO3 、MnO4 + + - 2- D.Al3 、Mg2 、SO2 4 、CO3 3.(2010· 上海,9)下列离子组一定能大量共存的是( ) - - - + A.甲基橙呈黄色的溶液中:I 、Cl 、NO3 、Na + - - - B.石蕊呈蓝色的溶液中:Na 、AlO2 、NO3 、HCO3 + - + - 3+ C.含大量 Al 的溶液中:K 、NO3 、Na 、ClO - - - - + D.含大量 OH 的溶液中:CO2 3 、Cl 、F 、K 4.(2010· 江苏,6)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( ) + - - + A.pH=1 的溶液中:Fe2 、NO3 、SO2 4 、Na + - - + + - - B.由水电离的 c(H )=1×10 14mol· L 1 的溶液中:Ca2 、K 、Cl 、HCO3 + - + - - 12 3+ C.c(H )/c(OH )=10 的溶液中:NH4 、Al 、NO3 、Cl + - + - - - D.c(Fe3 )=0.1 mol· L 1 的溶液中:K 、ClO 、SO2 4 、SCN 题组二 离子的检验、鉴别 5.判断正误 - (1)检验某溶液是否含有 SO2 ) 4 时,应取少量该溶液,依次加入 BaCl2 溶液和稀盐酸( (2010· 山东理综-14D) (2)某无色溶液中加 Ba(NO3)2 溶液产生沉淀,再加入稀盐酸,沉淀不溶解,则原溶液中一 - 定有 SO2 ) 4 ( (2009· 天津理综-3C) (3)某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体水溶液一定显碱性( ) (2009· 天津理综-3B) 6.(2010· 重庆理综,9)能鉴别 MgI2、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2 四种溶液的试剂是( ) A.HNO3 B.KOH C.BaCl2 D.NaClO 7.(2009· 四川理综,7)下列有关物质检验的实验结论正确的是( ) 选项 A 实验操作及现象 向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀 实验结论 - 该溶液中一定含有 SO2 4

B C D

生成 向某溶液中加入 2 滴 KSCN 溶液,溶液不显红色。再 向溶液中加入几滴新制的氯水,溶液变为红色 将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色 将少量某物质的溶液滴加到新制的银氨溶液中,水浴 加热后有银镜生成


该溶液中一定含有 Fe2 该气体一定为 SO2 该物质一定属于醛类



8.(2009· 山东理综-30 改编)检验溶液中 Fe3 的最佳试剂为____(填代号)。 a.KMnO4 b.(NH4) 2S c.H2O2 d.KSCN 9.某学校化学兴趣小组为探索金属回收物的综合利用,专门设计实验用含有铝、铁、铜 的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体(FeSO4· 7H2O)和胆矾晶体(CuSO4· 5H2O),其实验方 案如下:

请回答下列问题: (1)过滤用的玻璃仪器有___________________________________________________。 (2)在滤液 C 转化为沉淀Ⅱ的过程中盐酸的用量不易控制, 可改为通 CO2 气体, 写出滤液 C 中通入过量 CO2 的离子方程式:______________________________________________。 写出由沉淀Ⅱ转化为 AlCl3 溶液的离子方程式: ________________________________________________________________________。 (3)小组成员经过检测,发现制得的绿矾不纯,试分析其主要含有哪些杂质:_______, 要想由沉淀Ⅰ最终制得纯度较高的绿矾,应如何改进_____________ ________________________________________________________________________ _(4)小组成员从资料中获知 H2O2 是一种绿色氧化剂,在滤渣 B 中加入稀硫酸和 H2O2 来 制备胆矾晶体,则该反应的总化学方程式为____________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)有同学提出可将方案中最初溶解合金的盐酸改为烧碱,重新设计方案,也能最终制得 三种物质,你认为第二种方案相对于第一种方案________(填“更合理”或“不合理”),理 由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 题组三 离子的推断 + + + + + 10.有 A、B、C、D、E 五种溶液,其组成的阳离子有 Na 、Fe3 、Ba2 、Al3 、Ag , - - - - 2- 阴离子有 NO3 、OH 、SO2 4 、Cl 、CO3 (在溶液中离子不重复出现)。现做如下实验: -1 ①A 和 E 溶液显碱性,0.1 mol· L 的 A 溶液的 pH 小于 13。 ②在 B 溶液中逐渐加入氨水有白色沉淀生成,继续加氨水至过量,沉淀消失。 ③在 C 溶液中加入铁粉,溶液的质量增加。 ④在 D 溶液中加入过量 Ba(OH)2 溶液,没有沉淀。 (1)根据以上实验事实推断:A 是__________;B 是___________________________; C 是________;D 是________;E 是________。 (2)写出实验②中有关反应的离子方程式______________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 11.(2010· 全国理综Ⅰ,28)有 A、B、C、D、E 和 F 六瓶无色溶液,他们都是中学化学 中常用的无机试剂。 纯 E 为无色油状液体; B、 C、 D 和 F 是盐溶液, 且他们的阴离子均不同。 现进行如下实验: ①A 有刺激性气味,用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近 A 时产生白雾;

②将 A 分别加入到其他五种溶液中,只有 D、F 中有沉淀产生;继续加入过量 A 时,D 中沉淀无变化,F 中沉淀完全溶解; ③将 B 分别加入到 C、D、E、F 中,C、D、F 中产生沉淀,E 中有无色、无味气体逸出; ④将 C 分别加入到 D、E、F 中,均有沉淀生成,再加入稀 HNO3,沉淀均不溶。 根据上述实验信息,请回答下列问题: (1)能确定的溶液是(写出溶液标号与相应溶质的化学式):________________________; (2)不能确定的溶液,写出其标号、溶质可能的化学式及进一步鉴别的方法: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

题组一 离子共存 1.(2009· 全国理综Ⅰ,6)下列各组离子,在溶液中能大量共存、加入 NaOH 溶液后加热 既有气体放出又有沉淀生成的一组是( ) - + - 2+ A.Ba 、NO3 、NH4 、Cl + - + - B.Ca2 、HCO3 、NH4 、AlO2 + - - 2+ C.K 、Ba 、Cl 、HSO3 + + - + D.Mg2 、NH4 、SO2 4 、K 2.(2009· 江苏,7)在下列各溶液中,离子一定能大量共存的是( ) + + - - A.强碱性溶液中:K 、Al3 、Cl 、SO2 4 - + + + - - B.含有 0.1 mol· L 1 Fe3 的溶液中:K 、Mg2 、I 、NO3 -1 + + - 2+ 2- C.含有 0.1 mol· L Ca 溶液中:Na 、K 、CO3 、 Cl + + - - D.室温下,pH=1 的溶液中:Na 、Fe3 、NO3 、SO2 4 3. 在给定的四种溶液中, 加入以下各种离子, 各离子能在原溶液中大量共存的是 (双选) ( ) + + - - A.滴加石蕊试液显红色的溶液:Fe3 、NH4 、Cl 、SCN + - 2+ 2+ B.pH 为 1 的溶液:Cu 、Na 、Mg 、NO3 + - - + C.pH 为 13 的溶液:K 、Cl 、Br 、Ba2 + - - + D.所含溶质为 Na2SO4 的溶液:K 、AlO2 、NO3 、Al3 + + + - - 4.(2011· 孝感模拟)在甲、 乙两烧杯溶液中,分别含有大量的 Cu2 、K 、 H 、 Cl 、 CO2 3 、 - OH 6 种离子中的 3 种,已知甲烧杯的溶液呈蓝色,则乙烧杯的溶液中大量存在的离子是 ( ) + + - - - - A.Cu2 、H 、Cl B.CO2 3 、OH 、Cl + + - + - - C.K 、H 、Cl D.K 、OH 、CO2 3 5.下列各组离子在溶液中可以大量共存,当溶液呈强酸性时,有气体产生;而当溶液呈 强碱性时,又能生成沉淀。该组离子可能是( ) + + - - A.Na 、Cu2 、NO3 、CO2 3 + + - - B.NH4 、K 、SO2 4 、HCO3 + + - - C.Mg2 、NH4 、SO2 4 、Cl + + - - D.Fe2 、Na 、SO2 4 、NO3 6.(2011· 广东汕头月考)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(双选)( ) + - + - A.使甲基橙变红的溶液中:Al3 、NO3 、Na 、SO2 4 + - - - - + 2- B.由水电离的 H 浓度为 10 12 mol· L 1 的溶液中:Cl 、CO2 3 、NH4 、S2O3 + - + - C.加入 Al 能放出 H2 的溶液中:Mg2 、Cl 、K 、NO3 - + + - D.无色溶液中:Cl 、Na 、K 、SO2 4 题组二 离子检验和推断 7. 已知某溶液中只可能大量含有下表所列离子中的几种, 且所含离子的物质的量浓度均 - 为 0.1 mol· L 1。取少量该溶液于试管中,然后向试管中逐滴加入适量稀硫酸,观察到试管中 有气泡产生,溶液颜色发生变化,但无沉淀析出,则该溶液中一定大量存在的所有离子是 ( )

Na 、Ba2 、Fe2 - - NO3 、Cl + + - - + - A.Na 、Ba2 、NO3 、Cl B.Fe2 、NO3 - - - - 2+ 2+ C.Ba 、NO3 、Cl D.Fe 、NO3 、Cl 8.(2011· 日照质检)某同学为检查溶液中是否含有常见的四种无机离子, 进行了下图所示 的实验操作。其中检验过程中产生的气体能使红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结 论是( ) 阳离子 阴离子
+ + +

? 白色 沉淀 ? 溶液 ― ― →? ? 白色 沉淀 ? 溶液 ――→?溶液――→ 红色 ――→ 气体 溶液 ? ?
Ba?NO3?2 HCl AgNO3 KSCN NaOH

A.原溶液中一定含有 SO2 4 + B.原溶液中一定含有 NH4 - C.原溶液中一定含有 Cl + D.原溶液中一定含有 Fe3 题组三 实验探究 + + + + 9.(2011· 连云港模拟)某同学用含有 Ag 、Al3 、Ca2 、Mg2 4 种阳离子的溶液,做如 下实验,试填空并按要求写出反应的离子方程式。(每步加入试剂均足量) (1)向这种溶液中加入稀盐酸生成________沉淀(填沉淀的化学式,下同)。离子方程式: ________________________________________________________________________。 (2)把实验(1)所得的液体过滤,向滤液中加入过量氨水,使溶液呈碱性,又产生________ 沉淀;离子方程式:__________________________________________________________。 (3)把实验(2)所得的液体过滤,向滤液中加入碳酸钠,又会产生__________沉淀。 (4)把实验(2)所得的沉淀分成两份,一份加入稀盐酸,沉淀________(填现象)。向另一份 中加入过量 NaOH 溶液,这时沉淀部分溶解生成________,不溶解的是________,离子方程 式:________________________________________________________________________。 + - - - 2- 10.某无色溶液中含有 K 、Cl 、OH 、SO2 3 、SO4 ,为检验溶液中所含的某些阴离子, - 限用的试剂有:盐酸、硝酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液、溴水和酚酞试液。检验其中 OH 的 实验方法从略,检验其他阴离子的过程如下图所示。


(1)图中试剂①~⑤溶质的化学式分别是: ①________,②________,③________,④__________,⑤__________。 (2)图中现象 a、b、c 表明检验出的离子分别是: a________、b________、c________。 (3)白色沉淀 A 加试剂②反应的离子方程式是_______________________________ ________________________________________________________________________。 (4)无色溶液 A 加试剂③的主要目的是______________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)白色沉淀 A 若加试剂③而不加试剂②,对实验的影响是_____________________ ________________________________________________________________________。

(6)气体 B 通入试剂④发生反应的离子方程式是______________________________ ________________________________________________________________________。

离子共存和推断
答案 【课后练习区】 高考集训 - - - - 1.D [碱性溶液中,因 OH +HCO3 ===H2O+CO2 3 ,HCO3 不能大量存在,A 项错误; - - - 2- 酸性溶液中,NO3 具有强氧化性,能将 SO2 L 1 BOH 溶 3 氧化为 SO4 ,故 B 项错误;0.1 mol· 液的 pH=10,说明 BOH 为弱碱,弱碱不能完全电离,存在电离平衡,C 项错误;0.1 mol· - - L 1 HA 溶液的 pH=3, 说明 HA 为弱酸, 则 NaA 溶液中存在 A 的水解平衡, 故 D 项正确。] + - - 2.C [离子能否大量共存,关键看离子之间能否发生反应。A 项中 Ag 与 Cl 、PO3 4 能 + - 分别生成 AgCl 和 Ag3PO4 沉淀,故不能大量共存;B 项中 Fe3 可与 I 发生氧化还原反应, + - + - + - + H 与 HCO3 可发生反应 H +HCO3 ===H2O+CO2↑,Fe3 可与 HCO3 发生双水解反应 Fe3 + - 3HCO3 ===Fe(OH)3↓+3CO3↑,故不能大量共存;C 项中四种离子均不反应,可大量共存; + - 3+ 2- D 项中发生反应 Mg2 +CO2 3 ===MgCO3↓和 2Al +3CO3 +3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑, 故不能大量共存。] - - 3. D [甲基橙在 pH>4.4 的溶液中呈黄色, 故呈黄色的溶液可能显酸性, 故“I +NO3 + + - - + H ”不共存,故 A 错;石蕊呈蓝色的溶液显碱性,“OH +HCO3 ”不共存,故 B 错;Al3 - 水解显酸性,ClO 水解显碱性,两者水解反应相互促进,故 C 错。] - + + 4.C [酸性条件下,NO3 可将 Fe2 氧化,不能大量共存,A 错误;由水电离的 c(H )= - - - 1×10 14 mol· L 1,此时溶液显强酸性或显强碱性,HCO3 在两种溶液中都不能大量共存,B c?H ? + - - + - - 12 错误; 由 且 KW=c(H )· c(OH )=10 14 可求得 c(H )=10 1 mol· L 1, C 项中离子 - =10 c?OH ?


能大量共存,C 正确;Fe3 与 SCN 发生络合反应,不能大量共存,D 错误。] 5.(1)× - 解析 必须先加稀盐酸,以排除 SO2 3 的干扰。 (2)× - - 解析 若原溶液中含有 SO2 3 ,生成 BaSO3,再加入 HCl,则与溶液的 NO3 结合,相当于 HNO3,则可以氧化 BaSO3 至 BaSO4,沉淀也不溶解,故错。 (3)√ 解析 石蕊变蓝,则肯定为碱性,正确。 - 6.A [本题考查物质的鉴别。HNO3 氧化 I 生成棕色的碘,与 Na2CO3 反应产生无色的 CO2 气体,与 NaAlO2 反应先生成白色沉淀然后溶解,与 AgNO3 无明显现象,现象均不同。] 7.B 8.d - - 9.(1)烧杯、漏斗、玻璃棒 (2)AlO2 +CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3 Al(OH)3+ + + 3H ===Al3 +3H2O (3)氯化钠、硫酸钠、硫酸铁 向溶液 D 中加入足量铁粉,反应后过滤,再将滤液蒸发浓 缩、冷却结晶、过滤即可得纯度较高的绿矾 (4)Cu+H2O2+H2SO4+3H2O===CuSO4· 5H2O(或 Cu+H2O2+H2SO4===CuSO4+2H2O) (5)更合理 前一种方案操作步骤多、时间长、消耗试剂量大 解析 解答该题的关键是熟练掌握铝、氢氧化铝的两性及铁、铜的性质。在问题(3)中,
+ -

由于溶液 D 中除硫酸亚铁之外,还含有硫酸钠、氯化钠,且反应过程中部分+2 价铁转化成 了+3 价铁,故主要杂质为氯化钠、硫酸钠、硫酸铁,改进时应向溶液 D 中加入足量铁粉, 反应后过滤,再将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。 10.(1)Na2CO3 AgNO3 Fe2(SO4)3 AlCl3 Ba(OH)2 + + (2)Ag +NH3· H2O===AgOH↓+NH4 、 + - AgOH+2NH3· H2O===[Ag(NH3)2] +OH +2H2O 解析 由①知,A 为 Na2CO3,E 为 Ba(OH)2。 + + - 由②知, B 溶液中的阳离子为 Ag , 能与 Ag 共存的阴离子只有 NO3 , 推知 B 为 AgNO3。 3+ 3+ 2+ 由③知,C 溶液中的阳离子为 Fe ,因发生反应 2Fe +Fe===3Fe ,而使溶液的质量 增加。 - - 3+ 由④知,D 溶液中不含 SO2 4 ,故 D 中阴离子为 Cl 。D 中阳离子只能是 Al ,进而确定 - D 为 AlCl3。SO2 4 只能存在于 C 中,C 为 Fe2(SO4)3。 11.(1)A NH3 C BaCl2 E H2SO4 F AgNO3 (若 C 作为不能确定的溶液,进一 步鉴别的方法合理,同样给分) (2)B Na2CO3 或 K2CO3 焰色反应实验:用铂丝或铁丝蘸取少量的 B,在酒精灯火焰上 灼烧,若火焰为黄色,则 B 为 Na2CO3;若透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,火焰为紫色,则 B 为 K2CO3。D MgSO4 或 Al2(SO4)3 取少量 D 溶液,向其中滴加过量的氢氧化钠溶液,若产 生的沉淀没有溶解,证明是 MgSO4,若生成的沉淀完全溶解说明是 Al2(SO4)3 解析 (Ⅰ)由题干表述可知 A 和 E 不是盐, 又由纯 E 为无色油状液体, 推知 E 为硫酸(③ 步操作进一步确定);(II)由题干和①步操作可知 A 为氨水; (III)再由②步操作可知 F 中阳离 + + + 子为 Ag , 发生的反应为: Ag +NH3· H2O===AgOH↓+NH4 ; AgOH+2NH3· H2O===[Ag(NH3)2] + - +OH +2H2O;而常见的盐中只有 AgNO3 可溶于水,故 F 为 AgNO3;(IV)由③步操作可知 - B 中阴离子应为 CO2 3 ,由于此无色无味的气体只能是 CO2, B、C、D 中能生成沉淀说明不能 - + + + 是 HCO3 ,而阳离子可是常见的 K 、Na 、NH4 等待定;(V)同样由②步操作 D 中能与氨水 + + 生成沉淀的无色溶液中常见的阳离子为 Mg2 或 Al3 ,而阴离子需待下步反应再确定;(VI) 由④步操作生成的沉淀可能为 AgCl、AgBr、AgI、BaSO4、H2SiO3(不合理)等,但限于题干 所述中学常用试剂,则沉淀应为 AgCl 和 BaSO4,不溶于 HNO3,一个是与 AgNO3 结合生成 + - 的沉淀,一个是与硫酸结合形成的沉淀,故 C 应该同时含有 Ba2 和 Cl ,即 C 为 BaCl2,进 - 而推出 D 中阴离子应该为 SO2 4 ,因为题干所述盐溶液中阴离子均不同,故 D 为 Al2(SO4)3 或 MgSO4;其他解析见答案。 考点集训
- △ - 1.D [A 项中:NH+ ,NH3↑+H2O,没有沉淀生成;B 项中:HCO- 4 +OH 3 与 AlO2

2- - + - 不共存,发生离子反应为:HCO- 3 +AlO2 +H2O===Al(OH)3↓+CO3 ,NH4 与 AlO2 也不能共 2 - 存;C 项中:加入 NaOH∶Ba ++HSO- 3 +OH ===BaSO3↓+H2O,没有气体生成;D 项:
- △ Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,NH+ ,NH3↑+H2O 正确。] 4 +OH

2.D [Al3 与 OH 不能大量共存,A 错误;Fe3 与 I 不能大量共存,B 错误;Ca2 与 - CO2 3 不能大量共存,C 错误;pH=1 的酸性溶液中,离子组共存。] + - + - 3. BC [A 项 Fe3 与 SCN 因生成了 Fe(SCN)3 而不能大量共存; D 项 Al3 与 AlO2 因发 + - 生 Al3 +3AlO2 +6H2O===4Al(OH)3↓而不能大量共存。] 4.D 5.D 6.AD 7.D [结合离子反应和电荷守恒判断。] 8.B
+ - + - +

9.(1)AgCl Ag +Cl ===AgCl↓ (2)Al(OH)3、Mg(OH)2 + + + + Al3 +3NH3· H2O===Al(OH)3↓+3NH4 、Mg2 +2NH3· H2O===Mg(OH)2↓+2NH4 (3)CaCO3 - - (4)完全溶解 NaAlO2 Mg(OH)2 Al(OH)3+OH ===AlO2 +2H2O 10.(1)Ba(NO3)2 HCl HNO3 Br2 AgNO3 - - - (2)SO2 SO2 Cl 3 4 + + (3)BaSO3+2H ===Ba2 +SO2↑+H2O - - (4)中和 OH ,防止对 Cl 的检验产生干扰 - 2- 2- (5)会使 SO2 3 对 SO4 的检验产生干扰,不能确认 SO4 是否存在 + - - (6)SO2+Br2+2H2O===4H +SO2 4 +2Br - - - 2- 解析 该题的实验目的是检验无色溶液中的阴离子:Cl 、OH 、SO2 3 、SO4 ,据框图 分析,试剂①将其分为两组,而试剂②又将沉淀 A 部分溶解,其中沉淀 B 没被溶解,据此可 判断沉淀 A 的成分为 BaSO4 和 BaSO3,而气体 B 一定是 SO2。据题中所给被选试剂,试剂① - - 必定是 Ba(NO3)2 溶液,试剂②必是稀盐酸,试剂④必是溴水。溶液 A 中必含 Cl 、OH 、K + + - (原有)和 Ba2 、NO3 (新加入),向其中先加试剂③无沉淀又加入试剂⑤时出现白色沉淀,不 - - 难推出试剂③应为稀硝酸,目的是中和 OH 而保证下一步用试剂⑤AgNO3 检验 Cl 。






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