2020高考化学一轮复习第二章化学物质及其变化课时作业5离子共存、离子检验和推断（含解析）

课时作业5　离子共存、离子检验和推断

时间：45分钟

1．关于某无色溶液中所含离子的鉴别，下列判断正确的是(　C　)

A．加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，加稀盐酸沉淀不消失，可确定有Cl－存在

B．加入Ba(NO3)2溶液，生成白色沉淀，加稀盐酸沉淀不消失，可确定有SO存在

C．通入Cl2后，溶液变为黄色，加入淀粉溶液后溶液变蓝，可确定有I－存在

D．加盐酸，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊，则原溶液中一定有大量CO

解析：A 项实验不能排除SO、SO等离子的干扰，且加入盐酸引入了Cl－；B项实验不能排除SO的干扰，因为在酸性条件下NO能将SO氧化为SO；D项实验不能排除HCO、SO、HSO的干扰。

2．(2019·北京西城区模拟)常温下，下列各组离子能大量共存的是(　C　)

A．pH＝1的溶液中：Ba2＋、NH、NO、Fe2＋

B．无色溶液中：H＋、K＋、I－、Fe2＋

C．在c(H＋)∶c(OH－)＝1∶1012的溶液中：Na＋、CO、NO、SO

D．由水电离出的c(OH－)＝1.0×10－13 mol·L－1的溶液中：Na＋、NH、SO、HCO

解析：pH＝1的溶液呈酸性，酸性条件下NO可以氧化Fe2＋，A不正确；含Fe2＋的溶液呈浅绿色，B不正确；c(H＋)∶c(OH－)＝1∶1012的溶液中，c(H＋)<c(OH－)，溶液呈碱性，Na＋、CO、NO、SO可以在碱性溶液中大量共存，C正确；由水电离出的c(OH－)＝1.0×10－13mol·L－1的溶液中存在大量氢离子或氢氧根离子，HCO与H＋反应，NH、HCO与OH－反应，在溶液中不能大量共存，故D错误。

3．(2019·安徽五校联考)常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(　C　)

A．0.1 mol·L－1的AlCl3溶液中：Na＋、K＋、CO、NO

B．强碱性溶液中：Ba2＋、K＋、HCO、NO

C．c(OH－)＝1×10－13mol·L－1的溶液中：Mg2＋、K＋、  Cl－、SO

D．滴加KSCN溶液显红色的溶液中：NH、K＋、Cl－、I－

解析：0.1 mol·L－1的AlCl3溶液中，Al3＋与CO因发生双水解反应而不能大量共存，A错误；强碱性溶液中不能大量存在HCO，B错误；c(OH－)＝1×10－13mol·L－1的溶液为酸溶液，H＋、Mg2＋、K＋、Cl－、SO之间相互不反应，能大量共存，C正确；滴加KSCN溶液显红色的溶液中含有Fe3＋，Fe3＋与I－因发生氧化还原反应而不能大量共存，D错误。

4．(2019·江苏五校联考)常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　A　)

A．澄清透明的溶液中：Al3＋、Cu2＋、SO、Cl－

B．中性溶液中：Al3＋、NH、Cl－、S2－

C．c(OH－)< 的溶液中：Na＋、Ca2＋、ClO－、NO

D．1 mol·L－1的KNO3溶液中：H＋、Fe2＋、SCN－、SO

解析：澄清透明的溶液中，Al3＋、Cu2＋、SO、Cl－之间相互不反应，能大量共存，A正确；Al3＋与S2－因发生双水解生成沉淀和气体而不能大量共存，B错误；c(OH－)<的溶液呈酸性，ClO－结合H＋生成次氯酸而不能大量存在，C错误；1 mol·L－1的KNO3溶液中：H＋、Fe2＋、NO因发生氧化还原反应而不能大量共存，氧化生成的Fe3＋还可与SCN－发生络合反应，D错误。

5．(2019·天津南开中学月考)下列各组离子能大量共存，当溶液中c(H＋)＝10－1 mol·L－1时，有气体产生；而当溶液中c(H＋)＝10－13 mol·L－1时，又能生成沉淀。该组离子可能是(　A　)

A．Na＋、Mg2＋、NO、HCO、SO

B．Pb2＋、Ba2＋、K＋、Cl－、S2－

C．Pb2＋、Fe2＋、Na＋、SO、NO

D．Mg2＋、NH、SO、Cl－、S2O

解析：在酸性溶液中HCO与H＋反应放出二氧化碳，在碱性溶液中，镁离子与OH－反应生成氢氧化镁沉淀，A正确；Pb2＋与S2－能够反应生成沉淀，不能大量共存，B错误；Pb2＋、SO能够反应生成沉淀，不能大量共存， C错误；在酸性溶液中S2O发生歧化反应生成二氧化硫气体和硫，在碱性溶液中Mg2＋、NH分别与OH－反应生成Mg(OH)2、NH3·H2O，与题意不符，D错误。

6．(2019·河南周口模拟)下列各组澄清溶液中离子能大量共存，且加入X试剂后发生反应的离子方程式书写正确的是(　B　)

　　解析：硫化亚铁可溶于强酸，正确的离子方程式为2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋，A不正确；该组离子可以大量共存，离子方程式也正确，B正确；AlO与Fe3＋、NH都能发生双水解反应，不能大量共存，C不正确；AlO结合H＋的能力强于CO，故该离子方程式不正确，D不正确。

7．(2019·山西四校第一次联考)下列离子组在给定条件下，离子共存判断及反应的离子方程式均正确的是(　C　)

解析：本题考查离子共存和离子方程式。由水电离出的c(H＋)＝1×10－12mol·L－1时，溶液可能是酸性也可能是碱性，酸性条件下S2－、SO都不能大量存在，且SO与S2－不能共存，A错误；氨水是弱碱，写离子方程式时不能拆分，正确的应为Fe3＋＋3NH3·H2O===3NH＋Fe(OH)3↓，B错误；次氯酸有强氧化性，能将SO2氧化为SO  ∶ClO－＋SO2＋H2O===Cl－＋2H＋＋SO，D错误。

8．(2019·黄山二模)某无色溶液中，若加入溴水，溴水褪色，若加入NH4HCO3，固体溶解并产生有刺激性气味的气体，则该溶液中可能大量存在的离子组是(　A　)

A．Na＋、K＋、Cl－、OH－

B．Na＋、Mg2＋、S2－、ClO－

C．H＋、Na＋、SO、NO

D．K＋、Ca2＋、OH－、SO

解析：S2－与ClO－不能大量共存，排除B；Ca2＋与OH－、SO不能大量共存，排除D；加入溴水，溴水褪色，存在OH－或还原性离子，加入NH4HCO3，产生刺激性气味的气体，说明存在OH－，选项C中H＋不能大量存在，排除C。

9．下列各组离子在溶液中按括号内的物质的量之比混合，得到无色、碱性、澄清溶液的是(　B　)

A．Na＋、Al3＋、Cl－、OH－(5∶2∶7∶4)

B．NH、Ba2＋、OH－、Cl－(1∶1∶1∶2)

C．Fe3＋、Na＋、Cl－、S2－(1∶2∶3∶1 )

D．K＋、H＋、I－、NO(1∶1∶1∶1)

解析：Al3＋与OH－的物质的量之比为1∶2，会产生沉淀，A项错误。NH与OH－的物质的量之比为1∶1，二者结合为NH3·H2O，B项离子混合后得到无色、碱性、澄清溶液，B项正确。Fe3＋与S2－发生反应：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S ↓，Fe2＋＋S2－===FeS ↓，Fe2＋有剩余，故混合后会产生沉淀且溶液呈浅绿色，C项错误。H＋、I－、NO的物质的量之比为1∶1∶1，根据6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO ↑＋4H2O，反应后生成碘单质，故所得溶液不是无色溶液，D项错误。

10．(2019·浙江宁波适应性考试)某溶液中可能含有K＋、Na＋、Mg2＋、NH、Fe2＋、Br－、CO、SO、SO中的若干种离子。某同学做了如下实验：

①取少量溶液，滴加足量氯水，有气泡产生且溶液颜色变成黄色；

②另取少量溶液，滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，无沉淀生成；

③蘸取原溶液，做焰色反应实验，透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色。

为进一步确定该溶液的组成，无需进行的实验是(　B　)

A．上述实验③不透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色

B．取少量溶液，滴加氯水和CCl4，振荡、静置

C．取少量溶液，滴加适量的稀硫酸和品红溶液

D．取少量溶液，滴加适量的NaOH浓溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验气体

解析：①取少量溶液，滴加足量氯水，有气泡产生，则溶液中含有CO，因此溶液中不可能含有Mg2＋和Fe2＋，则溶液颜色变成黄色是因为Br－被氯水氧化为Br2，即溶液中含有Br－，②另取少量溶液，加盐酸酸化的氯化钡溶液，无沉淀生成，则不含SO，实验③说明含有K＋，由此可知，需要进一步检验Na＋、NH和SO。不透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色，可以验证是否含有Na＋，A不符合题意；滴加氯水和CCl4，振荡、静置，是利用氧化萃取的方法检验是否含有Br－，但实验①可以确定含有Br－，B符合题意；滴加适量的稀硫酸和品红溶液，用于检验是否含有SO，C不符合题意；滴加适量的NaOH浓溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验气体，可以验证是否含有NH，D不符合题意。

11．(2019·辽宁大连双基测试)雾霾严重影响人们的生活与健康。某地区的雾霾中可能含有如下几种可溶性无机离子：Na＋、NH、Mg2＋、Al3＋、SO、NO、Cl－。某同学收集该雾霾，并经必要的预处理后得试样溶液，设计并完成了如下的实验。请根据以下的实验操作与

现象，判断该同学得出的结论不正确的是(　B　)

已知：3NO＋8Al＋5OH－＋2H2O===3NH3↑ ＋8AlO

A．试样中一定存在NH、Mg2＋、SO和NO

B．气体1和气体2成分一定相同

C．试样中可能含有Al3＋

D．该雾霾中可能存在NH4NO3、NaCl和MgSO4

解析：试样溶液中加入过量Ba(OH)2溶液并加热，生成气体1，则气体1只能是NH3，故试样中含有NH；向滤液1中通入CO2，得到溶液2、沉淀2，溶液2中加入Al和碱，生成的气体2能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，气体中一定含有NH3，如果铝过量，过量的铝会与碱反应生成氢气，因此气体2中可能含有氢气，根据已知信息反应可知，原溶液中含有NO；滤液1中通入CO2，得到沉淀2，向沉淀2中加入酸，沉淀溶解并放出气体，说明沉淀2中含有碳酸钡等难溶性碳酸盐；沉淀1中加入酸后部分溶解，则形成的沉淀为Mg(OH)2、BaSO4，故原溶液中含有Mg2＋、SO。根据以上分析可知溶液中含有NH、Mg2＋、SO和NO，故A正确；气体1为氨气，气体2可能含有氢气，故B错误；根据实验操作不能确定是否含有Al3＋，即试样中可能含有Al3＋，故C正确；根据以上分析可知溶液中一定含有NH、Mg2＋、SO和NO，可能含有Na＋、Cl－、Al3＋，则该雾霾中可能存在NH4NO3、NaCl和MgSO4，故D正确。

12．(2019·湖北黄石三中阶段检测)某无色溶液中可能含有Na＋、K＋、NH、Mg2＋、Cu2＋、SO、SO、Cl－、Br－、CO中的若干种，离子浓度均为0.1 mol·L－1，往溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液，无白色沉淀生成。某同学另取少量原溶液，设计并完成如下实验：

则关于原溶液的判断正确的是(　C　)

A．无法确定原溶液中是否存在Cl－

B．肯定存在的离子是SO、Br－，是否存在Na＋、K＋需要通过焰色反应来确定

C．若把Ba(NO3)2和HNO3溶液改为BaCl2和盐酸的混合溶液，则对溶液中离子的判断无影响

D．肯定不存在的离子是Mg2＋、Cu2＋、SO、CO，是否含NH另需实验验证

解析：无色溶液中一定不含Cu2＋，往该溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液，无白色沉淀生成，说明不含有SO，加足量氯水，无气体产生，说明不含有CO，溶液中加四氯化碳后分层，下层呈橙色，则有Br－，上层溶液加入硝酸钡和稀硝酸后有白色沉淀生成，说明含有SO，无Mg2＋，离子浓度都为0.1 mol·L－1，根据电荷守恒可知，一定含有NH、Na＋、K＋，一定不存在Cl－，由以上分析可知A、B、D错误；加入Ba(NO3)2和HNO3溶液的目的是检验硫酸根离子，若改用BaCl2和盐酸的混合溶液，对溶液中离子的判断无影响，C正确。

13．(2019·湖南十三校一联)某溶液中可能含有OH－、CO、AlO、SiO、SO、Na＋、Fe3＋、Mg2＋、Al3＋九种离子中的若干种。当向该溶液中加入一定物质的量浓度的盐酸时，发现生成沉淀的物质的量随盐酸的体积变化的图象如图所示，下列说法正确的是(　A　)

A．原溶液中一定含有的阴离子是OH－、SiO、AlO、CO

B．反应最后形成的溶液中的溶质为NaCl

C．原溶液中一定含有Na2SO4

D．原溶液中含有CO与AlO的物质的量之比为1∶1 

解析：本题考查离子反应及计算。依据图象分析可知，开始无沉淀生成说明加入的盐酸与溶液中的碱反应，说明溶液中一定含OH－离子，则与OH－不能共存的离子为Fe3＋、Mg2＋、Al3＋；随后反应生成沉淀逐渐增大，说明是AlO、SiO和氢离子反应生成氢氧化铝沉淀和硅酸沉淀，继续加入盐酸沉淀量不变，消耗盐酸的离子只能是CO，CO反应完后继续加入盐酸，沉淀逐渐减小，到不再改变，进一步证明沉淀是氢氧化铝和硅酸沉淀，氢氧化铝沉淀溶于盐酸，最后剩余沉淀为硅酸；硫酸根离子不能确定是否存在，但根据溶液的电中性可知，溶液中一定含有Na＋离子。故原溶液中一定含有的阴离子是OH－、SiO、AlO、CO，A正确；反应最后形成的溶液中的溶质为NaCl和AlCl3，B错误；溶液中硫酸根离子不能确定，剩余原溶液中不一定含有Na2SO4，C错误；依据图象可知和碳酸根离子反应的盐酸为2 L，CO＋2H＋===CO2↑＋H2O，氢氧化铝溶解消耗的盐酸体积为4 L，Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；原溶液中含有CO与AlO的物质的量之比为3∶4，D错误。

14．(2019·全国统一考试模拟)某溶液中可能含有下表所示离子中的几种，取少量该溶液进行如下实验：

Ⅰ.用pH试纸测得溶液的pH＝2；

Ⅱ.向溶液中加入足量Ba(NO3)2溶液，生成无色气体和白色沉淀，过滤后得滤液1；

Ⅲ.向滤液1中加入过量NaOH溶液，生成无色气体和沉淀，过滤后得滤液2。

下列说法正确的是(　B　)

A．步骤Ⅰ中的测定方法为用pH试纸直接蘸取溶液，待试纸变色后与标准比色卡对比

B．步骤Ⅱ中无色气体在空气中变为红棕色，步骤Ⅲ中沉淀为红褐色

C．向滤液2中通入适量CO2，生成白色沉淀，则原溶液中一定含有Al3＋

D．步骤Ⅱ和Ⅲ中生成的气体会污染空气，应用NaOH溶液进行处理

解析：测定溶液的pH方法为用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸中间，待试纸变色后与标准比色卡对比，A错误；溶液显酸性，故溶液一定不含SO、SiO，溶液中加入足量Ba(NO3)2溶液，生成无色气体和白色沉淀，说明含有Fe2＋和SO，并且生成无色NO在空气中变为红棕色NO2，Fe2＋氧化为Fe3＋，步骤Ⅲ中向滤液1中加入过量NaOH溶液，生成无色气体和沉淀，说明含有NH，并且生成无色气体NH3和红褐色Fe(OH)3沉淀，B正确；向滤液2中通入适量CO2，生成白色沉淀可能是BaCO3或Al(OH)3，C错误；步骤Ⅰ和Ⅲ中生成的气体分别为NO、NH3，不能用NaOH溶液进行处理，D错误。

15. (2019·辽宁省实验中学分校月考)有一无色溶液，其中可能含有Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Mg2＋、Cu2＋、NH、K＋、CO、SO等离子中的几种，为分析其成分，取此溶液分别进行了四个实验，其操作和有关现象如图所示：

请你根据上述实验推断：

(1)原溶液中一定存在的阴离子有________，显________(填“酸”“碱”或“中”)性。

(2)实验③中产生无色无味气体所发生反应的化学方程式为________。

(3)写出实验④中A点对应沉淀的化学式：________。

(4)写出实验④中，由A→B过程中所发生反应的离子方程式：________。

解析：透过蓝色钴玻璃观察到焰色反应呈紫色，说明溶液中含有K＋，溶液无色，则一定不含Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋；向溶液中逐滴加入NaOH溶液有白色沉淀生成，NaOH溶液过量后沉淀部分溶解，则溶液中含有Mg2＋、Al3＋，一定不含CO、NH，加入氯化钡和盐酸后生成白色沉淀，则生成的沉淀为BaSO4，溶液中含有SO，综上可知原溶液中一定含有Al3＋、Mg2＋、K＋、SO，一定不含Fe3＋、Fe2＋、NH、Cu2＋、CO。

(1)原溶液中一定存在的阴离子有SO，该溶液是强酸弱碱盐溶液，所以显酸性。(2)实验③中产生的无色无味气体是O2，过氧化钠与水反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。(3)由于溶液中含有Al3＋、Mg2＋、K＋、SO，故加入氢氧化钠溶液后，产生的沉淀为Al(OH)3、Mg(OH)2。(4)由A→B过程是氢氧化钠溶液过量，生成的Al(OH)3沉淀溶于过量的氢氧化钠溶液，离子方程式为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。

答案：(1)SO　酸 

(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

(3)Al(OH)3、Mg(OH)2　(4)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O

16．(2019·陕西西安中学模拟)在Na＋浓度为0.5 mol·L－1的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子：

取该溶液100 mL进行如下实验(气体体积在标准状况下测定)：

试回答下列问题：

(1)实验Ⅰ能确定一定不存在的阳离子是________。

(2)实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为________。

(3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，填写下表中阴离子的浓度(能计算出的，填写计算结果，一定不存在的离子填“0”，不能确定是否存在的离子填“？”)

(4)判断K＋是否存在，若存在求其最小浓度，若不存在说明理由：_________________________________________________________。

解析：(1)实验Ⅰ中向该溶液中加入足量稀HCl，产生白色沉淀并放出0.56 L气体，则溶液中一定有CO，Ag＋、Mg2＋、Ba2＋都不能与CO大量共存，所以该实验可确定一定不存在的阳离子是Ag＋、Mg2＋、Ba2＋。(2)由已知信息及上述分析，实验Ⅰ得到的白色沉淀是H2SiO3或H4SiO4，故生成沉淀的离子方程式为SiO＋2H＋===H2SiO3 ↓(或SiO＋2H＋＋H2O===H4SiO4 ↓)。(3)标准状况下0.56 L CO2的物质的量为0.025 mol，根据C原子守恒，则原溶液中CO的物质的量浓度为＝0.25 mol·L－1；实验Ⅱ所得固体是SiO2，质量为2.4 g，根据Si原子守恒，则原溶液中SiO的物质的量浓度为＝0.4 mol·L－1；由实验Ⅲ可得，溶液中一定不存在SO；已确定存在的阴离子为0.25 mol·L－1 CO、0.4 mol·L－1SiO，已知的阳离子为0.5 mol·L－1Na＋，根据电荷守恒，一定存在K＋，不确定是否存在NO。(4)由上述分析知，一定存在K＋，溶液中不存在NO时K＋浓度最小，由电荷守恒可得c(K＋)＋c(Na＋)＝2c(CO)＋2c(SiO)，即c(K＋)＋0.5 mol·L－1＝2 ×0.25 mol·L－1＋2 ×0.4 mol·L－1，解得c(K＋)＝0.8 mol·L－1。

答案：(1)Ag＋、Mg2＋、Ba2＋

(2)SiO＋2H＋===H2SiO3↓ (或SiO＋2H＋＋H2O===H4SiO4 ↓)

(3)？　0.25　0.4　0

(4)存在，其最小浓度为0.8 mol·L－1