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2021高考模拟题精细分类—离子反应 专题4 离子推断（含解析）
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这是一份2021高考模拟题精细分类—离子反应 专题4 离子推断（含解析），共25页。试卷主要包含了叙述型离子推断，表格型离子推断，框图型离子推断，图像型离子推断，固体混合物推断等内容，欢迎下载使用。
离子推断
一、叙述型离子推断
1．（2020·诸暨选考诊断）某溶液A中可能含有NH4+、Cu2+、Na+、Cl－、CO32－、SO42－、Fe2+和Fe3+离子中的若干种，现将溶液分成两等份进行如下实验：（1）取一份溶液于试管中，滴加过量NaOH溶液，先产生沉淀而后沉淀部分溶解；过滤，将滤渣高温灼烧，往灼烧后的固体中加入稀硝酸，无气体产生。（2）另取一份溶液于试管中，先加入BaCl2溶液，产生白色沉淀4.66g；过滤后，继续往滤液中加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液，又产生白色沉淀5.74g。下列说法正确的是（ ）。
A．溶液中一定不含NH4+、CO32－
B．溶液中可能含有Cu2+
C．溶液中一定含有Cl－、SO42－，且n（Cl－）＝0.04mol
D．溶液中可能含有Fe2+、Fe3+
【解析】选D。①加过量NaOH溶液，先产生沉淀而后沉淀部分溶解，沉淀溶解说明溶液中一定存在铜离子和铵根离子，沉淀部分溶解，说明溶液中还可能存在Fe2+和Fe3+离子；②将滤渣高温灼烧，灼烧后加入稀硝酸，无气体产生，无法判断原溶液中是否含有碳酸根离子和亚铁离子；③可由上述分析得出溶液成酸性，故加入BaCl2溶液，产生的4.66g白色沉淀均为BaSO4，由于未知BaCl2溶液的加入量，故无法分析溶液中是否存在氯离子。所以该溶液一定存在铵根离子，无法判断是否存在碳酸根离子，A错误；溶液中一定含有铜离子，B错误；溶液中氯离子的量无法判断，C错误；溶液中可能含有Fe2+，Fe3+，D正确。
2．（2020·日照4月模拟）某兴趣小组对实验室中的一种白色固体进行鉴别，实验探究如下：①将适量白色固体溶于水，得到无色溶液A，溶液呈碱性；②用铂丝蘸取少量溶液A在火焰上灼烧，产生黄色火焰；③取少量溶液A加入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，继续加入氯化钡溶液生成不溶于硝酸的白色沉淀；④另取少量溶液A加入硫粉，加热，硫溶解生成无色溶液B，且无其他明显现象；继续向溶液B中加入盐酸，产生淡黄色沉淀和刺激性气味的气体；若将溶液B加入AgBr沉淀中，沉淀溶解。下列叙述错误的是（ ）。
A．由实验可推测该白色固体为Na2SO3或NaHSO3
B．实验③发生的离子方程式可能为5HSO32－+2MnO4－+H+＝2Mn2++5SO42－+3H2O
C．实验④中生成无色溶液B的化学方程式为：Na2SO3+SNa2S2O3
D．由实验④可知S2O32－可以和Ag+形成配合物［Ag（S2O3）2］3－而溶解AgBr
【解析】选AB。由实验现象分析，将适量白色固体溶于水，得到无色溶液A，用铂丝蘸取少量溶液A在火焰上灼烧，产生黄色火焰，则溶液A中含有Na+，又少量溶液A加入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，继续加入氯化钡溶液生成不溶于硝酸的白色沉淀，则溶液中含有HSO3－或SO32－，溶液A为Na2SO3或NaHSO3，因为溶液A呈碱性，所以溶液A只为Na2SO3，Na2SO3溶液中加入硫粉加热反应生成Na2S2O3，Na2S2O3与在酸性条件下发生歧化反应生成S和SO2，Na2SO3溶液中加入AgBr形成配合物［Ag（S2O3）2］3－，因此白色固体为Na2SO3。根据上述分析可知，因此白色固体为Na2SO3，A选项错误；A溶液中不存在HSO3－，实验③中发生的离子反应为5SO32－+2MnO4－+6H+＝2Mn2++5SO42－+3H2O，B选项错误；实验④发生的反应为Na2SO3溶液中加入硫粉加热反应生成Na2S2O3，化学方程式为：Na2SO3+SNa2S2O3，C选项正确；实验④中AgBr沉淀溶解是因为Na2SO3溶液中加入AgBr时，Ag+与S2O32－会形成配合物［Ag（S2O3）2］3－，D选项正确。
3．（2020·呼和浩特质量普查调研）某澄清透明溶液中，可能大量存在下列离子中的若干种：H+、NH4+、K+、Mg2+、Cu2+、Br－、AlO2－、Cl－、SO42－、CO32－，现进行如下实验：①用试管取少量溶液，逐滴加入稀盐酸至过量，溶液先浑浊后又变澄清，有无色气体放出。将溶液分为3份。②在第1份溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，溶液先浑浊后又变澄清。加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，未见明显现象。③在第2份溶液中加入新制的氯水和CCl4，振荡后静置，下层溶液显橙红色。则下列推断正确的是（ ）。
A．溶液中一定有K+、Br－、AlO2－、CO32－
B．溶液中一定没有NH4+、Mg2+、Cu2+、Cl－
C．不能确定溶液中是否有K+、Cl－、SO42－
D．往第3份溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液可确认是否有Cl－
【解析】选A。①用试管取少量溶液，逐滴加入稀盐酸至过量，溶液先浑浊后又变澄清，有无色气体放出，可知无色气体为二氧化碳，一定含CO32－，溶液先浑浊后又变澄清可知，溶液中一定含AlO2－，由离子共存的条件可知，一定不含H+、Mg2+、Cu2+；②在一份溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，溶液先浑浊后又变澄清，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，未见明显现象，则溶液中不含NH4+；③在另一份溶液中加入新制的氯水和CCl4，振荡后静置，下层溶液显橙红色，则溶液中一定含Br－，由电荷守恒可知溶液中一定存在的阳离子为K+，不能确定是否含Cl－、SO42－。A项，由实验现象可知，溶液中一定存在K+、Br－、CO32－、AlO2－，故A正确；B项，由实验操作可知，一定不含NH4+、H+、Mg2+、Cu2+，不能确定溶液中是否含Cl－，故B错误；C项，溶液中一定含K+，不能确定是否含Cl－、SO42－，故C错误；D项，由于溶液事先已经加入盐酸，往第3份溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液无法确认是否有Cl－，故D错误。
【点睛】本题考查离子的共存，试题信息量较大，侧重分析与推断能力的考查，把握离子的反应、现象与结论的关系为解答的关键。
4．（2020·上海奉贤区一模）在pH＝1的含有Mg2+、Fe2+、Al3+三种阳离子的溶液中，可能存在的阴离子是：①Cl－；②NO3－；③SO42－；④S2－（ ）。
A．①② B．①③ C．③④ D．②③
【解析】选B。在pH＝1的含有Mg2+、Fe2+、Al3+三种阳离子的溶液中，H+、NO3－与Fe2+发生氧化还原反应，H+、S2－结合生成弱电解质，Mg2+、Fe2+分别与S2－结合生成沉淀，Al3+与S2－相互促进水解，Cl－和SO42－与H+、Mg2+、Fe2+、Al3+之间互不反应，可以共存，②④一定不存在，可能存在①③。
【点评】本题考查离子的共存，明确离子之间的反应、离子的性质是解答本题的关键，侧重复分解反应的离子共存考查，题目难度不大。
5．（2020·陕西兴平一模）某溶液中含有SO42－、SO32－、SiO32－、Br－、CO32－、Na+，向该溶液中通入过量的Cl2，下列判断正确的是：①反应前后，溶液中离子浓度基本保持不变的有SO42－、Na+；②有胶状物质生成；③有气体产生；④溶液颜色发生变化；⑤共发生了2个氧化还原反应（ ）。
A．②③④ B．①②③ C．①③⑤ D．②④⑤
【解析】选A。向溶液中通入过量的Cl2，Cl2可以氧化SO32－成为SO42－，所以SO32－浓度降低，SO42－浓度增大，Cl2也可以和Br－发生置换反应，使Br－浓度降低，生成的溴溶于水中使溶液颜色发生变化，Cl2溶于水生成的盐酸还可以跟CO32－发生反应生成CO2，使CO32－浓度降低，和SiO32－生成H2SiO3白色胶状沉淀，使SiO32－浓度降低，所以离子浓度基本保持不变的只有Na+。Cl2溶于溶液中发生了3个氧化还原反应，其中2个是Cl2分别和SO32－、Br－发生的，另一个是Cl2和水的歧化反应，所以②③④是正确的。
【点睛】Cl2和SO32－发生氧化还原反应，使SO32－浓度降低，还要考虑到生成了SO42－，使SO42－浓度增大，所以溶液中的SO32－、SO42－浓度都发生了变化。在Cl2通入该溶液的反应中，除了Cl2和SO32－、Br－发生的氧化还原反应外，不要忽略了还有Cl2和水发生的氧化还原反应。
6．（2020·吉林德惠一模）某溶液中可能含有Na+、NH4+、Ba2+、SO42－、I－、S2－。分别取样：①用pH计测试，溶液显弱酸性；②加氯水和淀粉无明显现象。为确定该溶液的组成，还需检验的离子是（ ）。
A．Na+ B．SO42－ C．Ba2+ D．NH4+
【解析】选A。溶液显弱酸性，则一定存在能水解的铵根离子，硫离子一定不能存在，无需检验；加氯水和淀粉无明显现象，氯水具有氧化性，能与碘离子发生氧化还原反应，所以I－一定不能共存，无需检验，因为溶液呈电中性，所以溶液中必须含有阴离子，则一定含有硫酸根离子，因此钡离子不能存在，则硫酸根离子、钡离子无需检验，钠离子是否存在需要检验。
【点睛】本题为高频考点，把握离子的检验方法及离子之间的氧化还原反应、相互促进的水解反应为解答的关键。根据离子的特征反应及离子间的共存情况，进行离子推断时要遵循以下三条原则：（1）互斥性原则。判断出一定有某种离子存在时，将不能与之共存的离子排除掉，从而判断出一定没有的离子。（2）电中性原则。溶液呈电中性，溶液中一定有阳离子和阴离子，不可能只有阳离子或阴离子。（3）进出性原则。离子检验时，加入试剂会引入新的离子，某些离子在实验过程中可能消失（如溶液中的AlO2－在酸过量时转化为Al3+），则原溶液中是否存在该种离子无法判断。解答时，首先，必须以扎实全面的基础知识作后盾。扎实全面的基础知识是考生认真、准确解答试题的前提和基础。例如考生要对离子的性质、离子的特征、离子间的反应关系要有准确全面的认识。其次，必须要有正确清晰的解题思路和正确灵活的解题方法。
7．（2020·沈阳一模）现有一混合物的水溶液，可能含有以下离子中的几种：K+、NH4+、Cl－、Mg2+、Ba2+、CO32－、SO42－现取三份各100mL溶液进行如下实验：第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生；第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到0.08mol气体；第三份加足量BaCl2溶液后，得到干燥沉淀12.54g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为4.66g。正确的是（ ）。
A．该混合液中一定含有：K+、NH4+、CO32－、SO42－，可能含Cl－，且n（K+）≥0.04mol
B．该混合液中一定含有：NH4+、CO32－、SO42－，可能含K+、Cl－
C．该混合液中一定含有：NH4+、CO32－、SO42－，可能含Mg2+、K+、Cl－
D．该混合液中一定含有：NH4+、SO42－，可能含Mg2+、K+、Cl－
【解析】选A。加入AgNO3溶液有沉淀产生可能说明有Cl－、CO32－、SO42－，加入足量NaOH溶液加热后收集到气体0.08mol说明一定有NH4+，且NH4+的物质的量是0.08mol，加足量BaCl2溶液后，得到干燥沉淀，经盐酸洗涤干燥后，沉淀质量减轻但没有完全反应，说明沉淀有碳酸钡和硫酸钡，即原溶液中有CO32－、SO42－，所以一定没有Mg2+和Ba2+，不能确定是否有Cl－。硫酸钡4.66g，即0.02mol，碳酸钡的质量为12.54g－4.66g＝7.88g，即0.04mol，根据电荷守恒，负电荷一共0.12mol，NH4+所带的正电荷是0.08mol，因此一定还有K+，且n（K+）≥0.04mol。
【点睛】在离子推断题里，如果给出离子的物质的量，一般要用到电荷守恒，即在电解质溶液中，阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。特别是最后判断某种离子的存在与否时，要根据前面已经推断出来的离子的物质的量或物质的量浓度，用电荷守恒来判断该离子是否存在，计算其物质的量或浓度的范围。
8．（2020·浙江选考模拟七）在Na+的物质的量浓度为0.5mol/L的某澄清溶液中，还可能含有如下离子：K+、Mg2+、Ba2+、NO3－、CO32－、SO42－，取100mL该溶液进行如下实验（气体体积在标准状况下测定）：Ⅰ.向该溶液中加入足量稀盐酸，在标准状况下放出0.56L气体（不考虑气体溶解）Ⅱ.向Ⅰ中所得的滤液中滴加足量BaCl2溶被产生白色沉淀23.3g；除Na+以外，溶液中离子判断正确的是（ ）。
A．只存在的离子是CO32－、SO42－
B．一定存在的离子是CO32－、SO42－、K+，其中K+浓度≥2mol/L
C．一定存在的离子是CO32－、SO42－、NO3－，其中NO3－浓度为0.2mol/L
D．一定不存在的离子是Mg2+、Ba2+，不能确定是否含有K+、NO3－
【解析】选B。100mLNa+的物质的量浓度为0.5mol/L的溶液中Na+的物质的量是0.05mol；向该溶液中加入足量稀盐酸，在标准状况下放出0.56L气体，说明含有CO32－，且物质的量是0.025mol，进一步推出不可能有Mg2+、Ba2+；向Ⅰ中所得的滤液中滴加足量BaCl2溶液产生白色沉淀23.3g，说明含有SO42－，且物质的量是0.1mol，根据电荷守恒，溶液中一定有K+，可能有NO3－，若不含NO3－，则K+的物质的量是0.2mol，若含有NO3－，则K+的物质的量大于0.2mol，所以K+浓度≥2mol/L，故B正确。
9．（2020·浙江选考模拟六）某透明溶液可能含有NH4+、Fe2+、Fe3+、SO42－、Cl－、CO32－离子中的若干种。取该溶液进行如下实验（已知Ag2SO4微溶于水，可溶于酸）：①向溶液中滴加过量的稀Ba（OH）2溶液，生成白色沉淀，没有气体产生，过滤；②向①所得的沉淀加热灼烧，最后得有色固体；③向①所得的滤液，先用HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液，无白色沉淀生成。下列推断正确的是（ ）。
A．一定没有NH4+和Cl－
B．白色沉淀是Fe（OH）2
C．第③步先用HNO3酸化，是为了防止SO42－和CO32－的干扰
D．原溶液中的溶质可能是（NH4）2Fe（SO4）2
【解析】选D。本题考查元素及其化合物的综合考察。溶液可能含有NH4+，遇稀的Ba（OH）2溶液，放不出氨气，A错误。白色沉淀灼烧后生成有色固体，一定有Fe元素，没有CO32－，步骤③没有Cl－，一定含有SO42－，白色沉淀中还含有BaSO4，B错误；步骤③步用HNO3酸化，是为了防止SO42－和过量的稀Ba（OH）2溶液中的OH－的干扰，没有CO32－，C错误。溶液中，一定有Fe2+、SO42－，可能有NH4+，溶质可能是（NH4）2Fe（SO4）2，D正确。
10．（2020·浙江选考模拟八）已知I2+SO32－+H2O＝2I－+SO42－+2H+；某溶液中有下列离子中的若干种：Cl－、I－、CO32－、SO32－、SO42－、Fe2+、Ag+、NH、Na+，现在进行以下系列实验：①通入一定量的Cl2，在标况下产生无色无味的气体224mL，无其他明显现象；②取①反应后的溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液，产生4.66g白色沉淀；③取②反应后溶液，加入过量氢氧化钠溶液，加热，产生气体1.12L（标况）。下列说法正确的是（ ）。
A．由①可知溶液中肯定不存在I－
B．溶液中是否有Na+，需要通过焰色试验确定
C．检验溶液中是否存在Cl－，可加入硝酸酸化的硝酸银溶液
D．该溶液中肯定含有CO32－、Na+、NH4+，至少含有SO32－、SO42－中的一种，可能含有Cl－、I－
【解析】选D。①通入一定的氯气，在标准状况下产生无色无味的气体，此气体为CO2，说明原溶液中含有CO32－，即CO32－的物质的量为＝0.01mol，无其他明显现象，即原溶液中不含Fe2+和Ag+；②取反应①后的溶液加入盐酸酸化BaCl2溶液，出现白色沉淀，因为氯气具有强氧化性，能把SO32－氧化成SO42－，因此原溶液中SO32－、SO42－至少存在一种，SO42－、SO32－总物质的量为＝0.02mol；③取②反应后的溶液，加入过量NaOH溶液，加热，产生气体，此气体为NH3，原溶液中存在NH4+，即物质的量为＝0.05mol，根据溶液呈现电中性，原溶液中一定存在Na+。I2+SO32－+H2O＝2I－+SO42－+2H+，推出SO32－的还原性强于I－，由①通入氯气的量是一定量，可能是过量，也可能不足，氯气先与SO32－反应，因此I－可能存在，也可能不存在，故A错误；根据上述分析，原溶液中一定存在Na+，故B错误；如果原溶液中存在I－，对Cl－的检验产生干扰，故C错误；根据上述分析，故D正确。
11．（2020·吕梁一模）现有五种可溶性物质A、B、C、D、E，它们所含的阴、阳离子互不相同，分别含有五种阳离子Al3+、Fe3+、Cu2+、Ba2+、K+和五种阴离子NO3－、OH－、Cl－、CO32－、Xn－（n＝1或2）中的一种。
（1）通过比较分析，无需检验就可判断其中必有的两种物质是________和_______。
（2）物质C中含有离子X n－。为了确定X n－，现将（1）中的两种物质记为A和B，当C与A的溶液混合时产生白色沉淀，继续加入过量A溶液白色沉淀部分溶解，然后将沉淀中滴入足量稀HCl，白色沉淀不溶解，则C为______（填化学式）。写出部分白色沉淀溶解的离子方程式______________________。
（3）将19.2gCu投入装有足量D溶液的试管中，Cu不溶解，再滴加稀H2SO4，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现，则物质D一定含有上述离子中的________（填相应的离子符号），写出Cu溶解的离子方程式_________________________，若要将Cu完全溶解，至少加入H2SO4的物质的量是__________。
（4）E溶液与氢碘酸反应时可生成使淀粉变蓝的物质，写出该反应的化学方程式为_____________________。
【解析】（1）因为碳酸根离子只能与钠离子结合才能形成可溶性物质K2CO3，与其他阳离子结合都是沉淀，氢氧根离子除与钾离子结合外还可以与钡离子结合形成可溶性物质，与其余三种结合都是沉淀，根据题意它们所含的阴、阳离子互不相同，所以氢氧根离子只能与钡离子结合形成Ba（OH）2；（2）根据C与A的溶液混合时产生白色沉淀，白色沉淀部分溶解，然后将沉淀中滴入足量稀HCl，白色沉淀不溶解，可知溶解沉淀为氢氧化铝，则B为Na2CO3，A为Ba（OH）2则C为Al2（SO4）3，则阴离子有SO42－，则X为SO42－，即C为Al2（SO4）3，沉淀溶解的离子方程式为Al（OH）3+OH－＝AlO2－+2H2O；（3）19.2gCu即物质的量为0.3mol，Cu投入装有足量D溶液的试管中，Cu不溶解，溶液中没有Fe3+，再滴加稀H2SO4，Cu逐渐溶解，管口有红棕色气体，说明开始产生的是NO，说明D中的阴离子一定是NO3－，则D为硝酸铜，E为氯化铁，管口有红棕色气体，说明开始产生的是NO，所以Cu溶解的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3－＝3Cu2++2NO↑+4H2O，根据关系0.3molCu消耗0.8mol氢离子，即0.4mol硫酸；（4）氯化铁溶液与氢碘酸反应氯化亚铁和使淀粉变蓝的I2，反应的化学方程式为：2FeCl3+2HI＝2FeCl2+I2+2HCl。
【答案】（1）K2CO3；Ba（OH）2
（2）Al2（SO4）3；Al（OH）3+OH－＝AlO2－+2H2O
（3）NO3－、Cu2+；3Cu+8H++2NO3－＝3Cu2++2NO↑+4H2O；0.4mol
（4）2FeCl3+2HI＝2FeCl2+I2+2HCl
【点睛】加碱先生成沉淀，继续加碱沉淀溶解，一定含有铝离子；加铜不反应，加硫酸生成气体，有无色气体，在空气中生成红棕色气体，说明含有硝酸根离子。
9．（2020·陕西兴平一模）有一瓶澄清的溶液，其中可能含有H+、Mg2+、K+、Ba2+、Fe3+、Cl－、CO32－、SO42－等离子，取该溶液进行以下实验：
A．用pH试纸检验，表明溶液呈强酸性。
B．取部分溶液逐滴加入NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变成碱性，整个滴加过程中，溶液均无沉淀生成。
C．取部分上述碱性溶液加Na2CO3溶液，有白色沉淀生成。
（1）根据上述事实确定：该溶液中肯定存在的离子有_______________；肯定不存在的离子有______________；
（2）可能存在的离子有_____________________，写出检验该离子的方法_______________。
【解析】用pH试纸检验，表明溶液呈强酸性，则溶液中不含有CO32－。取部分溶液逐滴加入NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变成碱性，整个滴加过程中，溶液均无沉淀生成，表明溶液中不含有Mg2+、Fe3+。取部分上述碱性溶液加Na2CO3溶液，有白色沉淀生成，表明溶液中含有Ba2+。依据溶液中离子应大量共存，可推知溶液中一定不含有SO42－。依据溶液一定呈电中性的原则，溶液中一定含有Cl－。（1）根据上述事实确定：该溶液中肯定存在的离子有H+、Ba2+、Cl－。肯定不存在的离子有CO32－、Fe3+、Mg2+、SO42－。（2）可能存在的离子有K+，检验K+的方法是焰色试验，为防钠的焰色的干扰，需透过蓝色钴玻璃。
【答案】（1）H+、Ba2+、Cl－；CO32－、Fe3+、Mg2+、SO42－
（2）K+（4）焰色试验，透过蓝色钴玻璃显紫色
二、表格型离子推断
1．（2020·青岛4月模拟）X溶液中含有下表所示离子中的某5种，且其离子浓度均为0.1mol/L（不考虑水的电离和离子水解）。向X溶液中加入足量稀盐酸，有气体生成，反应前后阴离子种类不变。下列叙述错误的是（ ）。
阳离子
Na+、Fe3+、Ba2+、Fe2+、Mg2+、Al3+
阴离子
OH－、NO3－、HCO3－、CO32－、SO42﹣、Cl﹣
A．原溶液中一定含有Mg2+
B．X溶液中不可能含有HCO3－和CO32－
C．X溶液中含有3种阳离子、2种阴离子
D．生成气体的离子反应方程式为3Fe2++4H++NO3－3Fe3++2H2O+NO↑
【解析】选C。各种离子的物质的量浓度均为0.1mol/L，向溶液X中加入足量的盐酸，有气体生成，且反应溶液中阴离子的种类没有变化，产生气体不可能是二氧化碳，则不含OH－、HCO3－和CO32－；根据表中的离子，可推知是Fe2+、NO3－在酸性环境下生成的一氧化氮，加入盐酸，生成气体的离子反应方程式为3Fe2++4H++NO3－3Fe3++2H2O+NO↑，NO3－反应后有剩余，故溶液中阴离子种类不变，所以原来溶液中含有Cl﹣。由于总共含有5种离子，根据电荷守恒及离子共存的条件可以判断还含有SO42﹣和Mg2+，所以原溶液中含有的五种离子为：Cl﹣、NO3－、SO42﹣、Fe2+、Mg2+。根据分析可知，原溶液中一定含有Mg2+，A正确；加入足量盐酸后阴离子种类不变，HCO3－和CO32与－H+反应后就不h存在b了，B正确；根据分析可知，原溶液中含有的五种离子为Cl﹣、NO3﹣、SO42﹣、Fe2+、Mg2+，共有2种阳离子、3种阴离子，C错误；Fe2+与NO3﹣、H+反应时Fe2+被氧化为三价铁，硝酸根被还原为NO，生成气体的离子反应方程式为3Fe2++4H++NO3－3Fe3++2H2O+NO↑，D正确。
【点睛】在离子类推断中，要注意溶液中的电荷守恒的原则，0.1mol/LCl﹣、NO3－和0.1mol/LFe2+已经电荷守恒了，而题目中五种离子，必然还有阴、阳离子，而阴离子只剩下SO42﹣了，所以有SO42﹣，那么，阳离子也只能是二价的，Ba2+与SO42﹣不能共存，只能是Mg2+。
2．（2020·浙江选考模拟五）有一溶液，欲确定是否含有下列离子：K+、Mg2+、Fe3+、Ba2+、SO42－、Cl－、I－、HCO3－，实验如下：
实验步骤
实验现象
①用玻璃棒蘸取少量该溶液，点在pH试纸中部
试纸变为红色
②取少量该溶液，加入BaCl2溶液
有白色沉淀生成
③取②中反应后的上层清液，加入AgNO3溶液
有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸
④取少量该溶液，加入NaOH溶液
只有红褐色沉淀生成
下列判断正确的是（ ）。
A．溶液中阳离子只有Fe3+
B．由于没有Na+，焰色试验观察K+时不必用蓝色的钴玻璃
C．假如没有步骤①，也不影响溶液中离子的判断
D．步骤④发生反应的离子方程式只有：Fe3++3OH－＝Fe（OH）3↓
【解析】选C。①步pH试纸变红，说明溶液显酸性，HCO3－不能大量存在；②步说明有SO42－，Ba2+就不能大量存在；③步不能说明有Cl－，因为②中引入了Cl－；④步说明有Fe3+。溶液一定含有的阳离子：Fe3+和H+，A错误；由于没有Na+，焰色试验时，Fe3+也会干扰离子的判断，B错误；没有步骤①，④步说明有Fe3+，也能体现溶液显酸性，不影响溶液中离子的判断，C正确；步骤④发生反应的离子方程式一定有：Fe3++3OH－＝Fe（OH）3↓，H++OH－＝H2O，D错误。
3．（2020·吉林德惠一模）某工业废水中仅含下表离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L。
阳离子
K+、Cu2+、Fe3+、Al3+、Fe2+
阴离子
Cl－、CO32－、NO3－、SO42－、SiO32－
甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：
I．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）。
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化。
Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。
请推断：
（1）由I、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是_____________（写离子符号）。
（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是___________________。
（3）将Ⅲ中红棕色气体（标况下）收集一试管然后倒扣入水中（假设溶质不扩散），所得溶液的物质的量浓度为_________mol/L（精确到千分位）。
（4）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是___________，阴离子是_______。
（5）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体为_________________，质量为_______________g。
【解析】Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察），说明没有K+；Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化，说明没有Fe3+；Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变，说明Fe2+与NO3－和H+反应生成NO，即溶液中有Fe2+、NO3－，加盐酸溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中有Cl－，加盐酸溶液依然澄清加盐酸说明没有SiO32－；Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明有SO42－；综上所述，溶液中一定不含有的离子是K+、Fe3+、SiO32－；一定含有Fe2+、NO3－、Cl－、SO42－。根据各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L，则溶液中一定还含有一种阳离子，根据电荷守恒，该阳离子所带电荷＝1+1+2－2＝2，因此一定含有Cu2+，且一定没有CO32－。（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是K+、Fe3+。（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体，是Fe2+与NO3－和H+反应生成NO，其离子方程式：3Fe2++NO3－+4H+＝3Fe3++NO↑+2H2O。（3）标准状况下，将一充满NO2气体的试管，倒扣于水中，至液面不再升高时，最后得到的硝酸，3NO2+H2O＝2HNO3+NO，设试管体积为VL，最终试管中所得溶液的体积为VL，生成硝酸的物质的量为×＝×mol，因此溶液的物质的量浓度＝×mol÷VL＝0.045mol/L。（4）由以上推断可知溶液中阴离子为Cl－、NO3－、SO42－，且各为0.1mol/L；已经推断出的阳离子是Fe2+，其浓度为0.1mol/L，由电荷守恒可知溶液中还有一种+2价阳离子，所以还有Cu2+，所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是：Fe2+、Cu2+；阴离子是：Cl－、NO3－、SO42－。（5）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，Fe2+生成Fe（OH）2，又被氧气氧化为Fe（OH）3，Cu2+生成Cu（OH）2，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体为Fe2O3和CuO；根据元素守恒：n（CuO）＝n（Cu2+）＝cV＝0.1mol/L×0.1L＝0.01mol；n（Fe2O3）＝n（Fe2+）＝0.005mol，所以固体质量为：m（CuO）+m（Fe2O3）＝0.01mol×80g/mol+0.005mol×160g/mol＝1.6g。
【答案】（1）K+、Fe3+（2）3Fe2++NO3－+4H+＝3Fe3++NO↑+2H2O
（3）0.045（4）Fe2+、Cu2；Cl－、NO3－、SO42－
（5）CuO和Fe2O3；1.6
三、框图型离子推断
1．（2020·浙江选考模拟）某试液中只可能含有K+、NH4+、Fe2+、Al3+、Cl－、CO32－、SO42－、NO3－中的若干种离子，离子浓度均为0.1mol/L，某同学进行如下实验。下列说法正确的是（ ）。
A．无法确定沉淀C的成分
B．无法确定原试液中是否存在K+、Al3+、Cl－
C．试液中可能含有CO32－、K+、NH4+
D．试液中一定存在的离子为NH4+、Fe2+、SO42－、NO3－
【解析】选D。试液中加入盐酸产生气体，说明一定含有硝酸根离子和二价铁离子或是含有碳酸根，滤液中加入氢氧化钠生成气体，说明一定含有氨根离子，产生沉淀A，该沉淀只能是氢氧化铁，因此一定存在Fe2+、NO3－，滤液中通入二氧化碳，得不到沉淀，则一定不含铝离子，即原溶液中一定存在的离子为NH4+、Fe2+、NO3－；根据离子浓度均为0.1mol•L－1结合电荷守恒，原溶液中一定存在SO42－，因此原溶液中一定存在的离子为NH4+、Fe2+、SO42－、NO3－，无法确定原试液中有K+、Cl－，一定不含Al3+。
【点睛】本题考查了常见离子的性质检验和溶液组成的判断，熟悉离子的性质及检验方式是解题关键。本题的易错点和难点是硫酸根离子的判断，需要注意结合电荷守恒分析判断。
2．（2020·日照市五莲县高三上学期10月模块诊断）某废水中可能存在的离子如下：Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、AlO2－、CO32－、S2－、SO32－、SO42－。现取该溶液进行有关实验，实验过程及现象如图所示：
下列说法不正确的是（ ）。
A．根据实验①中的现象可推出，淡黄色沉淀一定不是AgBr
B．根据实验②中的现象可推出，气体B是CO2，沉淀B是Al（OH）3，原溶液中一定含有AlO2－
C．根据实验③中的现象可推出，气体C是NH3，沉淀C一定有BaCO3，可能有BaSO4
D．原溶液中肯定含有Na+、AlO2－、S2－，不能确定是否含有SO32－、SO42－
【解析】选D。实验①中由于无色溶液与过量溴化氢反应生成了气体A和淡黄色沉淀A，沉淀若是溴化银，则不存在S2－、CO32－、SO32－，就不可能生成气体A，所以淡黄色沉淀一定不是AgBr，A选项正确；溶液A中含有过量的溴化氢，与过量的碳酸氢铵反应，生成的气体B为二氧化碳，白色沉淀只能为氢氧化铝，说明原溶液中一定含有偏铝酸根离子，B选项正确；溶液B与过量氢氧化钡溶液反应，生成的气体C为氨气，白色沉淀C中一定含有过量的碳酸氢铵与氢氧化钡反应生成的碳酸钡沉淀，可能含有原溶液中的硫酸根离子与钡离子生成的硫酸钡沉淀，C选项正确；根据上述分析，溶液中肯定含有Na+、S2－、SO32－、AlO2－，不能确定是否含有CO32－、SO42－，D选项错误。
3．（2020·日照4月模拟）固体粉末X中可能含有Fe、Fe2O3、K2SiO3、K2SO3、K［Al（OH）4］、MgCl2、K2CO3中的若干种。为确定该固体粉末的成分，现取X进行连续实验，实验过程及现象如下：
根据上述实验，以下说法正确的是（ ）。
A．气体A一定只是NO
B．由于在溶液A中加入BaCl2溶液有沉淀产生，因此可以判断溶液甲中含有K2SO3
C．若向固体甲中加入足量浓盐酸，再加KSCN溶液，没有血红色，则证明原混合物中一定没有Fe2O3
D．溶液甲中一定含有K2SiO3，可能含有K［Al（OH）4］、MgCl2
【解析】选B。固体粉末X中Fe、Fe2O3不溶于水，加入浓硝酸，产生有色气体二氧化氮，则一定含有金属铁，得到的溶液B中含有硝酸铁，遇到硫氰化钾显示血红色，K2SiO3、K2SO3、K［Al（OH）4］、MgCl2、K2CO3能溶于水，向其中过量的稀硝酸，硅酸钾和H+反应得到硅酸沉淀，则原物质中一定含有K2SiO3，则一定不含有MgCl2，K2SO3被氧化为硫酸钾，会产生NO气体，K［Al（OH）4］和稀硝酸反应，先析出沉淀随后溶解，MgCl2不和硝酸反应，K2CO3可以和稀硝酸反应生成二氧化碳气体，溶液A中加入氯化钡，产生沉淀，则原物质中一定含有K2SO3，可能含有K［Al（OH）4］、K2CO3，则一定不含有MgCl2；综上可知：原物质中一定含有：Fe、K2SiO3、K2SO3，可能含有：K［Al（OH）4］、K2CO3，Fe2O3；气体A中含有NO，还可能含有CO2，故A错误；溶液A中加入氯化钡，产生沉淀，则原物质中一定含有K2SO3，故B正确；若向固体甲中加入足量浓盐酸，再加KSCN溶液，没有血红色，可能是Fe2O3和盐酸反应生成的铁离子和含有的金属铁之间反应转化为亚铁离子了，所以加KSCN溶液，没有血红色，不能证明原混合物中一定没有Fe2O3，故C错误；溶液甲中一定含有K2SiO3，一定不含有MgCl2，可能含有K［Al（OH）4］、K2CO3，故D错误。
【点睛】本题需要注意把握反应的现象，根据实验现象结合物质的性质进行判断，易错点为B和D。
4．（2020·荆州一模）某100mL溶液可能含有Na+、NH4+、Fe3+、CO32－、SO42－、Cl－中的若干种，取该溶液进行连续实验，实验过程如图：（所加试剂均过量，气体全部逸出）下列说法正确的是（ ）。
A．若原溶液中不存在Na+，则c（Cl－）＜0.1mol•L－1
B．原溶液可能存在Cl－和Na+
C．原溶液中c（CO32－）是0.01mol•L－1
D．原溶液一定存在CO32－和SO42－，一定不存在Fe3+
【分析】加入BaCl2溶液之后，有沉淀生成，且加入过量盐酸之后，沉淀质量减少，则说明一定有CO32－、SO42－这两种离子，一定没有Fe3+（Fe3+和CO32－会发生双水解反应，不能共存），且沉淀2为BaSO4，n（BaSO4）＝＝0.01mol，m（BaCO3）＝4.30g－2.33g＝1.97g，则n（BaCO3）＝＝0.01mol。加入NaOH溶液产生1.12L（标况）气体，则溶液中有NH4+，NH3有0.05mol，即n（NH4+）＝0.05mol。CO32－和SO42－所带的负电荷的物质的量为0.01mol×2+0.01mol×2＝0.04mol，NH4+所带正电荷的物质的量为0.05mol×1＝0.05mol，根据电荷守恒，可以推断出溶液中一定有Cl－，且最少为0.01mol（因为无法判断是否有Na+，如果有Na+，需要多于的Cl－去保持溶液的电中性）。
【解析】选D。若原溶液中不存在Na+，则c（Cl－）＝＝0.1mol•L－1，A错误；原溶液中一定有Cl－，可能有Na+，B错误；经计算，原溶液中，n（CO32－）＝0.01mol，则c（CO32－）＝＝0.1mol•L－1，C错误；加入BaCl2溶液之后，有沉淀生成，且加入过量盐酸之后，沉淀质量减少，则说明一定有CO32－、SO42－这两种离子，一定没有Fe3+，D正确。
【点睛】溶液中的离子要保持电荷平衡，即正负电荷所带的电荷量相等，以保持溶液的电中性。
5．（2020·浙江教育绿色评价联盟模拟）某无色溶液中可能含有Na+、K+、NH4+、Ca2+、Cu2+、SO42－、SO32－、Cl－、Br－、CO32－中的若干种，离子浓度都为0.1mol·L－1。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。某同学另取少量原溶液，设计并完成如右实验：则下列关于原溶液的判断正确的是（ ）。
A．若步骤中Ba（NO3）2和HNO3的混合溶液改用BaCl2和盐酸的混合溶液，则对溶液中离子的判断无影响
B．无法确定原溶液中是否存在Cl－
C．肯定存在的离子是SO32－、Br－，是否存在Na+、K+需要通过焰色试验来确定
D．肯定不存在的离子是Ca2+、Cu2+、SO42－、CO32－，是否含NH4+另需实验验证
【解析】选A。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，说明无SO42－，加足量氯水，无气体产生，则无CO32－，溶液加四氯化碳分液，下层橙黄色，则有Br－，上层加硝酸钡和稀硝酸有白色沉淀生成，则有SO32－，无Mg2+。溶液中离子浓度都为0.1mol·L－1，根据电荷守恒，一定含有NH4+、Na+、K+，一定不存在Cl－。滤液中加硝酸酸化的硝酸银有白色沉淀产生，是因为加氯水时引入了氯离子。注意检验是否有硫酸根离子，根据硫酸钡不溶于酸的特点进行判断，溶液中已含有氯离子，所以没有关系，故A符合题意；根据题目中浓度都相等利用电荷守恒可以判断出是否有氯离子，故B错误；肯定存在的离子是SO32－、Br－、NH4+、Na+、K+，故C错误；根据电荷守恒可以判断出溶液中有铵根离子，故D错误。
6．（2020·临川第三次模拟）某1L待测溶液中除含有0.2mol·L－1的Na+外，还可能含有下列离子中的一种或多种：
阳离子
K+、NH4+、Fe3+、Ba2+
阴离子
Br－、Cl﹣、HCO3－、CO32－、SO42﹣、SO32﹣
现进行如下实验操作（每次实验所加试剂均过量）
下列说法不正确的是（ ）。
A．向溶液B中加AgNO3与HNO3的操作是多余的，待测液中一定含有的离子是K+、NH4+、CO32－、HCO3－、且c（K+）≥0.1mol·L－1
B．生成白色沉淀B的离子方程式为Ba2++HCO3－+OH－＝BaCO3↓+H2O
C．已知白色沉淀C能溶于浓氨水，离子方程式为AgCl+2NH3·H2O＝Ag（NH3）2++Cl－+2H2O
D．若无色气体D是混合气体，则沉淀A的成分可能是BaCO3、BaSO3、BaSO4
【解析】选A。待测液和氯化钡溶液反应得到沉淀A，则溶液中可能含有CO32－、SO32－、SO42－，向沉淀中加入稀硝酸生成气体，且有部分沉淀不溶解，则溶液中存在CO32－，可能存在SO32－、SO42－中的两种或一种，根据离子共存知，溶液中不存在Ba2+，滤液A中有Ba2+，加入过量的NaOH溶液得到气体B，白色沉淀B，则溶液中一定含有NH4+、HCO3－，一定不存在Fe3+，气体B为NH3，白色沉淀B为0.1molBaCO3，滤液B中加入硝酸银、硝酸溶液得到白色沉淀C，C为AgCl，说明滤液B中含有Cl－，由于加入氯化钡溶液，不能确定原溶液中是否含有Cl－。向溶液B中加AgNO3与HNO3的操作不是多余的，是为了判断是否含有溴离子，根据上述分析，待测液除含有Na+外，一定含有K+、NH4+、CO32－、HCO3－，n（NH4+）＝n（NH3）＝0.1mol，则c（NH4+）＝0.1mol/L，溶液中c（Na+）＝0.2mol/L，c（HCO3－）＝0.1mol/L，c（CO32－）＝0.1mol/L，c（SO42－）＝0.05mol/L，单位体积正电荷＝1×0.1+1×0.2＝0.3，单位体积内负电荷＝1×0.1+2×0.1+2×0.05＝0.4，则c（K+）≥0.1mol·L－1，故A错误；生成白色沉淀B的离子方程式为Ba2++HCO3－+OH－＝BaCO3↓+H2O，故B正确；白色沉淀C为AgCl，所以与氨水的离子方程式为AgCl+2NH3·H2O＝Ag（NH3）2++Cl－+2H2O，故C正确；若无色气体D是混合气体，由分析可知，则沉淀A的成分可能是BaCO3、BaSO3、BaSO4，故D正确。
7．（2020·吉林德惠一模）为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气（主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分），设计了如下流程：下列说法不正确的是（ ）。
A．固体1中主要含有Ca（OH）2、CaCO3、CaSO3
B．X可以是空气，且需过量
C．捕获剂所捕获的气体主要是CO
D．处理含NH4+废水时，发生反应的离子方程式为：NH4++NO2－＝N2↑+2H2O
【解析】选B。工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成固体1为CaCO3、CaSO3，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后到的NaNO2，X可为空气，但不能过量，否则得到硝酸钠，NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，则气体2含有CO、N2，捕获剂所捕获的气体主要是CO。工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成CaCO3、CaSO3，因氢氧化钙过量，则固体1为主要含有Ca（OH）2、CaCO3、CaSO3，故A正确；由分析可知，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后到的NaNO2，X可为空气，但不能过量，否则得到硝酸钠，故B错误；气体2含有CO、N2，经捕获剂得到氮气和CO，所捕获的气体主要是CO，防止污染空气，故C正确；NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，发生氧化还原反应，离子方程式为NH4++NO2－＝N2↑+2H2O，故D正确。
【考点】考查了物质的分离、提纯的相关知识。
8．（2020·安康一模）溶液A中可能含有如下离子：Na+、NH4+、Ba2+、Mg2+、SO42－、SO32－、Cl－、OH－。某同学设计并完成了如下的实验：
下列说法正确的是（ ）。
A．气体F能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
B．溶液A中一定存在NH4+、SO42－、SO32－，可能存在Na+
C．溶液A中一定存在NH4+、Mg2+、SO42－、SO32－，可能存在Cl－
D．溶液A中可能存在Cl－，且c（Na+）≥0.20mol·L－1
【解析】选D。溶液A中滴加过量BaCl2溶液所得沉淀B溶解于稀盐酸，部分溶解，并得到沉淀D为BaSO4，物质的量是0.01mol，溶解的为BaSO3，质量为2.17g，物质的量为0.01mol，由此推断原溶液中含有SO42－和SO32－，物质的量均为0.01mol；排除原溶液中含有Ba2+；滤液C中加入足量NaOH溶液，无沉淀可知溶液中无Mg2+，有气体放出，可知溶液中有NH4+，根据生成氨气448mL，可知溶液中NH4+的物质的量为0.02mol；溶液是电中性的，根据电荷守恒可知，溶液中一定还含有Na+，其物质的量为0.02mol，可能还含有Cl－。气体F能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，A错误；由分析可知，溶液A中一定存在Na+，B错误；由分析可知，溶液A中一定不存在Mg2+，C错误；由分析可知，溶液A中不存在Cl－时Na+物质的量为0.02mol，若溶液A中存在Cl－，Na+物质的量大于0.02mol，即c（Na+）≥0.20mol·L－1，D正确。
9．（2020·哈尔滨第一次调研）某l00mL溶液可能含有Na+、NH4+、Fe3+、CO32－、SO42－、Cl－中的若干种，取该溶液进行连续实验，实验过程如图：（所加试剂均过量，气体全部逸出）下列说法不正确的是（ ）。
A．原溶液一定存在CO32－和SO42－，一定不存在Fe3+
B．是否存在Na+只有通过焰色试验才能确定
C．原溶液一定存在Na+，可能存在Cl－
D．若原溶液中不存在Cl－，则c（Na+）＝0.1mol·L－1
【解析】选B。向原溶液中加入BaCl2溶液，产出4.30g白色沉淀，该沉淀与盐酸反应，部分沉淀溶解，则2.33g沉淀2为BaSO4，物质的量为0.01mol，溶解的沉淀为BaCO3，质量为4.30g－2.33g＝1.97g，物质的量为0.01mol，则原溶液中一定含有0.01mol的SO42－和0.01mol的CO32－，加入BaCl2溶液后过滤，向滤液中加入NaOH溶液产生气体，则该气体为NH3，体积为0.672L，物质的量为0.03mol，在原溶液中含有NH4+0.03mol，没有红褐色沉淀生成，一定不含有Fe3+，根据电荷守恒，若没有Cl－，则含有0.01molNa+，若有Cl－，则含有Na+的物质的量大于0.01mol。根据上述分析，原溶液一定存在CO32－和SO42－，一定不存在Fe3+，故A正确；根据上述分析，原溶液中一定存在Na+，故B错误；根据上述分析，原溶液一定存在Na+，可能存在Cl－，故C正确；根据上述分析，若原溶液中不存在Cl－，则c（Na+）＝0.01mol÷0.1L＝0.lmol·L－1，故D正确。
【点睛】本题考查离子共存、离子反应及离子的判断，难度不大。特别注意：①BaCO3难溶于水，易溶于酸，BaSO4难溶于水，也难溶于酸；②与碱反应生成的气体为氨气，Fe3+与OH－反应生成红褐色沉淀氢氧化铁；③溶液呈电中性，根据电荷守恒来判断Na+是否存在。
10．常温下，某澄清透明溶液中可能存在：Na+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、Br－、SO32－、SO42－中的一种或多种（不考虑水的电离和离子的水解），各离子的物质的量浓度均为0.1mol·L－1。现进行如下实验，（流程中所加试剂均为过量），下列说法正确的是（ ）。
A．沉淀B中肯定含有氢氧化铁，可能含有氢氧化镁
B．样品溶液中肯定不存在Cu2+和SO32－，可能含有Na+
C．样品溶液中肯定存在Na+、Fe2+、Br－、SO42－
D．1 L黄色溶液D能恰好溶解铁2.8克
11．（2020·浙江选考模拟二）某试液中只可能含有K+、NH4+、Fe2+、Al3+、Cl－、CO32－、SO42－、NO3－中的若干种离子，离子浓度均为0.1mol/L，某同学进行如下实验。下列说法正确的是（ ）。
A．无法确定沉淀C的成分
B．无法确定原试液中是否存在K+、Al3+、Cl－
C．试液中可能含有CO32－、K+、NH4+
D．试液中一定存在的离子为NH4+、Fe2+、SO42－、NO3－
【解析】选D。试液中加入稀硫酸产生气体，说明一定含有硝酸根离子和二价铁离子或是含有碳酸根，滤液中加入氢氧化钠生成气体，说明一定含有铵根离子，产生沉淀C，该沉淀只能是氢氧化铁，因此一定存在Fe2+、NO3－，滤液中通入二氧化碳，得不到沉淀，则一定不含铝离子，即原溶液中一定存在的离子为NH4+、Fe2+、NO3－；根据离子浓度均为0.1mol·L－1，结合电荷守恒，原溶液中一定存在SO42－，因此原溶液中一定存在的离子为NH4+、Fe2+、SO42－、NO3－，无法确定原试液中有K+、Cl－，一定不含Al3+，故选D。
12．（2020·安徽肥东1月调研）某强酸性溶液X，可能含有Al3+、Ba2+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32－、SO42－、SiO32－、NO3－中的一种或几种离子，取该溶液进行实验，其现象及转化如下图。反应过程中有一种气体是红棕色。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NO3－的判断一定正确的是___________。
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________________，并用双线桥法表示电子转移的方向和数目。
（4）若转化③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__________。
（5）对不能确定是否存在的离子，可以另取X溶液，加入下列溶液中的－种，根据现象即可判断，该试剂最好是_____________。
①NaOH溶液 ②KSCN溶液 ③石蕊试剂
④pH试纸 ⑤KMnO4溶液 ⑥氯水和KSCN的混合溶液
【解析】某强酸性溶液X，则溶液中不存在弱酸根离子CO32－、SiO32－，溶液和硝酸钡溶液反应生成沉淀C，则溶液中存在SO42－，不存在和硫酸根离子反应的Ba2+，沉淀C是BaSO4；酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，所以溶液中Fe2+和NO3－不能共存，加入硝酸钡产生气体，则溶液中存在Fe2+，不存在NO3－，因此A是NO；A是NO，则D是NO2，二氧化氮化和水反应生成硝酸和NO，则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NH4+，F是NH3，硝酸和氨气反应生成硝酸铵，则I是NH4NO3；溶液中存在Fe3+，产生沉淀G，则沉淀G是Fe（OH）3，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，则溶液中存在Al3+，沉淀K是Al（OH）3，溶液L是NaHCO3。（1）由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在弱酸根离子，所以不存在的离子有CO32－、SiO32－；（2）根据上述分析，强酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，如果存在硝酸根离子，则不存在亚铁离子，加入硝酸钡溶液时不能产生气体，所以溶液X中一定没有NO3－；（3）亚铁离子和硝酸反应生成铁离子、一氧化氮和水，反应的离子方程式为：3Fe2++NO3－+4H+＝3Fe3++NO↑+2H2O，用双线桥法表示电子转移的方向和数目为：；（4）若转化③中，NO2、H2O、O2三种物质恰好发生化合反应生成HNO3，该反应方程式为：4NO2+2H2O+O2＝4HNO3，则反应中D与O2的物质的量之比为4∶1。（5）因为存在的亚铁离子被硝酸氧化生成了铁离子，因此溶液中Fe3+是否存在不能确定，Fe3+和硫氰化钾溶液反应生成血红色溶液，所以可以用硫氰化钾溶液检验，氢氧化钠尽管也能与铁离子反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀，但存在Al3+、Fe2+，会干扰铁离子的检验，故最好选②。
【答案】（1）CO32－、SiO32－（2）b
（3）（4）4∶1（5）②
【点睛】本题的难点是亚铁离子的判断，要注意原溶液中只有亚铁离子检验较强的还原性，能够与硝酸反应产生气体，也是本题的易错点之一，另一个易错点为（5），要注意其余离子对铁离子检验的干扰。
四、图像型离子推断
1．（2020·安庆一模）将1.0mol/L盐酸逐滴滴入到100mL含有NaOH、NaAlO2和Na2CO3的混合溶液中，反应过程如图所示。下列有关说法不正确的是（ ）。
A．混合液中NaOH的物质的量浓度为0.1mol/L
B．x＝0.01
C．BC段的反应过程离子方程式为：CO32－+H+＝HCO
D．V＝110
【解析】选C。将1.0mol/L盐酸逐滴滴入到100mL含有NaOH、NaAlO2和Na2CO3的混合溶液中，OA段发生的反应为H++OH－＝H2O，AB段开始产生沉淀，发生的反应为H++AlO2－+H2O＝Al（OH）3↓，BC段无沉淀产生，发生的反应为CO32－+H+＝HCO3－和H++HCO3－＝H2O+CO2↑，CD段沉淀溶解，发生的反应为Al（OH）3+3H+＝Al3++3H2O。混合液中NaOH的物质的量浓度为c（NaOH）＝＝0.1mol/L，故A正确；AB段消耗氢离子的物质的量为1.0mol/L×0.01L＝0.01mol，根据方程式H++AlO2－+H2O＝Al（OH）3↓，生成沉淀的物质的量为0.01mol，故B正确；BC段的反应过程离子方程式为：CO32－+H+＝HCO3－和H++HCO3－＝H2O+CO2↑，故C错误；根据B已知沉淀的物质的量为0.01mol，则根据方程式Al（OH）3+3H+＝Al3++3H2O，可知消耗氢离子的体积为＝0.03L＝30mL，则V＝80+30＝110，故D正确。
【点睛】由于偏铝酸的酸性比碳酸氢根的酸性弱，所以本题中，会先生成氢氧化铝，后发生碳酸根和氢离子的反应。
2．（2020·贵阳一模）某无色溶液中可能含有H+、NH4+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Cu2+、CO32－、SO42－、NO3－中的几种。①若加入锌粒，产生无色无味的气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法错误的是（ ）。
A．溶液中的阳离子有H+、Mg2+、Al3+、NH4+
B．cd段的离子方程式为Al（OH）3+OH－＝AlO2－+2H2O
C．溶液中n（NH4+）＝0.2mol
D．n（H+）∶n（Mg2+）∶n（Al3+）＝1∶1∶1
【解析】选D。溶液呈无色，溶液中一定不含Fe3+、Cu2+，由①知溶液中一定含有H+，一定没有CO32－、NO3－，由②及图像知溶液中一定含有Mg2+、Al3+和NH4+，且n（NH4+）＝0.7mol−0.5mol＝0.2mol，故A正确；cd段是Al（OH）3溶解，离子方程式正确，故B正确；由①知溶液中一定含有H+，一定没有CO32－、NO3－，由②及图像知溶液中一定含有Mg2+、Al3+和NH4+，且n（NH4+）＝0.7mol−0.5mol＝0.2mol，故C正确；n（H+）＝0.1mol，n（Al3+）＝0.8mol−0.7mol＝0.1mol，沉淀Al3+、Mg2+共消耗0.4molOH−，其中沉淀Al3+消耗0.3molOH−，沉淀Mg2+消耗0.1molOH−，根据Mg2+~2OH−，可得n（Mg2+）＝0.05mol，n（H+）∶n（Mg2+）∶n（Al3+）＝2∶1∶2，故D错误。
3．（2020·哈尔滨第一次调研）某溶液中可能含有OH－、CO32－、AlO2－、SiO32－、SO42－、HCO3－、Na+、Fe3+、Mg2+、Al3+等离子。当向该溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的盐酸溶液时，发现生成沉淀的物质的量随盐酸溶液的体积变化如下图所示。下列说法正确的是（ ）。
A．原溶液中可能含有Na2SO4、可能不含有CO32－
B．原溶液中一定含有的阴离子只有：OH－、AlO2－、CO32－
C．原溶液中含CO32－与AlO2－的物质的量之比为3∶4
D．a－d＞
【解析】选C。由图象分析可知，开始无沉淀生成说明加入的盐酸和溶液中的碱反应，说明溶液中一定含OH－离子，则与氢氧根离子不能共存的是Fe3+、Mg2+、Al3+；随后反应生成沉淀逐渐增大，说明是AlO2－、SiO32－和氢离子反应生成氢氧化铝沉淀和硅酸沉淀，由于AlO2－与HCO3－发生反应生成氢氧化铝沉淀，则溶液中一定不存在HCO3－；继续加入盐酸沉淀量不变，消耗盐酸的离子只能是CO32－离子，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。溶液中硫酸根离子不能确定，剩余原溶液中不一定含有Na2SO4，故A错误；依据判断原溶液中一定含有的阴离子是：OH－、SiO32－、AlO2－、CO32－，故B错误；依据图像可知和碳酸根离子反应的盐酸为2体积，CO32－+2H+＝CO2↑+H2O氢氧化铝溶解消耗的盐酸体积为4体积，Al（OH）3+3H+＝Al3++3H2O，原溶液中含有CO32－与AlO2－的物质的量之比为3∶4，故C正确；根据图像溶解氢氧化铝消耗的盐酸体积为4，假设盐酸的浓度为1mol/L，则消耗氯化氢4mol，则溶解的氢氧化铝为mol，则溶液中含有molAlO2－，沉淀molAlO2－需要盐酸mol，a－d对应于AlO2－和SiO32－消耗的盐酸大于mol，即a－d＞，故D错误。
【点睛】本题考查了离子检验的方法和应用，题目难度较大，正确分析图像曲线变化为解题关键。注意掌握硅酸根离子、偏铝酸根离子、氢氧化铝的化学性质及检验方法。本题的易错点为D，要注意根据反应的方程式分析判断，要知道a－d对应于AlO2－和SiO32－消耗的盐酸。
五、固体混合物推断
1．（2020·浙江选考模拟一）有一混合固体，只含有下列物质中的若干种：K2CO3、Mg（NO3）2、Ba（NO3）2、NaHCO3。①将混合固体溶于水，产生沉淀甲，过滤，取滤液。②取少量滤液加入足量AgNO3溶液，过滤，取滤渣。③取少量滤渣加入足量盐酸，产生气体，得沉淀乙。根据上述实验，以下推测正确的是（ ）。
A．沉淀乙一定为纯净物
B．Mg（NO3）2一定存在
C．NaHCO3一定不存在
D．沉淀甲一定为混合物
【解析】选A。沉淀甲可以是碳酸钡沉淀、或碳酸镁沉淀或二者的混合沉淀，D错误；K2CO3溶液与硝酸银反应也会有沉淀生成，NaHCO3溶液可有也可没有，C错误；碳酸钾与硝酸钡溶液反应可以生成碳酸钡沉淀，Mg（NO3）2可以不存在，B错误；和足量的AgNO3溶液反应产生沉淀，沉淀中加入足量盐酸，产生气体可以是二氧化碳，得沉淀只能是氯化银固体，沉淀乙一定为纯净物，A正确。
2．（2020·浙江选考模拟四）为研究某固体混合物样品的成分，取等质量的两份该固体，进行如下实验（不考虑盐类的水解及水的电离）；（1）一份固体溶于水得透明溶液，加入足量BaCl2溶液，得沉淀6.63g，在沉淀中加入过量稀盐酸，仍有4.66g沉淀。（2）另一份固体与过量NaOH固体混合后充分加热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体0.672L（标准状况）。根据上述实验现象，该固体样品的成分可能是（ ）。
A．Na2SO4、（NH4）2CO3、KCl
B．KCl、Na2CO3、（NH4）2SO4
C．CuCl2、Na2CO3、（NH4）2SO4
D．Na2SO4、NH4Cl、K2CO3
【解析】选D。该题目是定性分析和定量分析的结合。根据（1）中沉淀6.63g和4.66g可知，含有SO42－和CO32－，且二者的物质的量分别为0.02mol、0.01mol。根据（2）中气体0.672L可知含有NH4+0.03mol。根据离子的定量关系看，只能选择Na2SO4、NH4Cl、K2CO3，若选择B项KCl、Na2CO3、（NH4）2SO4，SO42－0.02mol时NH4+有0.04mol，不符合定量关系，A、C项也类似。
3．（2020·浙江选考模拟三）固体粉末X中可能含有Fe、FeO、CuO、MnO2、KCl和K2CO3中的若干种。为确定该固体粉末的成分，某同学依次进行了以下实验：①将X加入足量水中，得到不溶物Y和溶液Z；②取少量Y加入足量浓盐酸，加热，产生黄绿色气体，并有少量红色不溶物；③用玻璃棒蘸取溶液Z滴于广泛pH试纸上，试纸呈蓝色；④向Z溶液中滴加AgNO3溶液，生成白色沉淀。分析以上实验现象，下列结论正确的是（ ）。
A．X中一定不存在FeO
B．不溶物Y中一定含有MnO2和CuO，而Fe与FeO中至少含有一种
C．Z溶液中一定含有K2CO3
D．向④中所生成的白色沉淀中滴加盐酸，若沉淀不完全溶解，则粉末X中含有KCl
【解析】选C。②少量Y加入足量浓盐酸，加热，产生黄绿色气体，此气体为Cl2，即X中含有MnO2，并有少量红色不溶物，此红色不溶物为Cu，说明X中含CuO，还有Fe，③中pH试纸呈蓝色，说明Z溶液显碱性，即X中一定含有K2CO3。根据上述分析，X中可能含有FeO，故A错误；根据上述分析，一定含有Fe，可能含有FeO，故B错误；根据上述分析，X中一定含有K2CO3，故C正确；白色沉淀中滴加盐酸，若沉淀不完全溶解，此沉淀中含有AgCl，但Cl－来自于盐酸，因此不能确定X中含有KCl，故D错误。
4．（2020·浙江选考模拟六）某科学兴趣小组查阅资料得知，反应温度不同，氢气还原氧化铜的产物就不同，可能是Cu或Cu2O，Cu和Cu2O均为不溶于水的红色固体，但氧化亚铜能与稀硫酸反应，化学方程式为：Cu2O+H2SO4＝CuSO4+Cu+H2O，为探究反应后的红色固体中含有什么物质？他们提出了以下假设：
假设一：红色固体中只有Cu
假设二：红色固体中只有Cu2O
假设三：红色固体中有Cu和Cu2O
下列判断正确的是（ ）。
A．取少量红色固体，加入足量的稀硫酸，若溶液无明显现象，则假设一和二都成立
B．若看到溶液变成蓝色，且仍有红色固体，则只有假设三成立
C．现将7.2g红色固体通入足量的H2还原，最后得到固体6.4g，则假设二成立
D．实验室可以用葡萄糖和新制的含NaOH的Cu（OH）2沉淀，加热后制取Cu2O
【解析】选C。若混合物中含有Cu2O，则加入足量的稀硫酸会发生如下反应Cu2O+H2SO4＝CuSO4+Cu+H2O，则溶液会变蓝，有红色固体残留，但是不能确定红色固体是原有的铜还是新产生的铜，所以A和B选项均错误；固体质量减少的是氧元素的质量，则m（O）＝7.2g－6.4g＝0.8g，根据氧元素守恒，则有n（Cu2O）＝n（O）＝＝0.05mol，反应的Cu2O的质量为：m（Cu2O）＝0.05mol×144g/mol＝7.2g，则红色固体中只有Cu2O，假设二成立，C选项正确；葡萄糖和新制的含NaOH的Cu（OH）2悬浊液加热反应生成Cu2O，反应的化学方程式为CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu（OH）2CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O。
离子推断
一、叙述型离子推断
1．（2020·诸暨选考诊断）某溶液A中可能含有NH4+、Cu2+、Na+、Cl－、CO32－、SO42－、Fe2+和Fe3+离子中的若干种，现将溶液分成两等份进行如下实验：（1）取一份溶液于试管中，滴加过量NaOH溶液，先产生沉淀而后沉淀部分溶解；过滤，将滤渣高温灼烧，往灼烧后的固体中加入稀硝酸，无气体产生。（2）另取一份溶液于试管中，先加入BaCl2溶液，产生白色沉淀4.66g；过滤后，继续往滤液中加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液，又产生白色沉淀5.74g。下列说法正确的是（ ）。
A．溶液中一定不含NH4+、CO32－
B．溶液中可能含有Cu2+
C．溶液中一定含有Cl－、SO42－，且n（Cl－）＝0.04mol
D．溶液中可能含有Fe2+、Fe3+
【解析】选D。①加过量NaOH溶液，先产生沉淀而后沉淀部分溶解，沉淀溶解说明溶液中一定存在铜离子和铵根离子，沉淀部分溶解，说明溶液中还可能存在Fe2+和Fe3+离子；②将滤渣高温灼烧，灼烧后加入稀硝酸，无气体产生，无法判断原溶液中是否含有碳酸根离子和亚铁离子；③可由上述分析得出溶液成酸性，故加入BaCl2溶液，产生的4.66g白色沉淀均为BaSO4，由于未知BaCl2溶液的加入量，故无法分析溶液中是否存在氯离子。所以该溶液一定存在铵根离子，无法判断是否存在碳酸根离子，A错误；溶液中一定含有铜离子，B错误；溶液中氯离子的量无法判断，C错误；溶液中可能含有Fe2+，Fe3+，D正确。
2．（2020·日照4月模拟）某兴趣小组对实验室中的一种白色固体进行鉴别，实验探究如下：①将适量白色固体溶于水，得到无色溶液A，溶液呈碱性；②用铂丝蘸取少量溶液A在火焰上灼烧，产生黄色火焰；③取少量溶液A加入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，继续加入氯化钡溶液生成不溶于硝酸的白色沉淀；④另取少量溶液A加入硫粉，加热，硫溶解生成无色溶液B，且无其他明显现象；继续向溶液B中加入盐酸，产生淡黄色沉淀和刺激性气味的气体；若将溶液B加入AgBr沉淀中，沉淀溶解。下列叙述错误的是（ ）。
A．由实验可推测该白色固体为Na2SO3或NaHSO3
B．实验③发生的离子方程式可能为5HSO32－+2MnO4－+H+＝2Mn2++5SO42－+3H2O
C．实验④中生成无色溶液B的化学方程式为：Na2SO3+SNa2S2O3
D．由实验④可知S2O32－可以和Ag+形成配合物［Ag（S2O3）2］3－而溶解AgBr
【解析】选AB。由实验现象分析，将适量白色固体溶于水，得到无色溶液A，用铂丝蘸取少量溶液A在火焰上灼烧，产生黄色火焰，则溶液A中含有Na+，又少量溶液A加入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，继续加入氯化钡溶液生成不溶于硝酸的白色沉淀，则溶液中含有HSO3－或SO32－，溶液A为Na2SO3或NaHSO3，因为溶液A呈碱性，所以溶液A只为Na2SO3，Na2SO3溶液中加入硫粉加热反应生成Na2S2O3，Na2S2O3与在酸性条件下发生歧化反应生成S和SO2，Na2SO3溶液中加入AgBr形成配合物［Ag（S2O3）2］3－，因此白色固体为Na2SO3。根据上述分析可知，因此白色固体为Na2SO3，A选项错误；A溶液中不存在HSO3－，实验③中发生的离子反应为5SO32－+2MnO4－+6H+＝2Mn2++5SO42－+3H2O，B选项错误；实验④发生的反应为Na2SO3溶液中加入硫粉加热反应生成Na2S2O3，化学方程式为：Na2SO3+SNa2S2O3，C选项正确；实验④中AgBr沉淀溶解是因为Na2SO3溶液中加入AgBr时，Ag+与S2O32－会形成配合物［Ag（S2O3）2］3－，D选项正确。
3．（2020·呼和浩特质量普查调研）某澄清透明溶液中，可能大量存在下列离子中的若干种：H+、NH4+、K+、Mg2+、Cu2+、Br－、AlO2－、Cl－、SO42－、CO32－，现进行如下实验：①用试管取少量溶液，逐滴加入稀盐酸至过量，溶液先浑浊后又变澄清，有无色气体放出。将溶液分为3份。②在第1份溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，溶液先浑浊后又变澄清。加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，未见明显现象。③在第2份溶液中加入新制的氯水和CCl4，振荡后静置，下层溶液显橙红色。则下列推断正确的是（ ）。
A．溶液中一定有K+、Br－、AlO2－、CO32－
B．溶液中一定没有NH4+、Mg2+、Cu2+、Cl－
C．不能确定溶液中是否有K+、Cl－、SO42－
D．往第3份溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液可确认是否有Cl－
【解析】选A。①用试管取少量溶液，逐滴加入稀盐酸至过量，溶液先浑浊后又变澄清，有无色气体放出，可知无色气体为二氧化碳，一定含CO32－，溶液先浑浊后又变澄清可知，溶液中一定含AlO2－，由离子共存的条件可知，一定不含H+、Mg2+、Cu2+；②在一份溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，溶液先浑浊后又变澄清，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，未见明显现象，则溶液中不含NH4+；③在另一份溶液中加入新制的氯水和CCl4，振荡后静置，下层溶液显橙红色，则溶液中一定含Br－，由电荷守恒可知溶液中一定存在的阳离子为K+，不能确定是否含Cl－、SO42－。A项，由实验现象可知，溶液中一定存在K+、Br－、CO32－、AlO2－，故A正确；B项，由实验操作可知，一定不含NH4+、H+、Mg2+、Cu2+，不能确定溶液中是否含Cl－，故B错误；C项，溶液中一定含K+，不能确定是否含Cl－、SO42－，故C错误；D项，由于溶液事先已经加入盐酸，往第3份溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液无法确认是否有Cl－，故D错误。
【点睛】本题考查离子的共存，试题信息量较大，侧重分析与推断能力的考查，把握离子的反应、现象与结论的关系为解答的关键。
4．（2020·上海奉贤区一模）在pH＝1的含有Mg2+、Fe2+、Al3+三种阳离子的溶液中，可能存在的阴离子是：①Cl－；②NO3－；③SO42－；④S2－（ ）。
A．①② B．①③ C．③④ D．②③
【解析】选B。在pH＝1的含有Mg2+、Fe2+、Al3+三种阳离子的溶液中，H+、NO3－与Fe2+发生氧化还原反应，H+、S2－结合生成弱电解质，Mg2+、Fe2+分别与S2－结合生成沉淀，Al3+与S2－相互促进水解，Cl－和SO42－与H+、Mg2+、Fe2+、Al3+之间互不反应，可以共存，②④一定不存在，可能存在①③。
【点评】本题考查离子的共存，明确离子之间的反应、离子的性质是解答本题的关键，侧重复分解反应的离子共存考查，题目难度不大。
5．（2020·陕西兴平一模）某溶液中含有SO42－、SO32－、SiO32－、Br－、CO32－、Na+，向该溶液中通入过量的Cl2，下列判断正确的是：①反应前后，溶液中离子浓度基本保持不变的有SO42－、Na+；②有胶状物质生成；③有气体产生；④溶液颜色发生变化；⑤共发生了2个氧化还原反应（ ）。
A．②③④ B．①②③ C．①③⑤ D．②④⑤
【解析】选A。向溶液中通入过量的Cl2，Cl2可以氧化SO32－成为SO42－，所以SO32－浓度降低，SO42－浓度增大，Cl2也可以和Br－发生置换反应，使Br－浓度降低，生成的溴溶于水中使溶液颜色发生变化，Cl2溶于水生成的盐酸还可以跟CO32－发生反应生成CO2，使CO32－浓度降低，和SiO32－生成H2SiO3白色胶状沉淀，使SiO32－浓度降低，所以离子浓度基本保持不变的只有Na+。Cl2溶于溶液中发生了3个氧化还原反应，其中2个是Cl2分别和SO32－、Br－发生的，另一个是Cl2和水的歧化反应，所以②③④是正确的。
【点睛】Cl2和SO32－发生氧化还原反应，使SO32－浓度降低，还要考虑到生成了SO42－，使SO42－浓度增大，所以溶液中的SO32－、SO42－浓度都发生了变化。在Cl2通入该溶液的反应中，除了Cl2和SO32－、Br－发生的氧化还原反应外，不要忽略了还有Cl2和水发生的氧化还原反应。
6．（2020·吉林德惠一模）某溶液中可能含有Na+、NH4+、Ba2+、SO42－、I－、S2－。分别取样：①用pH计测试，溶液显弱酸性；②加氯水和淀粉无明显现象。为确定该溶液的组成，还需检验的离子是（ ）。
A．Na+ B．SO42－ C．Ba2+ D．NH4+
【解析】选A。溶液显弱酸性，则一定存在能水解的铵根离子，硫离子一定不能存在，无需检验；加氯水和淀粉无明显现象，氯水具有氧化性，能与碘离子发生氧化还原反应，所以I－一定不能共存，无需检验，因为溶液呈电中性，所以溶液中必须含有阴离子，则一定含有硫酸根离子，因此钡离子不能存在，则硫酸根离子、钡离子无需检验，钠离子是否存在需要检验。
【点睛】本题为高频考点，把握离子的检验方法及离子之间的氧化还原反应、相互促进的水解反应为解答的关键。根据离子的特征反应及离子间的共存情况，进行离子推断时要遵循以下三条原则：（1）互斥性原则。判断出一定有某种离子存在时，将不能与之共存的离子排除掉，从而判断出一定没有的离子。（2）电中性原则。溶液呈电中性，溶液中一定有阳离子和阴离子，不可能只有阳离子或阴离子。（3）进出性原则。离子检验时，加入试剂会引入新的离子，某些离子在实验过程中可能消失（如溶液中的AlO2－在酸过量时转化为Al3+），则原溶液中是否存在该种离子无法判断。解答时，首先，必须以扎实全面的基础知识作后盾。扎实全面的基础知识是考生认真、准确解答试题的前提和基础。例如考生要对离子的性质、离子的特征、离子间的反应关系要有准确全面的认识。其次，必须要有正确清晰的解题思路和正确灵活的解题方法。
7．（2020·沈阳一模）现有一混合物的水溶液，可能含有以下离子中的几种：K+、NH4+、Cl－、Mg2+、Ba2+、CO32－、SO42－现取三份各100mL溶液进行如下实验：第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生；第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到0.08mol气体；第三份加足量BaCl2溶液后，得到干燥沉淀12.54g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为4.66g。正确的是（ ）。
A．该混合液中一定含有：K+、NH4+、CO32－、SO42－，可能含Cl－，且n（K+）≥0.04mol
B．该混合液中一定含有：NH4+、CO32－、SO42－，可能含K+、Cl－
C．该混合液中一定含有：NH4+、CO32－、SO42－，可能含Mg2+、K+、Cl－
D．该混合液中一定含有：NH4+、SO42－，可能含Mg2+、K+、Cl－
【解析】选A。加入AgNO3溶液有沉淀产生可能说明有Cl－、CO32－、SO42－，加入足量NaOH溶液加热后收集到气体0.08mol说明一定有NH4+，且NH4+的物质的量是0.08mol，加足量BaCl2溶液后，得到干燥沉淀，经盐酸洗涤干燥后，沉淀质量减轻但没有完全反应，说明沉淀有碳酸钡和硫酸钡，即原溶液中有CO32－、SO42－，所以一定没有Mg2+和Ba2+，不能确定是否有Cl－。硫酸钡4.66g，即0.02mol，碳酸钡的质量为12.54g－4.66g＝7.88g，即0.04mol，根据电荷守恒，负电荷一共0.12mol，NH4+所带的正电荷是0.08mol，因此一定还有K+，且n（K+）≥0.04mol。
【点睛】在离子推断题里，如果给出离子的物质的量，一般要用到电荷守恒，即在电解质溶液中，阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。特别是最后判断某种离子的存在与否时，要根据前面已经推断出来的离子的物质的量或物质的量浓度，用电荷守恒来判断该离子是否存在，计算其物质的量或浓度的范围。
8．（2020·浙江选考模拟七）在Na+的物质的量浓度为0.5mol/L的某澄清溶液中，还可能含有如下离子：K+、Mg2+、Ba2+、NO3－、CO32－、SO42－，取100mL该溶液进行如下实验（气体体积在标准状况下测定）：Ⅰ.向该溶液中加入足量稀盐酸，在标准状况下放出0.56L气体（不考虑气体溶解）Ⅱ.向Ⅰ中所得的滤液中滴加足量BaCl2溶被产生白色沉淀23.3g；除Na+以外，溶液中离子判断正确的是（ ）。
A．只存在的离子是CO32－、SO42－
B．一定存在的离子是CO32－、SO42－、K+，其中K+浓度≥2mol/L
C．一定存在的离子是CO32－、SO42－、NO3－，其中NO3－浓度为0.2mol/L
D．一定不存在的离子是Mg2+、Ba2+，不能确定是否含有K+、NO3－
【解析】选B。100mLNa+的物质的量浓度为0.5mol/L的溶液中Na+的物质的量是0.05mol；向该溶液中加入足量稀盐酸，在标准状况下放出0.56L气体，说明含有CO32－，且物质的量是0.025mol，进一步推出不可能有Mg2+、Ba2+；向Ⅰ中所得的滤液中滴加足量BaCl2溶液产生白色沉淀23.3g，说明含有SO42－，且物质的量是0.1mol，根据电荷守恒，溶液中一定有K+，可能有NO3－，若不含NO3－，则K+的物质的量是0.2mol，若含有NO3－，则K+的物质的量大于0.2mol，所以K+浓度≥2mol/L，故B正确。
9．（2020·浙江选考模拟六）某透明溶液可能含有NH4+、Fe2+、Fe3+、SO42－、Cl－、CO32－离子中的若干种。取该溶液进行如下实验（已知Ag2SO4微溶于水，可溶于酸）：①向溶液中滴加过量的稀Ba（OH）2溶液，生成白色沉淀，没有气体产生，过滤；②向①所得的沉淀加热灼烧，最后得有色固体；③向①所得的滤液，先用HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液，无白色沉淀生成。下列推断正确的是（ ）。
A．一定没有NH4+和Cl－
B．白色沉淀是Fe（OH）2
C．第③步先用HNO3酸化，是为了防止SO42－和CO32－的干扰
D．原溶液中的溶质可能是（NH4）2Fe（SO4）2
【解析】选D。本题考查元素及其化合物的综合考察。溶液可能含有NH4+，遇稀的Ba（OH）2溶液，放不出氨气，A错误。白色沉淀灼烧后生成有色固体，一定有Fe元素，没有CO32－，步骤③没有Cl－，一定含有SO42－，白色沉淀中还含有BaSO4，B错误；步骤③步用HNO3酸化，是为了防止SO42－和过量的稀Ba（OH）2溶液中的OH－的干扰，没有CO32－，C错误。溶液中，一定有Fe2+、SO42－，可能有NH4+，溶质可能是（NH4）2Fe（SO4）2，D正确。
10．（2020·浙江选考模拟八）已知I2+SO32－+H2O＝2I－+SO42－+2H+；某溶液中有下列离子中的若干种：Cl－、I－、CO32－、SO32－、SO42－、Fe2+、Ag+、NH、Na+，现在进行以下系列实验：①通入一定量的Cl2，在标况下产生无色无味的气体224mL，无其他明显现象；②取①反应后的溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液，产生4.66g白色沉淀；③取②反应后溶液，加入过量氢氧化钠溶液，加热，产生气体1.12L（标况）。下列说法正确的是（ ）。
A．由①可知溶液中肯定不存在I－
B．溶液中是否有Na+，需要通过焰色试验确定
C．检验溶液中是否存在Cl－，可加入硝酸酸化的硝酸银溶液
D．该溶液中肯定含有CO32－、Na+、NH4+，至少含有SO32－、SO42－中的一种，可能含有Cl－、I－
【解析】选D。①通入一定的氯气，在标准状况下产生无色无味的气体，此气体为CO2，说明原溶液中含有CO32－，即CO32－的物质的量为＝0.01mol，无其他明显现象，即原溶液中不含Fe2+和Ag+；②取反应①后的溶液加入盐酸酸化BaCl2溶液，出现白色沉淀，因为氯气具有强氧化性，能把SO32－氧化成SO42－，因此原溶液中SO32－、SO42－至少存在一种，SO42－、SO32－总物质的量为＝0.02mol；③取②反应后的溶液，加入过量NaOH溶液，加热，产生气体，此气体为NH3，原溶液中存在NH4+，即物质的量为＝0.05mol，根据溶液呈现电中性，原溶液中一定存在Na+。I2+SO32－+H2O＝2I－+SO42－+2H+，推出SO32－的还原性强于I－，由①通入氯气的量是一定量，可能是过量，也可能不足，氯气先与SO32－反应，因此I－可能存在，也可能不存在，故A错误；根据上述分析，原溶液中一定存在Na+，故B错误；如果原溶液中存在I－，对Cl－的检验产生干扰，故C错误；根据上述分析，故D正确。
11．（2020·吕梁一模）现有五种可溶性物质A、B、C、D、E，它们所含的阴、阳离子互不相同，分别含有五种阳离子Al3+、Fe3+、Cu2+、Ba2+、K+和五种阴离子NO3－、OH－、Cl－、CO32－、Xn－（n＝1或2）中的一种。
（1）通过比较分析，无需检验就可判断其中必有的两种物质是________和_______。
（2）物质C中含有离子X n－。为了确定X n－，现将（1）中的两种物质记为A和B，当C与A的溶液混合时产生白色沉淀，继续加入过量A溶液白色沉淀部分溶解，然后将沉淀中滴入足量稀HCl，白色沉淀不溶解，则C为______（填化学式）。写出部分白色沉淀溶解的离子方程式______________________。
（3）将19.2gCu投入装有足量D溶液的试管中，Cu不溶解，再滴加稀H2SO4，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现，则物质D一定含有上述离子中的________（填相应的离子符号），写出Cu溶解的离子方程式_________________________，若要将Cu完全溶解，至少加入H2SO4的物质的量是__________。
（4）E溶液与氢碘酸反应时可生成使淀粉变蓝的物质，写出该反应的化学方程式为_____________________。
【解析】（1）因为碳酸根离子只能与钠离子结合才能形成可溶性物质K2CO3，与其他阳离子结合都是沉淀，氢氧根离子除与钾离子结合外还可以与钡离子结合形成可溶性物质，与其余三种结合都是沉淀，根据题意它们所含的阴、阳离子互不相同，所以氢氧根离子只能与钡离子结合形成Ba（OH）2；（2）根据C与A的溶液混合时产生白色沉淀，白色沉淀部分溶解，然后将沉淀中滴入足量稀HCl，白色沉淀不溶解，可知溶解沉淀为氢氧化铝，则B为Na2CO3，A为Ba（OH）2则C为Al2（SO4）3，则阴离子有SO42－，则X为SO42－，即C为Al2（SO4）3，沉淀溶解的离子方程式为Al（OH）3+OH－＝AlO2－+2H2O；（3）19.2gCu即物质的量为0.3mol，Cu投入装有足量D溶液的试管中，Cu不溶解，溶液中没有Fe3+，再滴加稀H2SO4，Cu逐渐溶解，管口有红棕色气体，说明开始产生的是NO，说明D中的阴离子一定是NO3－，则D为硝酸铜，E为氯化铁，管口有红棕色气体，说明开始产生的是NO，所以Cu溶解的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3－＝3Cu2++2NO↑+4H2O，根据关系0.3molCu消耗0.8mol氢离子，即0.4mol硫酸；（4）氯化铁溶液与氢碘酸反应氯化亚铁和使淀粉变蓝的I2，反应的化学方程式为：2FeCl3+2HI＝2FeCl2+I2+2HCl。
【答案】（1）K2CO3；Ba（OH）2
（2）Al2（SO4）3；Al（OH）3+OH－＝AlO2－+2H2O
（3）NO3－、Cu2+；3Cu+8H++2NO3－＝3Cu2++2NO↑+4H2O；0.4mol
（4）2FeCl3+2HI＝2FeCl2+I2+2HCl
【点睛】加碱先生成沉淀，继续加碱沉淀溶解，一定含有铝离子；加铜不反应，加硫酸生成气体，有无色气体，在空气中生成红棕色气体，说明含有硝酸根离子。
9．（2020·陕西兴平一模）有一瓶澄清的溶液，其中可能含有H+、Mg2+、K+、Ba2+、Fe3+、Cl－、CO32－、SO42－等离子，取该溶液进行以下实验：
A．用pH试纸检验，表明溶液呈强酸性。
B．取部分溶液逐滴加入NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变成碱性，整个滴加过程中，溶液均无沉淀生成。
C．取部分上述碱性溶液加Na2CO3溶液，有白色沉淀生成。
（1）根据上述事实确定：该溶液中肯定存在的离子有_______________；肯定不存在的离子有______________；
（2）可能存在的离子有_____________________，写出检验该离子的方法_______________。
【解析】用pH试纸检验，表明溶液呈强酸性，则溶液中不含有CO32－。取部分溶液逐滴加入NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变成碱性，整个滴加过程中，溶液均无沉淀生成，表明溶液中不含有Mg2+、Fe3+。取部分上述碱性溶液加Na2CO3溶液，有白色沉淀生成，表明溶液中含有Ba2+。依据溶液中离子应大量共存，可推知溶液中一定不含有SO42－。依据溶液一定呈电中性的原则，溶液中一定含有Cl－。（1）根据上述事实确定：该溶液中肯定存在的离子有H+、Ba2+、Cl－。肯定不存在的离子有CO32－、Fe3+、Mg2+、SO42－。（2）可能存在的离子有K+，检验K+的方法是焰色试验，为防钠的焰色的干扰，需透过蓝色钴玻璃。
【答案】（1）H+、Ba2+、Cl－；CO32－、Fe3+、Mg2+、SO42－
（2）K+（4）焰色试验，透过蓝色钴玻璃显紫色
二、表格型离子推断
1．（2020·青岛4月模拟）X溶液中含有下表所示离子中的某5种，且其离子浓度均为0.1mol/L（不考虑水的电离和离子水解）。向X溶液中加入足量稀盐酸，有气体生成，反应前后阴离子种类不变。下列叙述错误的是（ ）。
阳离子
Na+、Fe3+、Ba2+、Fe2+、Mg2+、Al3+
阴离子
OH－、NO3－、HCO3－、CO32－、SO42﹣、Cl﹣
A．原溶液中一定含有Mg2+
B．X溶液中不可能含有HCO3－和CO32－
C．X溶液中含有3种阳离子、2种阴离子
D．生成气体的离子反应方程式为3Fe2++4H++NO3－3Fe3++2H2O+NO↑
【解析】选C。各种离子的物质的量浓度均为0.1mol/L，向溶液X中加入足量的盐酸，有气体生成，且反应溶液中阴离子的种类没有变化，产生气体不可能是二氧化碳，则不含OH－、HCO3－和CO32－；根据表中的离子，可推知是Fe2+、NO3－在酸性环境下生成的一氧化氮，加入盐酸，生成气体的离子反应方程式为3Fe2++4H++NO3－3Fe3++2H2O+NO↑，NO3－反应后有剩余，故溶液中阴离子种类不变，所以原来溶液中含有Cl﹣。由于总共含有5种离子，根据电荷守恒及离子共存的条件可以判断还含有SO42﹣和Mg2+，所以原溶液中含有的五种离子为：Cl﹣、NO3－、SO42﹣、Fe2+、Mg2+。根据分析可知，原溶液中一定含有Mg2+，A正确；加入足量盐酸后阴离子种类不变，HCO3－和CO32与－H+反应后就不h存在b了，B正确；根据分析可知，原溶液中含有的五种离子为Cl﹣、NO3﹣、SO42﹣、Fe2+、Mg2+，共有2种阳离子、3种阴离子，C错误；Fe2+与NO3﹣、H+反应时Fe2+被氧化为三价铁，硝酸根被还原为NO，生成气体的离子反应方程式为3Fe2++4H++NO3－3Fe3++2H2O+NO↑，D正确。
【点睛】在离子类推断中，要注意溶液中的电荷守恒的原则，0.1mol/LCl﹣、NO3－和0.1mol/LFe2+已经电荷守恒了，而题目中五种离子，必然还有阴、阳离子，而阴离子只剩下SO42﹣了，所以有SO42﹣，那么，阳离子也只能是二价的，Ba2+与SO42﹣不能共存，只能是Mg2+。
2．（2020·浙江选考模拟五）有一溶液，欲确定是否含有下列离子：K+、Mg2+、Fe3+、Ba2+、SO42－、Cl－、I－、HCO3－，实验如下：
实验步骤
实验现象
①用玻璃棒蘸取少量该溶液，点在pH试纸中部
试纸变为红色
②取少量该溶液，加入BaCl2溶液
有白色沉淀生成
③取②中反应后的上层清液，加入AgNO3溶液
有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸
④取少量该溶液，加入NaOH溶液
只有红褐色沉淀生成
下列判断正确的是（ ）。
A．溶液中阳离子只有Fe3+
B．由于没有Na+，焰色试验观察K+时不必用蓝色的钴玻璃
C．假如没有步骤①，也不影响溶液中离子的判断
D．步骤④发生反应的离子方程式只有：Fe3++3OH－＝Fe（OH）3↓
【解析】选C。①步pH试纸变红，说明溶液显酸性，HCO3－不能大量存在；②步说明有SO42－，Ba2+就不能大量存在；③步不能说明有Cl－，因为②中引入了Cl－；④步说明有Fe3+。溶液一定含有的阳离子：Fe3+和H+，A错误；由于没有Na+，焰色试验时，Fe3+也会干扰离子的判断，B错误；没有步骤①，④步说明有Fe3+，也能体现溶液显酸性，不影响溶液中离子的判断，C正确；步骤④发生反应的离子方程式一定有：Fe3++3OH－＝Fe（OH）3↓，H++OH－＝H2O，D错误。
3．（2020·吉林德惠一模）某工业废水中仅含下表离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L。
阳离子
K+、Cu2+、Fe3+、Al3+、Fe2+
阴离子
Cl－、CO32－、NO3－、SO42－、SiO32－
甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：
I．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）。
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化。
Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。
请推断：
（1）由I、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是_____________（写离子符号）。
（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是___________________。
（3）将Ⅲ中红棕色气体（标况下）收集一试管然后倒扣入水中（假设溶质不扩散），所得溶液的物质的量浓度为_________mol/L（精确到千分位）。
（4）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是___________，阴离子是_______。
（5）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体为_________________，质量为_______________g。
【解析】Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察），说明没有K+；Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化，说明没有Fe3+；Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变，说明Fe2+与NO3－和H+反应生成NO，即溶液中有Fe2+、NO3－，加盐酸溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中有Cl－，加盐酸溶液依然澄清加盐酸说明没有SiO32－；Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明有SO42－；综上所述，溶液中一定不含有的离子是K+、Fe3+、SiO32－；一定含有Fe2+、NO3－、Cl－、SO42－。根据各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L，则溶液中一定还含有一种阳离子，根据电荷守恒，该阳离子所带电荷＝1+1+2－2＝2，因此一定含有Cu2+，且一定没有CO32－。（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是K+、Fe3+。（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体，是Fe2+与NO3－和H+反应生成NO，其离子方程式：3Fe2++NO3－+4H+＝3Fe3++NO↑+2H2O。（3）标准状况下，将一充满NO2气体的试管，倒扣于水中，至液面不再升高时，最后得到的硝酸，3NO2+H2O＝2HNO3+NO，设试管体积为VL，最终试管中所得溶液的体积为VL，生成硝酸的物质的量为×＝×mol，因此溶液的物质的量浓度＝×mol÷VL＝0.045mol/L。（4）由以上推断可知溶液中阴离子为Cl－、NO3－、SO42－，且各为0.1mol/L；已经推断出的阳离子是Fe2+，其浓度为0.1mol/L，由电荷守恒可知溶液中还有一种+2价阳离子，所以还有Cu2+，所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是：Fe2+、Cu2+；阴离子是：Cl－、NO3－、SO42－。（5）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，Fe2+生成Fe（OH）2，又被氧气氧化为Fe（OH）3，Cu2+生成Cu（OH）2，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体为Fe2O3和CuO；根据元素守恒：n（CuO）＝n（Cu2+）＝cV＝0.1mol/L×0.1L＝0.01mol；n（Fe2O3）＝n（Fe2+）＝0.005mol，所以固体质量为：m（CuO）+m（Fe2O3）＝0.01mol×80g/mol+0.005mol×160g/mol＝1.6g。
【答案】（1）K+、Fe3+（2）3Fe2++NO3－+4H+＝3Fe3++NO↑+2H2O
（3）0.045（4）Fe2+、Cu2；Cl－、NO3－、SO42－
（5）CuO和Fe2O3；1.6
三、框图型离子推断
1．（2020·浙江选考模拟）某试液中只可能含有K+、NH4+、Fe2+、Al3+、Cl－、CO32－、SO42－、NO3－中的若干种离子，离子浓度均为0.1mol/L，某同学进行如下实验。下列说法正确的是（ ）。
A．无法确定沉淀C的成分
B．无法确定原试液中是否存在K+、Al3+、Cl－
C．试液中可能含有CO32－、K+、NH4+
D．试液中一定存在的离子为NH4+、Fe2+、SO42－、NO3－
【解析】选D。试液中加入盐酸产生气体，说明一定含有硝酸根离子和二价铁离子或是含有碳酸根，滤液中加入氢氧化钠生成气体，说明一定含有氨根离子，产生沉淀A，该沉淀只能是氢氧化铁，因此一定存在Fe2+、NO3－，滤液中通入二氧化碳，得不到沉淀，则一定不含铝离子，即原溶液中一定存在的离子为NH4+、Fe2+、NO3－；根据离子浓度均为0.1mol•L－1结合电荷守恒，原溶液中一定存在SO42－，因此原溶液中一定存在的离子为NH4+、Fe2+、SO42－、NO3－，无法确定原试液中有K+、Cl－，一定不含Al3+。
【点睛】本题考查了常见离子的性质检验和溶液组成的判断，熟悉离子的性质及检验方式是解题关键。本题的易错点和难点是硫酸根离子的判断，需要注意结合电荷守恒分析判断。
2．（2020·日照市五莲县高三上学期10月模块诊断）某废水中可能存在的离子如下：Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、AlO2－、CO32－、S2－、SO32－、SO42－。现取该溶液进行有关实验，实验过程及现象如图所示：
下列说法不正确的是（ ）。
A．根据实验①中的现象可推出，淡黄色沉淀一定不是AgBr
B．根据实验②中的现象可推出，气体B是CO2，沉淀B是Al（OH）3，原溶液中一定含有AlO2－
C．根据实验③中的现象可推出，气体C是NH3，沉淀C一定有BaCO3，可能有BaSO4
D．原溶液中肯定含有Na+、AlO2－、S2－，不能确定是否含有SO32－、SO42－
【解析】选D。实验①中由于无色溶液与过量溴化氢反应生成了气体A和淡黄色沉淀A，沉淀若是溴化银，则不存在S2－、CO32－、SO32－，就不可能生成气体A，所以淡黄色沉淀一定不是AgBr，A选项正确；溶液A中含有过量的溴化氢，与过量的碳酸氢铵反应，生成的气体B为二氧化碳，白色沉淀只能为氢氧化铝，说明原溶液中一定含有偏铝酸根离子，B选项正确；溶液B与过量氢氧化钡溶液反应，生成的气体C为氨气，白色沉淀C中一定含有过量的碳酸氢铵与氢氧化钡反应生成的碳酸钡沉淀，可能含有原溶液中的硫酸根离子与钡离子生成的硫酸钡沉淀，C选项正确；根据上述分析，溶液中肯定含有Na+、S2－、SO32－、AlO2－，不能确定是否含有CO32－、SO42－，D选项错误。
3．（2020·日照4月模拟）固体粉末X中可能含有Fe、Fe2O3、K2SiO3、K2SO3、K［Al（OH）4］、MgCl2、K2CO3中的若干种。为确定该固体粉末的成分，现取X进行连续实验，实验过程及现象如下：
根据上述实验，以下说法正确的是（ ）。
A．气体A一定只是NO
B．由于在溶液A中加入BaCl2溶液有沉淀产生，因此可以判断溶液甲中含有K2SO3
C．若向固体甲中加入足量浓盐酸，再加KSCN溶液，没有血红色，则证明原混合物中一定没有Fe2O3
D．溶液甲中一定含有K2SiO3，可能含有K［Al（OH）4］、MgCl2
【解析】选B。固体粉末X中Fe、Fe2O3不溶于水，加入浓硝酸，产生有色气体二氧化氮，则一定含有金属铁，得到的溶液B中含有硝酸铁，遇到硫氰化钾显示血红色，K2SiO3、K2SO3、K［Al（OH）4］、MgCl2、K2CO3能溶于水，向其中过量的稀硝酸，硅酸钾和H+反应得到硅酸沉淀，则原物质中一定含有K2SiO3，则一定不含有MgCl2，K2SO3被氧化为硫酸钾，会产生NO气体，K［Al（OH）4］和稀硝酸反应，先析出沉淀随后溶解，MgCl2不和硝酸反应，K2CO3可以和稀硝酸反应生成二氧化碳气体，溶液A中加入氯化钡，产生沉淀，则原物质中一定含有K2SO3，可能含有K［Al（OH）4］、K2CO3，则一定不含有MgCl2；综上可知：原物质中一定含有：Fe、K2SiO3、K2SO3，可能含有：K［Al（OH）4］、K2CO3，Fe2O3；气体A中含有NO，还可能含有CO2，故A错误；溶液A中加入氯化钡，产生沉淀，则原物质中一定含有K2SO3，故B正确；若向固体甲中加入足量浓盐酸，再加KSCN溶液，没有血红色，可能是Fe2O3和盐酸反应生成的铁离子和含有的金属铁之间反应转化为亚铁离子了，所以加KSCN溶液，没有血红色，不能证明原混合物中一定没有Fe2O3，故C错误；溶液甲中一定含有K2SiO3，一定不含有MgCl2，可能含有K［Al（OH）4］、K2CO3，故D错误。
【点睛】本题需要注意把握反应的现象，根据实验现象结合物质的性质进行判断，易错点为B和D。
4．（2020·荆州一模）某100mL溶液可能含有Na+、NH4+、Fe3+、CO32－、SO42－、Cl－中的若干种，取该溶液进行连续实验，实验过程如图：（所加试剂均过量，气体全部逸出）下列说法正确的是（ ）。
A．若原溶液中不存在Na+，则c（Cl－）＜0.1mol•L－1
B．原溶液可能存在Cl－和Na+
C．原溶液中c（CO32－）是0.01mol•L－1
D．原溶液一定存在CO32－和SO42－，一定不存在Fe3+
【分析】加入BaCl2溶液之后，有沉淀生成，且加入过量盐酸之后，沉淀质量减少，则说明一定有CO32－、SO42－这两种离子，一定没有Fe3+（Fe3+和CO32－会发生双水解反应，不能共存），且沉淀2为BaSO4，n（BaSO4）＝＝0.01mol，m（BaCO3）＝4.30g－2.33g＝1.97g，则n（BaCO3）＝＝0.01mol。加入NaOH溶液产生1.12L（标况）气体，则溶液中有NH4+，NH3有0.05mol，即n（NH4+）＝0.05mol。CO32－和SO42－所带的负电荷的物质的量为0.01mol×2+0.01mol×2＝0.04mol，NH4+所带正电荷的物质的量为0.05mol×1＝0.05mol，根据电荷守恒，可以推断出溶液中一定有Cl－，且最少为0.01mol（因为无法判断是否有Na+，如果有Na+，需要多于的Cl－去保持溶液的电中性）。
【解析】选D。若原溶液中不存在Na+，则c（Cl－）＝＝0.1mol•L－1，A错误；原溶液中一定有Cl－，可能有Na+，B错误；经计算，原溶液中，n（CO32－）＝0.01mol，则c（CO32－）＝＝0.1mol•L－1，C错误；加入BaCl2溶液之后，有沉淀生成，且加入过量盐酸之后，沉淀质量减少，则说明一定有CO32－、SO42－这两种离子，一定没有Fe3+，D正确。
【点睛】溶液中的离子要保持电荷平衡，即正负电荷所带的电荷量相等，以保持溶液的电中性。
5．（2020·浙江教育绿色评价联盟模拟）某无色溶液中可能含有Na+、K+、NH4+、Ca2+、Cu2+、SO42－、SO32－、Cl－、Br－、CO32－中的若干种，离子浓度都为0.1mol·L－1。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。某同学另取少量原溶液，设计并完成如右实验：则下列关于原溶液的判断正确的是（ ）。
A．若步骤中Ba（NO3）2和HNO3的混合溶液改用BaCl2和盐酸的混合溶液，则对溶液中离子的判断无影响
B．无法确定原溶液中是否存在Cl－
C．肯定存在的离子是SO32－、Br－，是否存在Na+、K+需要通过焰色试验来确定
D．肯定不存在的离子是Ca2+、Cu2+、SO42－、CO32－，是否含NH4+另需实验验证
【解析】选A。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，说明无SO42－，加足量氯水，无气体产生，则无CO32－，溶液加四氯化碳分液，下层橙黄色，则有Br－，上层加硝酸钡和稀硝酸有白色沉淀生成，则有SO32－，无Mg2+。溶液中离子浓度都为0.1mol·L－1，根据电荷守恒，一定含有NH4+、Na+、K+，一定不存在Cl－。滤液中加硝酸酸化的硝酸银有白色沉淀产生，是因为加氯水时引入了氯离子。注意检验是否有硫酸根离子，根据硫酸钡不溶于酸的特点进行判断，溶液中已含有氯离子，所以没有关系，故A符合题意；根据题目中浓度都相等利用电荷守恒可以判断出是否有氯离子，故B错误；肯定存在的离子是SO32－、Br－、NH4+、Na+、K+，故C错误；根据电荷守恒可以判断出溶液中有铵根离子，故D错误。
6．（2020·临川第三次模拟）某1L待测溶液中除含有0.2mol·L－1的Na+外，还可能含有下列离子中的一种或多种：
阳离子
K+、NH4+、Fe3+、Ba2+
阴离子
Br－、Cl﹣、HCO3－、CO32－、SO42﹣、SO32﹣
现进行如下实验操作（每次实验所加试剂均过量）
下列说法不正确的是（ ）。
A．向溶液B中加AgNO3与HNO3的操作是多余的，待测液中一定含有的离子是K+、NH4+、CO32－、HCO3－、且c（K+）≥0.1mol·L－1
B．生成白色沉淀B的离子方程式为Ba2++HCO3－+OH－＝BaCO3↓+H2O
C．已知白色沉淀C能溶于浓氨水，离子方程式为AgCl+2NH3·H2O＝Ag（NH3）2++Cl－+2H2O
D．若无色气体D是混合气体，则沉淀A的成分可能是BaCO3、BaSO3、BaSO4
【解析】选A。待测液和氯化钡溶液反应得到沉淀A，则溶液中可能含有CO32－、SO32－、SO42－，向沉淀中加入稀硝酸生成气体，且有部分沉淀不溶解，则溶液中存在CO32－，可能存在SO32－、SO42－中的两种或一种，根据离子共存知，溶液中不存在Ba2+，滤液A中有Ba2+，加入过量的NaOH溶液得到气体B，白色沉淀B，则溶液中一定含有NH4+、HCO3－，一定不存在Fe3+，气体B为NH3，白色沉淀B为0.1molBaCO3，滤液B中加入硝酸银、硝酸溶液得到白色沉淀C，C为AgCl，说明滤液B中含有Cl－，由于加入氯化钡溶液，不能确定原溶液中是否含有Cl－。向溶液B中加AgNO3与HNO3的操作不是多余的，是为了判断是否含有溴离子，根据上述分析，待测液除含有Na+外，一定含有K+、NH4+、CO32－、HCO3－，n（NH4+）＝n（NH3）＝0.1mol，则c（NH4+）＝0.1mol/L，溶液中c（Na+）＝0.2mol/L，c（HCO3－）＝0.1mol/L，c（CO32－）＝0.1mol/L，c（SO42－）＝0.05mol/L，单位体积正电荷＝1×0.1+1×0.2＝0.3，单位体积内负电荷＝1×0.1+2×0.1+2×0.05＝0.4，则c（K+）≥0.1mol·L－1，故A错误；生成白色沉淀B的离子方程式为Ba2++HCO3－+OH－＝BaCO3↓+H2O，故B正确；白色沉淀C为AgCl，所以与氨水的离子方程式为AgCl+2NH3·H2O＝Ag（NH3）2++Cl－+2H2O，故C正确；若无色气体D是混合气体，由分析可知，则沉淀A的成分可能是BaCO3、BaSO3、BaSO4，故D正确。
7．（2020·吉林德惠一模）为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气（主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分），设计了如下流程：下列说法不正确的是（ ）。
A．固体1中主要含有Ca（OH）2、CaCO3、CaSO3
B．X可以是空气，且需过量
C．捕获剂所捕获的气体主要是CO
D．处理含NH4+废水时，发生反应的离子方程式为：NH4++NO2－＝N2↑+2H2O
【解析】选B。工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成固体1为CaCO3、CaSO3，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后到的NaNO2，X可为空气，但不能过量，否则得到硝酸钠，NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，则气体2含有CO、N2，捕获剂所捕获的气体主要是CO。工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成CaCO3、CaSO3，因氢氧化钙过量，则固体1为主要含有Ca（OH）2、CaCO3、CaSO3，故A正确；由分析可知，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后到的NaNO2，X可为空气，但不能过量，否则得到硝酸钠，故B错误；气体2含有CO、N2，经捕获剂得到氮气和CO，所捕获的气体主要是CO，防止污染空气，故C正确；NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，发生氧化还原反应，离子方程式为NH4++NO2－＝N2↑+2H2O，故D正确。
【考点】考查了物质的分离、提纯的相关知识。
8．（2020·安康一模）溶液A中可能含有如下离子：Na+、NH4+、Ba2+、Mg2+、SO42－、SO32－、Cl－、OH－。某同学设计并完成了如下的实验：
下列说法正确的是（ ）。
A．气体F能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
B．溶液A中一定存在NH4+、SO42－、SO32－，可能存在Na+
C．溶液A中一定存在NH4+、Mg2+、SO42－、SO32－，可能存在Cl－
D．溶液A中可能存在Cl－，且c（Na+）≥0.20mol·L－1
【解析】选D。溶液A中滴加过量BaCl2溶液所得沉淀B溶解于稀盐酸，部分溶解，并得到沉淀D为BaSO4，物质的量是0.01mol，溶解的为BaSO3，质量为2.17g，物质的量为0.01mol，由此推断原溶液中含有SO42－和SO32－，物质的量均为0.01mol；排除原溶液中含有Ba2+；滤液C中加入足量NaOH溶液，无沉淀可知溶液中无Mg2+，有气体放出，可知溶液中有NH4+，根据生成氨气448mL，可知溶液中NH4+的物质的量为0.02mol；溶液是电中性的，根据电荷守恒可知，溶液中一定还含有Na+，其物质的量为0.02mol，可能还含有Cl－。气体F能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，A错误；由分析可知，溶液A中一定存在Na+，B错误；由分析可知，溶液A中一定不存在Mg2+，C错误；由分析可知，溶液A中不存在Cl－时Na+物质的量为0.02mol，若溶液A中存在Cl－，Na+物质的量大于0.02mol，即c（Na+）≥0.20mol·L－1，D正确。
9．（2020·哈尔滨第一次调研）某l00mL溶液可能含有Na+、NH4+、Fe3+、CO32－、SO42－、Cl－中的若干种，取该溶液进行连续实验，实验过程如图：（所加试剂均过量，气体全部逸出）下列说法不正确的是（ ）。
A．原溶液一定存在CO32－和SO42－，一定不存在Fe3+
B．是否存在Na+只有通过焰色试验才能确定
C．原溶液一定存在Na+，可能存在Cl－
D．若原溶液中不存在Cl－，则c（Na+）＝0.1mol·L－1
【解析】选B。向原溶液中加入BaCl2溶液，产出4.30g白色沉淀，该沉淀与盐酸反应，部分沉淀溶解，则2.33g沉淀2为BaSO4，物质的量为0.01mol，溶解的沉淀为BaCO3，质量为4.30g－2.33g＝1.97g，物质的量为0.01mol，则原溶液中一定含有0.01mol的SO42－和0.01mol的CO32－，加入BaCl2溶液后过滤，向滤液中加入NaOH溶液产生气体，则该气体为NH3，体积为0.672L，物质的量为0.03mol，在原溶液中含有NH4+0.03mol，没有红褐色沉淀生成，一定不含有Fe3+，根据电荷守恒，若没有Cl－，则含有0.01molNa+，若有Cl－，则含有Na+的物质的量大于0.01mol。根据上述分析，原溶液一定存在CO32－和SO42－，一定不存在Fe3+，故A正确；根据上述分析，原溶液中一定存在Na+，故B错误；根据上述分析，原溶液一定存在Na+，可能存在Cl－，故C正确；根据上述分析，若原溶液中不存在Cl－，则c（Na+）＝0.01mol÷0.1L＝0.lmol·L－1，故D正确。
【点睛】本题考查离子共存、离子反应及离子的判断，难度不大。特别注意：①BaCO3难溶于水，易溶于酸，BaSO4难溶于水，也难溶于酸；②与碱反应生成的气体为氨气，Fe3+与OH－反应生成红褐色沉淀氢氧化铁；③溶液呈电中性，根据电荷守恒来判断Na+是否存在。
10．常温下，某澄清透明溶液中可能存在：Na+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、Br－、SO32－、SO42－中的一种或多种（不考虑水的电离和离子的水解），各离子的物质的量浓度均为0.1mol·L－1。现进行如下实验，（流程中所加试剂均为过量），下列说法正确的是（ ）。
A．沉淀B中肯定含有氢氧化铁，可能含有氢氧化镁
B．样品溶液中肯定不存在Cu2+和SO32－，可能含有Na+
C．样品溶液中肯定存在Na+、Fe2+、Br－、SO42－
D．1 L黄色溶液D能恰好溶解铁2.8克
11．（2020·浙江选考模拟二）某试液中只可能含有K+、NH4+、Fe2+、Al3+、Cl－、CO32－、SO42－、NO3－中的若干种离子，离子浓度均为0.1mol/L，某同学进行如下实验。下列说法正确的是（ ）。
A．无法确定沉淀C的成分
B．无法确定原试液中是否存在K+、Al3+、Cl－
C．试液中可能含有CO32－、K+、NH4+
D．试液中一定存在的离子为NH4+、Fe2+、SO42－、NO3－
【解析】选D。试液中加入稀硫酸产生气体，说明一定含有硝酸根离子和二价铁离子或是含有碳酸根，滤液中加入氢氧化钠生成气体，说明一定含有铵根离子，产生沉淀C，该沉淀只能是氢氧化铁，因此一定存在Fe2+、NO3－，滤液中通入二氧化碳，得不到沉淀，则一定不含铝离子，即原溶液中一定存在的离子为NH4+、Fe2+、NO3－；根据离子浓度均为0.1mol·L－1，结合电荷守恒，原溶液中一定存在SO42－，因此原溶液中一定存在的离子为NH4+、Fe2+、SO42－、NO3－，无法确定原试液中有K+、Cl－，一定不含Al3+，故选D。
12．（2020·安徽肥东1月调研）某强酸性溶液X，可能含有Al3+、Ba2+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32－、SO42－、SiO32－、NO3－中的一种或几种离子，取该溶液进行实验，其现象及转化如下图。反应过程中有一种气体是红棕色。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NO3－的判断一定正确的是___________。
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________________，并用双线桥法表示电子转移的方向和数目。
（4）若转化③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__________。
（5）对不能确定是否存在的离子，可以另取X溶液，加入下列溶液中的－种，根据现象即可判断，该试剂最好是_____________。
①NaOH溶液 ②KSCN溶液 ③石蕊试剂
④pH试纸 ⑤KMnO4溶液 ⑥氯水和KSCN的混合溶液
【解析】某强酸性溶液X，则溶液中不存在弱酸根离子CO32－、SiO32－，溶液和硝酸钡溶液反应生成沉淀C，则溶液中存在SO42－，不存在和硫酸根离子反应的Ba2+，沉淀C是BaSO4；酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，所以溶液中Fe2+和NO3－不能共存，加入硝酸钡产生气体，则溶液中存在Fe2+，不存在NO3－，因此A是NO；A是NO，则D是NO2，二氧化氮化和水反应生成硝酸和NO，则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NH4+，F是NH3，硝酸和氨气反应生成硝酸铵，则I是NH4NO3；溶液中存在Fe3+，产生沉淀G，则沉淀G是Fe（OH）3，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，则溶液中存在Al3+，沉淀K是Al（OH）3，溶液L是NaHCO3。（1）由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在弱酸根离子，所以不存在的离子有CO32－、SiO32－；（2）根据上述分析，强酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，如果存在硝酸根离子，则不存在亚铁离子，加入硝酸钡溶液时不能产生气体，所以溶液X中一定没有NO3－；（3）亚铁离子和硝酸反应生成铁离子、一氧化氮和水，反应的离子方程式为：3Fe2++NO3－+4H+＝3Fe3++NO↑+2H2O，用双线桥法表示电子转移的方向和数目为：；（4）若转化③中，NO2、H2O、O2三种物质恰好发生化合反应生成HNO3，该反应方程式为：4NO2+2H2O+O2＝4HNO3，则反应中D与O2的物质的量之比为4∶1。（5）因为存在的亚铁离子被硝酸氧化生成了铁离子，因此溶液中Fe3+是否存在不能确定，Fe3+和硫氰化钾溶液反应生成血红色溶液，所以可以用硫氰化钾溶液检验，氢氧化钠尽管也能与铁离子反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀，但存在Al3+、Fe2+，会干扰铁离子的检验，故最好选②。
【答案】（1）CO32－、SiO32－（2）b
（3）（4）4∶1（5）②
【点睛】本题的难点是亚铁离子的判断，要注意原溶液中只有亚铁离子检验较强的还原性，能够与硝酸反应产生气体，也是本题的易错点之一，另一个易错点为（5），要注意其余离子对铁离子检验的干扰。
四、图像型离子推断
1．（2020·安庆一模）将1.0mol/L盐酸逐滴滴入到100mL含有NaOH、NaAlO2和Na2CO3的混合溶液中，反应过程如图所示。下列有关说法不正确的是（ ）。
A．混合液中NaOH的物质的量浓度为0.1mol/L
B．x＝0.01
C．BC段的反应过程离子方程式为：CO32－+H+＝HCO
D．V＝110
【解析】选C。将1.0mol/L盐酸逐滴滴入到100mL含有NaOH、NaAlO2和Na2CO3的混合溶液中，OA段发生的反应为H++OH－＝H2O，AB段开始产生沉淀，发生的反应为H++AlO2－+H2O＝Al（OH）3↓，BC段无沉淀产生，发生的反应为CO32－+H+＝HCO3－和H++HCO3－＝H2O+CO2↑，CD段沉淀溶解，发生的反应为Al（OH）3+3H+＝Al3++3H2O。混合液中NaOH的物质的量浓度为c（NaOH）＝＝0.1mol/L，故A正确；AB段消耗氢离子的物质的量为1.0mol/L×0.01L＝0.01mol，根据方程式H++AlO2－+H2O＝Al（OH）3↓，生成沉淀的物质的量为0.01mol，故B正确；BC段的反应过程离子方程式为：CO32－+H+＝HCO3－和H++HCO3－＝H2O+CO2↑，故C错误；根据B已知沉淀的物质的量为0.01mol，则根据方程式Al（OH）3+3H+＝Al3++3H2O，可知消耗氢离子的体积为＝0.03L＝30mL，则V＝80+30＝110，故D正确。
【点睛】由于偏铝酸的酸性比碳酸氢根的酸性弱，所以本题中，会先生成氢氧化铝，后发生碳酸根和氢离子的反应。
2．（2020·贵阳一模）某无色溶液中可能含有H+、NH4+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Cu2+、CO32－、SO42－、NO3－中的几种。①若加入锌粒，产生无色无味的气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法错误的是（ ）。
A．溶液中的阳离子有H+、Mg2+、Al3+、NH4+
B．cd段的离子方程式为Al（OH）3+OH－＝AlO2－+2H2O
C．溶液中n（NH4+）＝0.2mol
D．n（H+）∶n（Mg2+）∶n（Al3+）＝1∶1∶1
【解析】选D。溶液呈无色，溶液中一定不含Fe3+、Cu2+，由①知溶液中一定含有H+，一定没有CO32－、NO3－，由②及图像知溶液中一定含有Mg2+、Al3+和NH4+，且n（NH4+）＝0.7mol−0.5mol＝0.2mol，故A正确；cd段是Al（OH）3溶解，离子方程式正确，故B正确；由①知溶液中一定含有H+，一定没有CO32－、NO3－，由②及图像知溶液中一定含有Mg2+、Al3+和NH4+，且n（NH4+）＝0.7mol−0.5mol＝0.2mol，故C正确；n（H+）＝0.1mol，n（Al3+）＝0.8mol−0.7mol＝0.1mol，沉淀Al3+、Mg2+共消耗0.4molOH−，其中沉淀Al3+消耗0.3molOH−，沉淀Mg2+消耗0.1molOH−，根据Mg2+~2OH−，可得n（Mg2+）＝0.05mol，n（H+）∶n（Mg2+）∶n（Al3+）＝2∶1∶2，故D错误。
3．（2020·哈尔滨第一次调研）某溶液中可能含有OH－、CO32－、AlO2－、SiO32－、SO42－、HCO3－、Na+、Fe3+、Mg2+、Al3+等离子。当向该溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的盐酸溶液时，发现生成沉淀的物质的量随盐酸溶液的体积变化如下图所示。下列说法正确的是（ ）。
A．原溶液中可能含有Na2SO4、可能不含有CO32－
B．原溶液中一定含有的阴离子只有：OH－、AlO2－、CO32－
C．原溶液中含CO32－与AlO2－的物质的量之比为3∶4
D．a－d＞
【解析】选C。由图象分析可知，开始无沉淀生成说明加入的盐酸和溶液中的碱反应，说明溶液中一定含OH－离子，则与氢氧根离子不能共存的是Fe3+、Mg2+、Al3+；随后反应生成沉淀逐渐增大，说明是AlO2－、SiO32－和氢离子反应生成氢氧化铝沉淀和硅酸沉淀，由于AlO2－与HCO3－发生反应生成氢氧化铝沉淀，则溶液中一定不存在HCO3－；继续加入盐酸沉淀量不变，消耗盐酸的离子只能是CO32－离子，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。溶液中硫酸根离子不能确定，剩余原溶液中不一定含有Na2SO4，故A错误；依据判断原溶液中一定含有的阴离子是：OH－、SiO32－、AlO2－、CO32－，故B错误；依据图像可知和碳酸根离子反应的盐酸为2体积，CO32－+2H+＝CO2↑+H2O氢氧化铝溶解消耗的盐酸体积为4体积，Al（OH）3+3H+＝Al3++3H2O，原溶液中含有CO32－与AlO2－的物质的量之比为3∶4，故C正确；根据图像溶解氢氧化铝消耗的盐酸体积为4，假设盐酸的浓度为1mol/L，则消耗氯化氢4mol，则溶解的氢氧化铝为mol，则溶液中含有molAlO2－，沉淀molAlO2－需要盐酸mol，a－d对应于AlO2－和SiO32－消耗的盐酸大于mol，即a－d＞，故D错误。
【点睛】本题考查了离子检验的方法和应用，题目难度较大，正确分析图像曲线变化为解题关键。注意掌握硅酸根离子、偏铝酸根离子、氢氧化铝的化学性质及检验方法。本题的易错点为D，要注意根据反应的方程式分析判断，要知道a－d对应于AlO2－和SiO32－消耗的盐酸。
五、固体混合物推断
1．（2020·浙江选考模拟一）有一混合固体，只含有下列物质中的若干种：K2CO3、Mg（NO3）2、Ba（NO3）2、NaHCO3。①将混合固体溶于水，产生沉淀甲，过滤，取滤液。②取少量滤液加入足量AgNO3溶液，过滤，取滤渣。③取少量滤渣加入足量盐酸，产生气体，得沉淀乙。根据上述实验，以下推测正确的是（ ）。
A．沉淀乙一定为纯净物
B．Mg（NO3）2一定存在
C．NaHCO3一定不存在
D．沉淀甲一定为混合物
【解析】选A。沉淀甲可以是碳酸钡沉淀、或碳酸镁沉淀或二者的混合沉淀，D错误；K2CO3溶液与硝酸银反应也会有沉淀生成，NaHCO3溶液可有也可没有，C错误；碳酸钾与硝酸钡溶液反应可以生成碳酸钡沉淀，Mg（NO3）2可以不存在，B错误；和足量的AgNO3溶液反应产生沉淀，沉淀中加入足量盐酸，产生气体可以是二氧化碳，得沉淀只能是氯化银固体，沉淀乙一定为纯净物，A正确。
2．（2020·浙江选考模拟四）为研究某固体混合物样品的成分，取等质量的两份该固体，进行如下实验（不考虑盐类的水解及水的电离）；（1）一份固体溶于水得透明溶液，加入足量BaCl2溶液，得沉淀6.63g，在沉淀中加入过量稀盐酸，仍有4.66g沉淀。（2）另一份固体与过量NaOH固体混合后充分加热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体0.672L（标准状况）。根据上述实验现象，该固体样品的成分可能是（ ）。
A．Na2SO4、（NH4）2CO3、KCl
B．KCl、Na2CO3、（NH4）2SO4
C．CuCl2、Na2CO3、（NH4）2SO4
D．Na2SO4、NH4Cl、K2CO3
【解析】选D。该题目是定性分析和定量分析的结合。根据（1）中沉淀6.63g和4.66g可知，含有SO42－和CO32－，且二者的物质的量分别为0.02mol、0.01mol。根据（2）中气体0.672L可知含有NH4+0.03mol。根据离子的定量关系看，只能选择Na2SO4、NH4Cl、K2CO3，若选择B项KCl、Na2CO3、（NH4）2SO4，SO42－0.02mol时NH4+有0.04mol，不符合定量关系，A、C项也类似。
3．（2020·浙江选考模拟三）固体粉末X中可能含有Fe、FeO、CuO、MnO2、KCl和K2CO3中的若干种。为确定该固体粉末的成分，某同学依次进行了以下实验：①将X加入足量水中，得到不溶物Y和溶液Z；②取少量Y加入足量浓盐酸，加热，产生黄绿色气体，并有少量红色不溶物；③用玻璃棒蘸取溶液Z滴于广泛pH试纸上，试纸呈蓝色；④向Z溶液中滴加AgNO3溶液，生成白色沉淀。分析以上实验现象，下列结论正确的是（ ）。
A．X中一定不存在FeO
B．不溶物Y中一定含有MnO2和CuO，而Fe与FeO中至少含有一种
C．Z溶液中一定含有K2CO3
D．向④中所生成的白色沉淀中滴加盐酸，若沉淀不完全溶解，则粉末X中含有KCl
【解析】选C。②少量Y加入足量浓盐酸，加热，产生黄绿色气体，此气体为Cl2，即X中含有MnO2，并有少量红色不溶物，此红色不溶物为Cu，说明X中含CuO，还有Fe，③中pH试纸呈蓝色，说明Z溶液显碱性，即X中一定含有K2CO3。根据上述分析，X中可能含有FeO，故A错误；根据上述分析，一定含有Fe，可能含有FeO，故B错误；根据上述分析，X中一定含有K2CO3，故C正确；白色沉淀中滴加盐酸，若沉淀不完全溶解，此沉淀中含有AgCl，但Cl－来自于盐酸，因此不能确定X中含有KCl，故D错误。
4．（2020·浙江选考模拟六）某科学兴趣小组查阅资料得知，反应温度不同，氢气还原氧化铜的产物就不同，可能是Cu或Cu2O，Cu和Cu2O均为不溶于水的红色固体，但氧化亚铜能与稀硫酸反应，化学方程式为：Cu2O+H2SO4＝CuSO4+Cu+H2O，为探究反应后的红色固体中含有什么物质？他们提出了以下假设：
假设一：红色固体中只有Cu
假设二：红色固体中只有Cu2O
假设三：红色固体中有Cu和Cu2O
下列判断正确的是（ ）。
A．取少量红色固体，加入足量的稀硫酸，若溶液无明显现象，则假设一和二都成立
B．若看到溶液变成蓝色，且仍有红色固体，则只有假设三成立
C．现将7.2g红色固体通入足量的H2还原，最后得到固体6.4g，则假设二成立
D．实验室可以用葡萄糖和新制的含NaOH的Cu（OH）2沉淀，加热后制取Cu2O
【解析】选C。若混合物中含有Cu2O，则加入足量的稀硫酸会发生如下反应Cu2O+H2SO4＝CuSO4+Cu+H2O，则溶液会变蓝，有红色固体残留，但是不能确定红色固体是原有的铜还是新产生的铜，所以A和B选项均错误；固体质量减少的是氧元素的质量，则m（O）＝7.2g－6.4g＝0.8g，根据氧元素守恒，则有n（Cu2O）＝n（O）＝＝0.05mol，反应的Cu2O的质量为：m（Cu2O）＝0.05mol×144g/mol＝7.2g，则红色固体中只有Cu2O，假设二成立，C选项正确；葡萄糖和新制的含NaOH的Cu（OH）2悬浊液加热反应生成Cu2O，反应的化学方程式为CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu（OH）2CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O。
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