高中化学必修一鲁科版-第二章离子共存　物质的检验和推断课后达标检测


一、选择题
1．下列关于物质或离子检验的推断正确的是(　　)
A．向X溶液中滴加KSCN溶液，溶液显红色，证明X溶液中有Fe3＋，无Fe2＋
B．用盐酸酸化Y溶液，无现象，再加入硝酸钡溶液，产生白色沉淀，则Y溶液中含有SO
C．用玻璃棒蘸Z溶液在酒精灯上灼烧，火焰呈黄色，再透过钴玻璃观察火焰无紫色，则Z溶液中有Na＋，无K＋
D．用盐酸酸化W溶液，无现象，再向其中滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，则W溶液中含有Cl－
解析：选B。A项，亚铁离子与KSCN不反应，不能鉴别，如检验亚铁离子，可用酸性高锰酸钾溶液，观察颜色是否变化，错误；B项，能与Ba2＋反应生成沉淀的可能是CO、SO、SO，先加入盐酸无明显现象，可以排除CO、SO的干扰，然后加入硝酸钡，如果产生沉淀，则溶液中含SO，正确；C项，玻璃中含有钠离子，用玻璃棒蘸溶液在酒精灯上灼烧，火焰呈黄色，不能证明溶液中是否含有钠离子，错误；D项，盐酸中也含有氯离子，不能证明原溶液中是否含有氯离子，错误。
2．(2019·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：Na＋、Mg2＋、CH3COOH、Cl－
B．某无色溶液：OH－、K＋、HClO、Ba2＋
C．0.1 mol/L Na2S溶液：K＋、NH、NO、Al3＋
D．常温下水电离出的c(H＋)·c(OH－)＝10－20的溶液中：Na＋、Cl－、CO、SO
解析：选A。遇KSCN变红色的溶液中有Fe3＋，Fe3＋、Na＋、Mg2＋、CH3COOH、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；Na2S溶液中S2－和Al3＋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，当溶液为酸性时，CO会和H＋反应，不能大量存在，D项错误。
3．(2019·临沂统考)常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)
A．无色透明溶液：Al3＋、NH、Cl－、S2－
B．中性溶液：Al3＋、Fe3＋、SO、NO
C.＝1×10－13 mol·L－1的溶液：Na＋、K＋、SiO、CO
D．0.1 mol·L－1的NaClO溶液：Mg2＋、Fe2＋、SO、SCN－
解析：选C。Al3＋与S2－能发生相互促进的水解反应而不能大量共存，A项错误；Al3＋、Fe3＋水解使溶液呈酸性，B项错误；＝1×10－13 mol·L－1的溶液pH为13，Na＋、K＋、SiO、CO能大量共存，C项正确；ClO－会将Fe2＋氧化为Fe3＋，D项错误。
4．(2019·抚州临川区第一中学高三调研)向某无色溶液中分别进行下列操作，所得现象和结论正确的是(　　)
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SO
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
解析：选D。A项，加入氨水，产生白色沉淀，该白色沉淀可能为氢氧化镁，原溶液中可能存在镁离子，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，原溶液中可能含有碳酸根离子，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，原溶液中可能含有银离子，不一定含有SO，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，证明原溶液中一定存在NH，正确。
5．(2019·抚州临川区第一中学高三调研)某溶液中大量存在五种离子：NO、SO、Fe3＋、H＋、X，其物质的量之比为n(NO)∶n(SO)∶n(Fe3＋)∶n(H＋)∶n(X)＝2∶3∶1∶3∶1，则X可能为(　　)
A．Fe2＋　　　　　　　　　 B．Mg2＋
C．Cl－ D．Ba2＋
解析：选B。五种离子的物质的量之比为n(NO)∶n(SO)∶n(Fe3＋)∶n(H＋)∶n(X)＝2∶3∶1∶3∶1，由于溶液不显电性，则X为阳离子。由电荷守恒可知，X带2个正电荷。SO与Ba2＋反应生成硫酸钡沉淀，在酸性溶液中硝酸根能氧化亚铁离子，所以X可能为Mg2＋。
6．(2019·荆州质量检查)下列在指定溶液中的各组离子，能够大量共存的是(　　)
A．无色溶液中：HCO、Na＋、Cl－、OH－
B．常温下pH＝1的溶液中：Fe3＋、SO、K＋、MnO
C．常温下pH＝11的溶液中：S2－、K＋、CO、ClO－
D．水电离的c(H＋)＝10－12 mol·L－1的溶液中：Fe3＋、SO、K＋、SCN－
解析：选B。OH－和HCO发生反应：OH－＋HCO===H2O＋CO，不能大量共存，A项错误；常温下pH＝1的溶液显酸性，Fe3＋、SO、K＋、MnO在酸性条件下能够大量共存，B项正确；ClO－具有强氧化性，S2－具有强还原性，两者发生氧化还原反应，不能大量共存，C项错误；Fe3＋和SCN－发生反应生成配合物，不能大量共存，D项错误。
7．(2019·株洲质量检测)常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)
A．能使石蕊显红色的溶液：K＋、Mg2＋、HCO、SO
B．水电离出来的c(H＋)＝10－13 mol·L－1的溶液：NH、Fe2＋、NO、Cl－
C.＝1012的溶液：K＋、Fe3＋、Cl－、SO
D．加入铝片能放出H2的溶液：Na＋、CH3COO－、Cu2＋、SO
解析：选C。能使石蕊显红色的溶液呈酸性，HCO不能大量存在，A错误；水电离出来的c(H＋)＝10－13 mol·L－1的溶液可能呈强酸性或强碱性，酸性条件下NO将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe2＋和NO(H＋)不能大量共存，碱性条件下NH、Fe2＋不能大量存在，B错误；＝1012的溶液呈酸性，K＋、Fe3＋、Cl－、SO互不反应，能大量共存，C正确；加入铝片能放出H2的溶液可能呈酸性或强碱性，酸性条件下CH3COO－与H＋反应生成弱电解质CH3COOH，碱性条件下Cu2＋与OH－反应生成沉淀Cu(OH)2，不能大量共存，D错误。
8．(2019·海南中学月考)某无色溶液中可能含有①Na＋、②Ba2＋、③Cl－、④Br－、⑤SO、⑥SO、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
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
解析：选A。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SO，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SO存在，因为该溶液中一定存在SO，加入氯水后SO被氧化为SO，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。
9．根据下表提供的数据可知，在溶液中能大量共存的微粒组是(　　)
化学式
电离常数
CH3COOH
Ka＝1.7×10－5
HCN
Ka＝4.9×10－10
H2CO3
Ka1＝4.3×10－7，Ka2＝5.6×10－11
A.H2CO3、HCO、CH3COO－、CN－
B．HCO、CH3COOH、CN－、CO
C．HCN、HCO、CN－、CO
D．HCN、HCO、CH3COO－、CN－
解析：选D。根据表中电离常数可知，酸性：CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO。H2CO3的酸性强于HCN，H2CO3和CN－能够反应生成HCO和HCN，H2CO3和CN－在溶液中不能大量共存，故A错误；CH3COOH的酸性强于H2CO3和HCN，CH3COOH能够与HCO、CO、CN－反应，在溶液中不能大量共存，故B错误；HCN的酸性强于HCO，HCN与CO反应生成HCO，在溶液中不能大量共存，故C错误；HCN、HCO、CH3COO－、CN－之间不反应，在溶液中能够大量共存，故D正确。
10．(2019·镇江调研)工业上用盐酸酸化的FeCl3溶液腐蚀铜制线路板，分别取腐蚀后的滤液并向其中加入下列指定物质，反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是(　　)
A．加入过量CuO：Fe3＋、H＋、Cu2＋、Cl－
B．加入过量NaOH溶液：Na＋、Fe2＋、OH－、Cl－
C．通入过量Cl2：Fe3＋、H＋、Cu2＋、Cl－
D．通入过量SO2：Fe3＋、H＋、Cu2＋、SO、Cl－
解析：选C。腐蚀后的滤液中含Fe3＋、H＋、Cu2＋、Fe2＋、Cl－等离子。A.加入过量CuO，CuO与H＋反应生成Cu2＋和水，反应后的溶液中主要存在的离子为Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋、Cl－，A错误；B.加入过量NaOH溶液，NaOH与Fe3＋、H＋、Cu2＋、Fe2＋反应，反应后的溶液中主要存在的离子为Cl－、Na＋、OH－，B错误；C.通入过量Cl2，Cl2与Fe2＋反应生成Fe3＋和Cl－，反应后的溶液中主要存在的离子为Fe3＋、H＋、Cu2＋、Cl－，C正确；D.通入过量SO2，SO2与Fe3＋反应生成Fe2＋和SO，反应后的溶液中主要存在的离子为H＋、Cu2＋、SO、Cl－、Fe2＋，D错误。
二、非选择题
11．(2019·临沂高三检测)某工业废水中可能含有Na＋、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、NH、CO、SO、NO中的几种离子，为确定其成分，设计如下实验：
a．取该废水进行焰色反应实验，火焰为黄色；
b．另取10 mL该废水于试管中，加入足量的Ba(NO3)2溶液和稀硝酸，充分反应后过滤得到4.66 g白色沉淀；
c．另取10 mL该废水于试管中，滴加NaOH溶液，产生沉淀的质量随所加NaOH溶液体积的变化关系如下图所示(不考虑沉淀的溶解和损失)。

根据上述实验和图示数据回答下列问题：
(1)该工业废水中一定不存在的离子有_________________________________________
(填离子符号)。
(2)c(NaOH)＝________________。
(3)NO是否存在？________(填“存在”“不存在”或“不确定”)，理由是________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：由a知一定含有Na＋；由b知沉淀一定是硫酸钡，因此一定存在SO，其物质的量是4.66 g÷233 g·mol－1＝0.02 mol；根据c中图像可知开始即产生沉淀，达到最大值后，继续加入一定量NaOH溶液，沉淀不变化，这说明含有铵根，最后沉淀完全消失，所以沉淀一定是氢氧化铝，即一定存在铝离子，不存在镁离子、铁离子和碳酸根离子。氢氧化铝的最大质量是0.78 g，其物质的量是0.01 mol，消耗氢氧化钠0.03 mol，沉淀铝离子消耗氢氧化钠溶液30 mL，则氢氧化钠的物质的量浓度是0.03 mol÷0.03 L＝1.0 mol·L－1；与铵根反应消耗氢氧化钠溶液10 mL，其物质的量是0.01 mol，则铵根是0.01 mol。(1)根据以上分析可知该工业废水中一定不存在的离子有Mg2＋、Fe3＋、CO。(3)由题意得，溶液中n(SO)＝0.02 mol，n(Al3＋)＝0.01 mol，n(NH)＝0.01 mol，且含有Na＋，根据电荷守恒可知，溶液中一定含有NO。
答案：(1)Mg2＋、Fe3＋、CO　(2)1.0 mol·L－1
(3)存在　由题意得，溶液中n(SO)＝0.02 mol，n(Al3＋)＝0.01 mol，n(NH)＝0.01 mol，且含有Na＋，根据电荷守恒可知，溶液中一定含有NO
12．(2019·沈阳检测)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离子中的若干种：NH、Ba2＋、Fe2＋、Cl－、NO、CO、SO。某同学收集了该地区的雾霾，经必要的预处理后得到试样溶液，设计并完成如下实验：

试回答下列问题：
(1)实验①中加入稀盐酸后，有气体A生成，溶液B依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。据此可知原溶液中一定含有________________，一定不含有___________________。
(填离子符号)
(2)实验②中逐渐加入碳酸氢钠溶液，立即有气泡产生，反应的离子方程式为________________________________________________________________________，
一段时间后又有沉淀出现，这时的离子方程式为__________________________
________________________________________________________________________。
(3)气体F的成分为________(填化学式)。
(4)根据实验③现象该同学认为原溶液中一定含有SO，有其他同学认为其结论不合理，又进行了后续实验④，最终确定原溶液中含有SO，试写出实验④可行的操作方法及现象：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)Cl－、Fe2＋、NO　CO
(2)H＋＋HCO===CO2↑＋H2O
Fe3＋＋3HCO===3CO2↑＋Fe(OH)3↓
(3)NH3
(4)向沉淀G中加入足量稀盐酸，若沉淀未完全溶解，则含有SO[或取少量原溶液于试管中，滴加BaCl2溶液或Ba(NO3)2溶液，若产生白色沉淀，则含有SO]
13．某强酸性溶液X中可能含有Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Ba2＋、NH、CO、NO、SO、SiO中的若干种，现取溶液X进行连续实验，实验过程及产物如图所示。实验过程中有一种气体为红棕色。

根据以上信息，回答下列问题：
(1)由强酸性条件即可判断溶液X中肯定不存在的离子有____________________。
(2)溶液X中关于硝酸根离子的判断，正确的是______(填编号，下同)。
a．一定含有　b．一定不含有　c．可能含有
(3)气体F的电子式为__________________，化合物I中含有的化学键类型有________________________________________________________________________。
(4)转化⑦的离子方程式为_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)对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________。
①NaOH溶液　②KSCN溶液　③氯水和KSCN的混合溶液　④pH试纸　⑤KMnO4溶液
解析：(1)在强酸性溶液中氢离子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，氢离子和硅酸根离子反应生成硅酸沉淀，所以一定不会存在CO、SiO。
(2)加入过量硝酸钡溶液生成沉淀，钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，说明一定含有SO，含有SO就一定不含Ba2＋；气体A连续氧化生成D和E，则A为NO，D为NO2，E为HNO3，说明溶液中含有还原性离子，一定为Fe2＋，则在酸性条件下一定不含NO，否则酸性条件下NO会将Fe2＋氧化而不能大量共存，答案选b。
(3)溶液B中加入过量NaOH溶液并加热，生成气体F，则F为NH3，其电子式为；溶液E为HNO3，气体F为NH3，E与F反应生成的I为NH4NO3，其含有的化学键类型有离子键和(极性)共价键。
(4)根据题中提供的离子，前面已排除SiO的存在，则在过量氢氧化钠作用下得到的溶液H，通入过量二氧化碳后能产生沉淀K，K应该为氢氧化铝，则溶液H中含有偏铝酸根离子，故溶液X中含有Al3＋，转化⑦的离子方程式为AlO＋2H2O＋CO2===HCO＋Al(OH)3↓。
(5)综上可知，溶液中一定含有Fe2＋、Al3＋、NH、SO，一定不含有Ba2＋、CO、NO、SiO，不能确定是否含有Fe3＋，最好选择KSCN溶液对Fe3＋进行检验，答案选②。
答案：(1)CO、SiO　(2)b
(3) 　(极性)共价键和离子键
(4)AlO＋2H2O＋CO2===HCO＋Al(OH)3↓
(5)②
14．(2019·莱芜高三调研)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。请分析以下一组有现象变化的化学反应。
实验
试剂及操作
现象
试管
滴管

饱和Na2SiO3溶液(含2滴酚酞)
先滴加1.0 mL
0．5 mol·L－1NaOH溶液；再滴加1.5 mL 1.0 mol·L－1H2SO4溶液
Ⅰ.红色溶液中出现胶状沉淀
0.1 mol·L－1AlCl3溶液
Ⅱ.加碱时____；加酸时产生白色沉淀，又逐渐溶解至消失
0.1 mol·L－1Fe(NO3)2 溶液
Ⅲ.加碱时____；加酸后得棕黄色溶液
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_______________________________________________
________________________________________________________________________，
此现象说明溶液中发生反应的离子方程式是___________________________________
________________________________________________________________________。
(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
试剂及操作
现象
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－1NaOH溶液
Ⅴ.加酸时溶液无明显现象；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．________________________________________________________________________。
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，现象是产生白色沉淀，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＋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，现象是生成白色沉淀，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1.5 mL 1.0 mol·L－1 H2SO4溶液，如果溶液变红色，说明溶液中含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氧化；b.溶液中的Fe2＋被空气中的O2氧化。
答案：(1)2H＋＋SiO===H2SiO3↓
(2)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＋2H2O
(3)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1.5 mL 1.0 mol·L－1H2SO4溶液
②酸性条件下，溶液中的Fe2＋被NO氧化　溶液中的Fe2＋被空气中的O2氧化