2022高考化学一轮复习专练8离子综合推断含解析

专练8　离子综合推断

一、单项选择题

1．[2021·山西河津中学月考]某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是(　　)

A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋

B．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋

C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋

D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋

2．[2021·大同一中高三检测化学试题]已知：SO＋I2＋H2O===SO＋2H＋＋2I－，某无色溶液中可能含有I－、NH、Cu2＋、SO，向该溶液中加入少量溴水，溶液仍呈无色，则下列判断正确的是 (　　)

A．不能肯定是否含有Cu2＋　  B．肯定不含NH

C．可能含有SO    D．可能含有I－

3．某溶液X中可能含有下列离子中的若干种：Cl－、SO、SO、HCO、Na＋、Mg2＋、Fe3＋，为了确定该溶液的组成，某同学取100mL上述溶液X，进行了如下实验(必要时可加热)，下列说法不正确的是(　　)

A．气体A可能是CO2或SO2

B．溶液X中一定存在SO

C．溶液X中一定不存在Fe3＋和Mg2＋，可能存在Na＋

D．向溶液A中加入硝酸酸化的硝酸银溶液可能生成白色沉淀

4．离子甲与微粒乙在溶液中的转化关系如下图所示，则离子甲不可能是(　　)

A．HCO　　B．NHC．Al3＋　　D．Mg2＋

5．[2021·山西应县一中月考]对于某酸性溶液(可能含有Br－、SO、H2SO3、NH)，分别进行如下实验：①加热时放出的气体可使品红溶液褪色；②加入碱溶液使溶液呈碱性，再加热时放出的气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝；③加入氯水时，溶液略呈橙红色，再加入BaCl2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀。对于下列物质不能确定其在原溶液中是否存在的是(　　)

A．Br－　　　B．SOC．H2SO3　　D．NH

6．由下列实验及现象推出的相应结论正确的是(　　)

7.某Na2CO3、NaAlO2的混合溶液逐滴加入1mol·L－1的盐酸，测得溶液中CO、HCO、AlO、Al3＋的物质的量与加入盐酸溶液的体积变化关系如图所示，正确的是(　　)

A．原混合溶液中的CO与AlO的物质的量之比为1:2

B．V1:V2＝1:5

C．M点时生成的CO2为0.05mol

D．a曲线表示的离子方程式为AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓

8．某工厂的污水中可能含有NH、Fe2＋、Cl－、Fe3＋、SO、HCO离子中的一种或几种，为检验上述离子，某兴趣小组设计了如下实验方案，下列说法正确的是(　　)

A．沉淀1为BaCO3和BaSO4

B．沉淀2可能为AgCl和Ag2SO4

C．该污水中一定存在Fe3＋，不存在Fe2＋

D．该污水中一定存在NH、Cl－、Fe3＋、SO离子

二、不定项选择题

9．某无色溶液中含有Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、Cu2＋、NH、Na＋中的一种或几种，取100mL该溶液，向其中不断滴加NaOH溶液，产生的沉淀随着NaOH体积变化的关系如图所示，则下列叙述不正确的是(　　)

A．该溶液中一定不含Fe3＋、Cu2＋、Mg2＋

B．该溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋、NH，且三者物质的量浓度之比为1:1:1

C．所加NaOH溶液物质的量浓度为0.1mol/L

D．a点到b点，发生的化学反应：NH＋OH－===NH3·H2O

10．[2021·浙江嘉兴高三月考]某无色溶液X可能含有：K＋、Na＋、NH、Mg2＋、Ba2＋、HCO、Cl－、SO中的若干种，且离子浓度相同，为确定其组成，依次进行下列实验。①取少量溶液X，向其中加入足量的氢氧化钠溶液，有白色沉淀A产生；微热，闻到刺激性气味。②过滤上述混合物，在滤液中加入足量的氯化钡溶液，有白色沉淀B产生，再加入足量的稀硝酸，沉淀不溶解。根据上述实验，以下说法不正确的是(　　)

A．溶液X一定含有NH、Mg2＋、SO、HCO

B．溶液X中一定没有HCO，但不能确定是否含有Cl－

C．溶液X中是否含有Na＋、K＋需要通过焰色反应确定

D．白色沉淀A和白色沉淀B都是纯净物

11．在200mL含Mg2＋、Al3＋、NH、H＋、Cl―等离子的溶液中，逐滴加入5mol·L－1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如图所示。下列叙述不正确的是(　　)

A．x与y的差值为0.01mol

B．原溶液中c(Cl－)＝0.75mol·L－1

C．原溶液的pH＝1

D．原溶液中n(Mg2＋):n(Al3＋)＝5:1

12．下列关于物质或离子检验的叙述正确的是(　　)

A．在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋

B．气体通过无水CuSO4，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气

C．灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋

D．将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO2

三、非选择题

13．有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、NO、SO、I－、HCO，实验如下：

由此判断：

(1)溶液中一定存在的离子是_________________________________________________

_____________________________________________________________________________；

溶液中肯定不存在的离子是_________________________________________________

_____________________________________________________________________________。

(2)写出实验步骤(2)中所发生反应的离子方程式________________________________

_____________________________________________________________________________。

(3)写出实验步骤(5)中沉淀部分溶解的离子方程式______________________________

_____________________________________________________________________________。

(4)不能确定的离子是________，为了进一步确定其是否存在，应该补充的实验是________。

14．某无色溶液中可能含有Mg2＋、Ba2＋、Cl－、CO、Cu2＋、Fe3＋中的一种或几种离子。为确定其成分，进行以下实验：

实验1：取10mL无色溶液，滴加过量稀盐酸无明显现象。

实验2：另取10mL无色溶液，加入足量的Na2SO4溶液，有白色沉淀生成。

实验3：取实验2后的溶液于锥形瓶中，向锥形瓶中逐滴加入NaOH溶液，滴加过程中产生沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示。

回答下列问题：

(1)原溶液中不存在的离子是________，存在的离子是________。

(2)实验3中，图像中OA段反应的离子方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)根据图像计算原溶液中Mg2＋的物质的量浓度________。

15．某强酸性无色溶液中可能含下表离子中的若干种离子。

实验Ⅰ：取少量该试液进行如下实验。

实验Ⅱ：为了进一步确定该溶液的组成，取100mL原溶液，向该溶液中滴加1mol·L－l的NaOH溶液，产生沉淀的质量与氢氧化钠溶液体积的关系如图所示。

回答下列问题：

(1)不进行实验就可以推断出，上表中的离子一定不存在的有________种。

(2)通过实验Ⅰ可以确定该溶液中一定存在的阴离子是________。检验气体X的方法是______________；沉淀Z的化学式为________。

(3)写出实验Ⅱ的图像中BC段对应的离子方程式：________________________________。

(4) A点对应的固体质量为________g。

(5)通过上述信息，推算该溶液中阴离子的浓度为________mol·L－l。

专练8　离子综合推断

1．D　加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀，后迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，据此判断一定存在Fe2＋；氢氧化铁为红褐色，颜色比白色深，若有Fe3＋存在，不会看到溶液中白色沉淀，所以一定不存在Fe3＋；Mg2＋与氢氧根离子反应生成白色的氢氧化镁沉淀，所以不能确定是否有Mg2＋，故各种离子存在情况是：一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋，选项D正确。

2．D　本题考查氧化还原反应的应用、离子反应。溶液是无色溶液，说明一定不含Cu2＋，向该无色溶液中加入少量溴水，溴水褪色，溶液呈无色，说明一定存在还原性离子，由于离子还原性SO＞I－，这说明溶液中一定含有SO，可能含I－；根据以上分析可知溶液中一定含有SO，一定不含Cu2＋，可能含有I－，根据电荷守恒分析铵根离子一定存在。

3．C　溶液X与足量Ba(OH)2溶液反应生成白色沉淀A，则溶液X中一定不含Fe3＋，白色沉淀A与足量盐酸反应，得到白色沉淀B和气体A，则白色沉淀B为BaSO4，故溶液X中一定存在SO，气体A为CO2或SO2或CO2和SO2的混合气体。①若气体A是CO2，则溶液X中一定存在SO、HCO，可能还含有Cl－、Na＋、Mg2＋(Na＋、Mg2＋至少存在一种)，一定不含SO、Fe3＋；②若气体A是SO2，则溶液中一定存在SO、SO，由于SO和Mg2＋不共存，则溶液X中一定存在SO、SO、Na＋，可能还含有Cl－，一定不存在Mg2＋、HCO、Fe3＋；③若气体A是CO2、SO2的混合气体，则溶液X中一定存在SO、SO、HCO、Na＋，可能还含有Cl－，一定不存在Mg2＋、Fe3＋。由上述分析可知，A、B正确，C错误；溶液X中可能含有Cl－，所以向溶液A中加入硝酸酸化的硝酸银溶液可能生成AgCl白色沉淀，D正确。

4．A　A．发生的反应是HCO＋OH－===CO＋H2O，CO＋2H＋===H2O＋CO2↑，HCO不符合转化关系，故选A；B.NH＋OH－===NH3·H2O，NH3·H2O＋H＋===NH＋H2O，符合转化关系，故不选B；C.发生的反应是Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O，符合转化关系，故不选C；D.Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O，符合转化关系，故不选D。

5．B　①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色，说明生成二氧化硫气体，说明溶液中含有H2SO3；②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝；证明气体是NH3，原溶液含有NH；③加入氯水时，溶液略显黄色，证明溶液中含有Br－，再加入BaCl2溶液，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸，说明生成硫酸钡沉淀，但在硝酸溶液中亚硫酸可以被氧化为硫酸，和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，不能确定原溶液中是否含有硫酸根离子。

6．B　某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中有Fe2＋，但是无法证明是否有Fe3＋，A错误；向C6H5ONa溶液中通入CO2，溶液变浑浊，说明生成了苯酚，根据强酸制弱酸的原则，得到碳酸的酸性强于苯酚，B正确；溶液中有Na2S，加入硫酸铜溶液以后，Cu2＋一定与溶液中的S2－反应得到黑色的CuS沉淀，不能证明发生了沉淀转化，C错误。向溶液中加入硝酸钡溶液，再加入盐酸时，溶液中就会同时存在硝酸根和氢离子，溶液具有硝酸的强氧化性，不能排除SO的干扰，D错误。

7．D　向Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入1mol/LHCl，首先发生反应AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，a线表示AlO，由图可知AlO消耗盐酸50mL，根据方程式可知n(AlO)＝n(H＋)＝0.05mol，当AlO反应完毕，又发生反应CO＋H＋===HCO，b线表示CO，c线表示HCO，由图可知CO反应消耗盐酸50mL，由方程式可知n(CO)＝n(H＋)＝0.05mol。当CO反应完，发生反应HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，d线表示HCO，当HCO反应完，该微粒消耗的盐酸50mL，根据方程式可知n(HCO)＝n(H＋)＝0.05mol，最后发生反应：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，e线表示Al3＋，由图可知Al(OH)3反应完毕，根据方程式可知n(H＋)＝3n[Al(OH)3]＝3×0.05mol＝0.15mol，该阶段加入盐酸体积为0.15mol÷1mol/L＝0.15L＝150ml。所以原混合溶液中的CO与AlO的物质的量之比为0.05mol:0.05mol＝1:1，选项A错误；当溶液中n(CO)＝n(HCO)，溶液中加入的HCl的体积是75ml；当Al(OH)3完全溶解时消耗的HCl的体积是150ml＋150ml＝300ml，所以V1:V2为75ml:300ml＝1:4，所以选项B错误；由上述分析可知M点时溶液中CO完全转化为HCO，没有CO2生成，选项C错误；a曲线表示的离子方程式为：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，选项D正确。

8．D　沉淀1中还含有Fe(OH)3，A错误；污水中加入过量Ba(OH)2后，溶液中硫酸根全部生成BaSO4沉淀，溶液1中不含SO，沉淀2中不可能有Ag2SO4，B错误；该污水中一定存在Fe3＋，但不能确定是否存在Fe2＋，C错误；污水中加Ba(OH)2有使红色石蕊试纸变蓝的氨气产生，原溶液中有NH，加KSCN溶液有血红色出现，则原溶液中有Fe3＋，溶液1加硝酸和硝酸银生成白色沉淀，说明原溶液中含Cl－，沉淀1加足量盐酸，不能完全溶解，说明沉淀中有BaSO4，则原溶液中含有SO，D正确。

9．AC　无色溶液中一定不含Fe3＋、Cu2＋；由图像可知oa段：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，ab段：NH＋OH－===NH3·H2O，bc段：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O该溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋、NH，消耗氢氧化钠的体积分别是20mL、30mL、10mL，根据反应量的关系，三者物质的量浓度之比为1:1:1，故A错误，B正确。根据图像氢氧化铝的物质的量是0.01mol，据bc段：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，消耗氢氧化钠体积是10mL，物质的量是0.01mol，所以NaOH溶液物质的量浓度为1mol/L，故C错误；ab段发生反应：NH＋OH－===NH3·H2O，故D正确。

10．AB　加入足量NaOH溶液，有白色沉淀产生，此沉淀应是Mg(OH)2或是BaCO3中的一种，微热，闻到刺激性气味气体产生，此气体为NH3，则原溶液中含有NH，滤液中加入足量的BaCl2溶液，有白色沉淀产生，再加入足量的硝酸，沉淀不溶解，此沉淀为BaSO4，则原溶液中含有SO，一定没有Ba2＋，沉淀A为Mg(OH)2，原溶液中一定含有Mg2＋，根据电荷守恒，以及离子浓度相同，HCO和Cl－至少含有一种。根据上述分析，另一种阴离子可能是Cl－也可能是HCO，故A、B错误；是否含有Na＋和K＋，需要通过焰色反应确定，故C正确；白色沉淀A是Mg(OH)2，白色沉淀B为BaSO4，都是纯净物，故D正确。

11．B　由图像可知，x与y的差值即为Al(OH)3的物质的量，由Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，NaOH的物质的量为(35－33)mL×10－3L×5mol·L－1＝0.01mol，即Al(OH)3的物质的量也为0.01mol，A正确；溶液中的阴离子只有Cl－，则加入33mLNaOH溶液时，Cl－全部存在于NaCl中，则Cl－的物质的量为33mL×10－3L×5mol·L－1＝0.165mol，原溶液中c(Cl－)＝＝0.825mol·L－1，B错误；0～4mL时发生H＋与氢氧化钠的反应，则H＋的物质的量为4mL×10－3L×5mol·L－1＝0.02mol，c(H＋)＝＝0.1mol/L，原溶液的pH＝1，C正确；由Al3＋～Al(OH)3，则n(Al3＋)＝0.01mol,4～30mL时发生Mg2＋、Al3＋与氢氧化钠的反应生成沉淀，共消耗NaOH的物质的量为(30－4)mL×10－3L×5mol·L－1＝0.13mol，Al3＋消耗的NaOH的物质的量为0.01mol×3＝0.03mol，则与Mg2＋反应的NaOH的物质的量为0.13mol－0.03mol＝0.1mol，由Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，n(Mg2＋)＝0.05mol，原溶液中n(Mg2＋):n(Al3＋)＝5:1，D正确。

12．B　在溶液中加KSCN，溶液显红色，可证明溶液中含有Fe3＋，但不能证明无Fe2＋，A错误；无水CuSO4固体遇水显蓝色，通常用于检验水的存在，B正确；灼烧白色粉末，火焰呈黄色，可证明原粉末中有Na元素，但不能确定是否有K＋，因为K元素的焰色需要透过蓝色钴玻璃才能观察到，C错误；能使澄清石灰水变浑浊的气体有CO2和SO2，所以，澄清石灰水变浑浊不能证明原气体一定是CO2，D错误。

13．(1)Mg2＋、Al3＋、NO、SO　Fe2＋、Ba2＋、I－、HCO

(2)3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O

(3)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O

(4) K＋　焰色反应

解析：因溶液无色透明，则不含有Fe2＋；由(1)pH试纸显红色，说明溶液显示酸性，HCO不存在；由(2)知溶液中含有NO，则一定不含有I－；由(3)知溶液中含有SO，则一定不含有Ba2＋；由(5)知溶液中含有铝离子、镁离子。

14．(1)CO、Cu2＋、Fe3＋　Mg2＋、Ba2＋、Cl－

(2)H＋＋OH－===H2O　(3)1mol/L

解析：溶液无色，则不含Cu2＋、Fe3＋，溶液中滴加过量稀盐酸无明显现象，则无CO，根据电荷守恒溶液中必含Cl－，溶液中加入足量的Na2SO4溶液，有白色沉淀生成，则溶液中一定含有Ba2＋，根据实验3图像可知溶液中含有Mg2＋，Mg(OH)2为0.58g，物质的量为0.01mol，溶液体积为10ml，所以Mg2＋浓度为1mol/L。

15．(1)4　(2)NO　用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸靠近气体X，试纸变蓝　Mg(OH)2

(3)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O　(4)0.136　(5)0.08

解析：溶液无色，则不存在亚铁离子、高锰酸根离子；溶液显酸性，则不存在硅酸根离子和亚硫酸根离子；该溶液与硝酸银溶液混合后无沉淀生成，则不存在氯离子，因此一定含有硝酸根离子；该溶液与稀硫酸反应得不到沉淀，说明不存在钡离子，所得溶液与过量的氢氧化钠溶液混合生成气体X、溶液Y和沉淀Z，X是氨气，一定含有铵根离子；沉淀一定是氢氧化镁，含有镁离子；根据图像可知开始时氢氧化钠首先中和氢离子，然后沉淀金属阳离子，沉淀达到最大值后开始与铵根结合生成氨气，然后沉淀开始减少，最后不再发生变化，所以溶解的沉淀一定是氢氧化铝，含有铝离子。

(1)根据以上分析可知不进行实验就可以推断出上表中的离子一定不存在的有4种，即亚铁离子、硅酸根离子、高锰酸根离子和亚硫酸根离子。

(2)通过实验Ⅰ可以确定该溶液中一定存在的阴离子是NO。氨气是碱性气体，检验氨气的方法是用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸靠近气体X，试纸变蓝；根据以上分析可知沉淀Z的化学式为Mg(OH)2。

(3)实验Ⅱ的图像中BC段发生氢氧化铝的溶解，对应的离子方程式为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。

(4)A点消耗氢氧化钠6mL，则与金属阳离子反应的氢氧化钠是5mL，物质的量是0.005mol。溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠是1mL，物质的量是0.001mol，所以生成的氢氧化铝是0.001mol，则与镁离子反应的氢氧化钠是0.002mol，氢氧化镁是0.001mol，所以对应的固体质量为0.001mol×(58＋78) g/mol＝0.136g。

(5)与氢离子反应的氢氧化钠是1mL，物质的量是0.001mol，即氢离子是0.001mol。与铵根反应的氢氧化钠是2mL，物质的量是0.002mol，即铵根是0.002mol，根据溶液显电中性可知硝酸根的物质的量是0.001mol＋0.002mol＋0.001mol×3＋0.001mol×2＝0.008mol，所以该溶液中阴离子的浓度为0.008mol÷0.1L＝0.08mol·L－l。