資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
第3講　離子反應(yīng)的應(yīng)用
【備考目標(biāo)】　1.掌握有關(guān)離子共存的判斷。2.了解常見離子的檢驗(yàn)方法。3.能利用典型代表物的性質(zhì)和反應(yīng)，進(jìn)行離子推斷和設(shè)計(jì)常見物質(zhì)檢驗(yàn)的方案。
考點(diǎn)1　離子共存的判斷
離子共存的本質(zhì)是同一溶液中的幾種離子不發(fā)生任何反應(yīng)。判斷多種離子能否大量共存于同一溶液中，歸納起來就是抓住：一色、二性、三特殊、四反應(yīng)。
1．一色——溶液顏色
無色溶液中，有顏色的離子一定不能大量存在。幾種常見離子的顏色：
離子 Cu2＋ Fe3＋ Fe2＋ MnO
溶液顏色 藍(lán)色 棕黃色 淺綠色 紫紅色
2.二性——溶液的酸堿性
(1)在強(qiáng)酸性溶液中，OH－及弱酸根離子(如CO、ClO－、SO、S2－、CH3COO－等)不能大量存在。
(2)在強(qiáng)堿性溶液中，H＋及弱堿陽離子(如NH、Al3＋、Cu2＋、Mg2＋、Zn2＋、Fe3＋等)不能大量存在。
(3)HCO、HS－、HSO、HPO、H2PO等在強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性溶液中均不能大量存在。
3．三特殊——三種特殊情況
(1)[Al(OH)4]－與HCO不能大量共存，反應(yīng)的離子方程式為：[Al(OH)4]－＋HCO===Al(OH)3↓＋CO＋H2O。
(2)“NO＋H＋”的組合具有強(qiáng)氧化性，與S2－、Fe2＋、I－、SO等還原性的離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。
(3)NH與CH3COO－、CO，Mg2＋與HCO等組合中，雖然兩種離子都能水解且水解相互促進(jìn)，但總的水解程度仍很小，它們在溶液中仍能大量共存。
4．四反應(yīng)——四種反應(yīng)類型
(1)離子間發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)
①生成難電離物質(zhì)(水、弱酸、一水合氨等)或氣體的離子不能大量共存。
如H＋與CH3COO－、CO、S2－、SO等不能大量共存；OH－與NH等不能大量共存；H＋與OH－生成水不能大量共存。
②生成難溶物或微溶物的離子不能大量共存。
陽離子 不能大量共存的陰離子
Ba2＋、Ca2＋、Pb2＋ CO、SO、SO、SiO、PO
Cu2＋、Fe2＋ OH－、S2－、CO、HCO、SiO、[Al(OH)4]－
Mg2＋、Zn2＋ OH－、CO、SiO、[Al(OH)4]－
H＋ SiO、[Al(OH)4]－
(2)離子間發(fā)生氧化還原反應(yīng)
強(qiáng)氧化性與強(qiáng)還原性的離子(或分子)在溶液中會發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。
【示例】 判斷下表中所列離子之間能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)，能反應(yīng)的打“√”，不能反應(yīng)的打“×”。
S2－ SO I－ Fe2＋ Br－ Cl－
MnO (H＋) √ √ √ √ √ √
ClO－ √ √ √ √ √ √ (酸性)
NO (H＋) √ √ √ √ √ ×
Fe3＋ √ √ √ × × ×
(3)離子間發(fā)生水解相互促進(jìn)的反應(yīng)
當(dāng)弱酸的酸根(如CO)與弱堿的陽離子(如Al3＋)同時(shí)存在于水溶液中時(shí)，弱酸的酸根水解生成的OH－與弱堿的陽離子水解生成的H＋反應(yīng)生成水，從而使兩種離子的水解平衡互相促進(jìn)而向水解方向移動(dòng)，甚至完全反應(yīng)，如3CO＋2Al3＋＋3H2O===3CO2↑＋2Al(OH)3↓。常見的因發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存的離子如下：
①Al3＋與CO、HCO、S2－、HS－、[Al(OH)4]－、SiO。
②Fe3＋與CO、HCO、[Al(OH)4]－、SiO。
(4)離子間發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)
①Fe3＋與SCN－因生成Fe(SCN)3而不能大量共存。
②Ag＋與NH3·H2O因生成[Ag(NH3)2]＋而不能大量共存。
③Cu2＋與NH3·H2O因生成[Cu(NH3)4]2＋而不能大量共存。
題組練習(xí)
注意限定條件，考慮溶液的隱含性質(zhì)，判斷離子能否共存
(1)解答離子共存類題目要審清題目要求的關(guān)鍵詞語，如“一定大量共存”“可能大量共存”或“不能大量共存”等。
(2)充分考慮指定微粒或物質(zhì)對溶液酸堿性、氧化性和還原性的影響，如：
含有大量Fe3＋的溶液 隱含溶液呈酸性，并具有較強(qiáng)氧化性
含有大量NO的酸性溶液 隱含溶液具有強(qiáng)氧化性
含有大量S2－、SO、[Al(OH)4]－的溶液 隱含溶液呈堿性
1．常溫下，下列各種溶液中，一定不能大量共存的離子組是(　　)
A．pH＝0的溶液中：Fe2＋、Cl－、SO、I－
B．由水電離出的c(H＋)＝10－14 mol·L－1的溶液中：Na＋、[Al(OH)4]－、S2－、SO
C．含有大量Fe3＋的溶液中：Mg2＋、Al3＋、Cu2＋、SO
D．使紫色石蕊溶液變紅色的溶液中：K＋、Na＋、Ca2＋、HCO
解析：選D。pH＝0的溶液呈酸性，酸性溶液中Fe2＋、Cl－、SO、I－相互不反應(yīng)，能大量共存，A不符合題意；由水電離出的c(H＋)＝10－14 mol·L－1的溶液可能顯酸性也可能顯堿性，若為酸性溶液，則[Al(OH)4]－、S2－都不能存在，若為堿性溶液，則Na＋、[Al(OH)4]－、S2－、SO之間相互不反應(yīng)，可以共存，B不符合題意；含有大量Fe3＋的溶液顯酸性，Mg2＋、Al3＋、Cu2＋、SO、Fe3＋之間都不反應(yīng)，能大量共存，C不符合題意；使紫色石蕊溶液變紅色的溶液呈酸性，則HCO不能大量存在，D符合題意。
2．下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的有幾組(　　)
①酸性溶液中：Na＋、ClO－、SO、I－
②無色溶液中：K＋、Na＋、MnO、SO
③堿性溶液中：Cl－、CO、SO、K＋、[Al(OH)4]－
④中性溶液中：Fe3＋、K＋、Cl－、SO
⑤常溫下，由水電離出的c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：Na＋、Ba2＋、Cl－、Br－
⑥與鋁粉反應(yīng)放出H2的無色溶液中：NO、Al3＋、Na＋、SO
A．1組 B．2組 C．3組 D．4組
解析：選B。①酸性溶液中存在大量H＋，ClO－與H＋能夠反應(yīng)生成弱電解質(zhì)HClO，且ClO－能氧化I－，因此該組微粒不能大量共存；②含MnO的溶液呈紫紅色，MnO不能在無色溶液中大量共存；③堿性溶液中存在大量OH－，該組微粒相互之間不會發(fā)生反應(yīng)，因此能夠大量共存；④含F(xiàn)e3＋的溶液呈酸性，F(xiàn)e3＋不能在中性溶液中大量共存；⑤常溫下，由水電離出的c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1的溶液可能呈酸性，也可能呈堿性，該組微粒之間不會發(fā)生反應(yīng)，且與H＋、OH－均不會反應(yīng)，因此能夠大量共存；⑥與鋁粉反應(yīng)放出H2的無色溶液可能為酸溶液，也可能為強(qiáng)堿溶液，強(qiáng)堿性條件下Al3＋能與OH－發(fā)生反應(yīng)而不能大量共存。綜上所述，各組離子在指定溶液中一定能大量共存的有③⑤，共2組。
考點(diǎn)2　離子的檢驗(yàn)與推斷
1．常見陽離子的檢驗(yàn)與推斷
陽離子 試劑或方法 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
Na＋ 焰色試驗(yàn) 黃色火焰
K＋ 焰色試驗(yàn) 紫色火焰(透過藍(lán)色鈷玻璃)
Mg2＋ NaOH溶液 白色沉淀，不溶于過量的堿
Al3＋ NaOH溶液 白色沉淀，溶于過量的強(qiáng)堿
Fe2＋ ①用NaOH溶液：白色沉淀→灰綠色→紅褐色；②先加KSCN溶液，再加氯水：溶液先無明顯現(xiàn)象，再變紅色；③滴加K3[Fe(CN)6]溶液：產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
Fe3＋ ①用NaOH溶液：生成紅褐色沉淀；②用KSCN溶液：溶液呈紅色；③用苯酚溶液：溶液呈紫色
Cu2＋ NaOH溶液 藍(lán)色沉淀，加熱則沉淀變黑
Ag＋ ①含Cl－的溶液、稀硝酸：白色沉淀，不溶于稀硝酸；②用稀氨水：先生成白色沉淀，然后沉淀溶解
Ba2＋ 先加稀鹽酸，再加可溶性的硫酸鹽溶液 開始無明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀
NH NaOH溶液，加熱 產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體
2.常見陰離子的檢驗(yàn)與推斷
陰離子 試劑或方法 現(xiàn)象
Cl－ 硝酸銀溶液與稀HNO3 白色沉淀，不溶于稀硝酸
Br－ ①用硝酸銀溶液與稀HNO3：淺黃色沉淀，不溶于稀硝酸；②用氯水和四氯化碳：溶液分層，下層為橙紅色
I－ ①用硝酸銀溶液與稀HNO3：黃色沉淀，不溶于稀硝酸；②用氯水和四氯化碳：溶液分層，下層為紫色；③用氯水和淀粉溶液：淀粉溶液變成藍(lán)色
SO 先加鹽酸，再加氯化鋇溶液 開始無現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀
SO 先加氯化鋇溶液，再加稀鹽酸，生成的氣體通入品紅溶液 先沉淀，后溶解，品紅溶液褪色
CO 先加氯化鋇溶液，再加稀鹽酸，生成的氣體通入澄清石灰水 先沉淀，后溶解，產(chǎn)生無色無味氣體，澄清石灰水變渾濁
HCO 開始無現(xiàn)象，后產(chǎn)生無色無味的氣體，澄清石灰水變渾濁
NO 濃硫酸、銅片 放出紅棕色氣體
SiO 稀HCl 產(chǎn)生白色膠狀沉淀
[Al(OH)4]－ 稀HCl 先生成白色沉淀，后溶解
3.常見的離子檢驗(yàn)中的排“干擾”措施
待檢離子 干擾離子 排干擾措施
Cl－ SO 加過量的Ba(NO3)2溶液
CO、OH－ 加稀硝酸酸化
SO CO、SO、Ag＋ 加鹽酸酸化
SO CO 加鹽酸后將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中
CO SO 加硝酸后將產(chǎn)生的無色無味氣體通入澄清石灰水中
,[關(guān)鍵點(diǎn)撥]
1．離子檢驗(yàn)時(shí)的主要依據(jù)
(1)生成氣體，如NH、CO的檢驗(yàn)；
(2)生成沉淀，如Cl－、SO的檢驗(yàn)；
(3)顯現(xiàn)特殊顏色，如Fe3＋的檢驗(yàn)；
(4)焰色試驗(yàn)，檢驗(yàn)金屬單質(zhì)或金屬離子。
2．離子檢驗(yàn)時(shí)的答題模板
(1)實(shí)驗(yàn)操作
取少量或適量待檢溶液于試管中，加入……試劑，再加入……試劑
(2)現(xiàn)象描述
①溶液由……變?yōu)椤?，②若有……生成，③若沒有……等
(3)得出結(jié)論
如“若……說明……，若……說明……”
3．兩種典型離子檢驗(yàn)時(shí)的注意事項(xiàng)
(1)檢驗(yàn)SO時(shí)
所用的鋇鹽不能是Ba(NO3)2 溶液，因?yàn)樵谒嵝詶l件下，SO、HSO會被溶液中的NO(H＋)氧化成SO，從而得出錯(cuò)誤結(jié)論。
(2)檢驗(yàn)Fe2＋時(shí)
溶液中含F(xiàn)e2＋、Fe3＋，不含Cl－時(shí)，可加入酸性KMnO4溶液，溶液褪色，說明溶液中含有Fe2＋，不能用KSCN溶液和氯水，原因是Fe3＋會形成干擾；溶液中含有Fe2＋、Fe3＋、Cl－時(shí)，加入K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀，不能用酸性KMnO4溶液，原因是Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色。
題組練習(xí)
一、排除干擾，準(zhǔn)確檢驗(yàn)常見離子
1．化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常需對溶液進(jìn)行酸化，下列酸化處理措施中，正確的是(　　)
A．檢驗(yàn)溶液中是否含Cl－時(shí)，用硫酸酸化后再加AgNO3溶液
B．檢驗(yàn)溶液中是否含F(xiàn)e2＋時(shí)，用硝酸酸化后再加KSCN溶液
C．檢驗(yàn)溶液中是否含SO時(shí)，用鹽酸酸化后再加BaCl2溶液
D．為提高 MnO的氧化性，向該溶液中加入鹽酸酸化
解析：選C。檢驗(yàn)溶液中是否含Cl－時(shí)，用硫酸酸化后再加AgNO3溶液，會產(chǎn)生微溶物硫酸銀，Ag2SO4也是白色沉淀，會干擾氯離子的檢驗(yàn)，A錯(cuò)誤；檢驗(yàn)溶液中是否含F(xiàn)e2＋時(shí)，用硝酸酸化，則亞鐵離子被HNO3氧化生成鐵離子，再加 KSCN溶液一定出現(xiàn)紅色，因此，硝酸酸化會干擾亞鐵離子的檢驗(yàn)，B錯(cuò)誤；檢驗(yàn)溶液中是否含SO時(shí)，用鹽酸酸化，若沒有白色沉淀，則排除銀離子、硅酸根離子，再加BaCl2溶液，出現(xiàn)白色沉淀，則一定為硫酸鋇沉淀，C正確；向該溶液中加入鹽酸酸化，高錳酸根離子會和氯離子、氫離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)而消耗，D錯(cuò)誤。
2．向四支試管中分別加入少量不同的無色溶液進(jìn)行如下操作，結(jié)論正確的是(　　)
選項(xiàng) 操作 現(xiàn)象 結(jié)論
A 滴加BaCl2溶液 生成白色沉淀 原溶液中有SO
B 滴加硫酸 產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體　 原溶液中有SO
C 用潔凈鉑絲蘸取溶液進(jìn)行焰色試驗(yàn) 火焰呈紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃) 原溶液中有鉀元素
D 滴加NaOH溶液，將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口 試紙不變藍(lán) 原溶液中無NH
解析：選C。A項(xiàng)加入BaCl2溶液得到白色沉淀，原溶液中可能含有CO或SO或SO或Ag＋；B項(xiàng)HSO也有同樣的現(xiàn)象；C項(xiàng)觀察鉀的焰色應(yīng)透過藍(lán)色鈷玻璃，排除鈉的干擾；D項(xiàng)檢驗(yàn)NH應(yīng)加入濃NaOH溶液，且需要加熱。
二、從定性、定量的角度推斷離子或物質(zhì)
【示例】 有一無色透明溶液，欲確定其中是否含有下列離子：K＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、NO、SO、Cl－、I－、HCO，取該溶液進(jìn)行如表所示的實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①取少量該溶液，加幾滴甲基橙 溶液變紅色
②取少量該溶液加熱濃縮，加Cu片和濃H2SO4，加熱 有無色氣體產(chǎn)生，氣體遇空氣可以變成紅棕色
③取少量該溶液，加BaCl2溶液 有白色沉淀生成
④?、壑猩蠈忧逡海覣gNO3溶液 有穩(wěn)定的白色沉淀生成，且不溶于HNO3
⑤取少量該溶液，加NaOH溶液 有白色沉淀生成，當(dāng)NaOH過量時(shí)沉淀部分溶解
由此判斷：
(1)溶液中肯定存在的離子是__________，溶液中肯定不存在的離子是____________。
(2)為進(jìn)一步確定其他離子，應(yīng)該補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)(說明使用的方法或試劑名稱，不必寫詳細(xì)操作步驟)及對應(yīng)欲檢驗(yàn)的離子為________________________________________________________________________。,
[關(guān)鍵點(diǎn)撥]
離子推斷的“四原則”
(1)肯定性原則
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的離子
(2)互斥性原則
在肯定某些離子存在的同時(shí)，結(jié)合離子共存規(guī)律，否定一些離子的存在(要注意題目中的隱含條件，如酸性、堿性、指示劑的顏色變化、與鋁反應(yīng)產(chǎn)生氫氣、水的電離情況等)
(3)電中性原則
溶液呈電中性，一定既有陽離子，又有陰離子，且溶液中正、負(fù)電荷總數(shù)相等(利用這一原則可確定一些隱含的離子)
(4)進(jìn)出性原則
通常是指在實(shí)驗(yàn)過程中反應(yīng)生成的離子或引入的離子對后續(xù)實(shí)驗(yàn)的干擾
[解題演示]
(一)審題干信息
由“無色透明”再結(jié)合肯定性原則，可推斷出溶液中有色離子不能存在，故不含F(xiàn)e2＋。
(二)由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可獲取以下解題信息
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 獲取信息 問題分析
溶液變紅色 可知溶液呈酸性 利用互斥性原則，H＋與HCO發(fā)生反應(yīng)而不能共存，說明溶液中不含HCO
有無色氣體產(chǎn)生，氣體遇空氣可以變成紅棕色 可判斷氣體為NO 根據(jù)原子守恒從而判斷溶液中含有NO，再利用互斥性原則，H＋＋NO具有強(qiáng)氧化性，與I－發(fā)生反應(yīng)而不能共存，說明溶液中不含I－
有白色沉淀生成 判斷溶液中含有SO 利用互斥性原則，Ba2＋與SO發(fā)生反應(yīng)而不能共存，說明溶液中不含Ba2＋
有穩(wěn)定的白色沉淀生成，且不溶于HNO3 實(shí)驗(yàn)③向溶液中引入了Cl－ 由進(jìn)出性原則可知無法判斷原溶液中Cl－是否存在
有白色沉淀生成，當(dāng)NaOH過量時(shí)沉淀部分溶解 部分溶解 判斷溶液中含有Mg2＋和Al3＋
解析：通過獲取的解題信息，可得以下結(jié)論：溶液中肯定存在的離子為Al3＋、Mg2＋、NO、SO；肯定不存在的離子為Fe2＋、Ba2＋、I－、HCO。不能確定溶液中是否含有K＋和Cl－，需進(jìn)一步檢驗(yàn)：a.檢驗(yàn)是否含有K＋，透過藍(lán)色鈷玻璃觀察焰色，如果為紫色則含K＋，否則不含K＋；b.檢驗(yàn)是否含有Cl－，需先加入過量的Ba(NO3)2溶液使SO完全沉淀，再取上層清液，加入AgNO3溶液，如有白色沉淀生成則含有Cl－，否則不含Cl－。
答案：(1)Al3＋、Mg2＋、NO、SO　Fe2＋、Ba2＋、I－、HCO　(2)焰色試驗(yàn)，檢驗(yàn)K＋；Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液，檢驗(yàn)Cl－
3．(2023·安徽馬鞍山一模)某溶液僅由NO、Cl－、SO、CO、NH、Fe3＋、Al3＋和K＋中的若干種離子組成，且各離子濃度相等，取適量溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①取該溶液加入過量NaOH溶液，加熱，產(chǎn)生無色氣體；
②將①過濾、洗滌、灼燒，得到固體a；
③向上述濾液中加足量BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，下列推斷錯(cuò)誤的是(　　)
A．根據(jù)操作①，推斷一定存在NH
B．②中固體a為氧化鐵
C．原溶液中一定不存在CO、Al3＋，可能含有K＋
D．說明原溶液中一定存在NO、Cl－、SO、NH、Fe3＋
解析：選C。加入過量的堿產(chǎn)生的氣體為NH3，溶液中有NH。由操作②知加入過量的堿產(chǎn)生了沉淀，說明溶液中有Fe3＋，CO與Fe3＋會發(fā)生雙水解不能共存，則溶液中不存在CO。由操作③知溶液中有SO。灼燒Fe(OH)3生成Fe2O3，B項(xiàng)正確；溶液中一定有NH、Fe3＋和SO，又溶液中各離子濃度相同，溶液中電荷不守恒，所以一定還有Cl－和NO。溶液中這五種離子剛好電荷守恒，所以一定不存在CO、Al3＋和K＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確。
4．保護(hù)水資源、合理利用廢水、節(jié)省水資源、加強(qiáng)廢水的回收利用已被越來越多的人所關(guān)注。已知：某無色廢水中可能含有H＋、NH、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Na＋、NO、CO、SO中的幾種，為分析其成分，分別取廢水樣品1 L，進(jìn)行了三組實(shí)驗(yàn)，其操作和有關(guān)圖像如下所示：
請回答下列問題：
(1)根據(jù)上述3組實(shí)驗(yàn)可以分析廢水中一定不存在的陰離子是________，一定存在的陽離子是________________________________________________________________________。
(2)寫出實(shí)驗(yàn)③圖像中沉淀達(dá)到最大量且質(zhì)量不再發(fā)生變化階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。
(3)分析圖像，在原溶液中c(NH)與c(Al3＋)的比值為________，所得沉淀的最大質(zhì)量是________g。
(4)若通過實(shí)驗(yàn)確定原廢水中c(Na＋)＝0.18 mol·L－1，試判斷原廢水中NO是否存在？________(填“存在”“不存在”或“不確定”)。若存在，c(NO)＝________mol·L－1。(若不存在或不確定則此空不填)
解析：無色廢水中不存在Fe3＋，根據(jù)實(shí)驗(yàn)①確定存在Na＋，根據(jù)實(shí)驗(yàn)②確定有SO，根據(jù)實(shí)驗(yàn)③結(jié)合圖像可知，溶液中有H＋、NH、Al3＋、Mg2＋，因?yàn)镃O與H＋、Al3＋、Mg2＋不能共存，所以無CO。根據(jù)硫酸鋇沉淀質(zhì)量為93.2 g，求出n(SO)＝＝0.4 mol，根據(jù)圖像求出n(Al3＋)＝n[Al(OH)3]＝0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol，n(NH)＝0.7 mol－0.5 mol＝0.2 mol，n(H＋)＝0.1 mol，生成0.1 mol氫氧化鋁消耗0.3 mol NaOH，則生成氫氧化鎂消耗的氫氧化鈉為0.5 mol－0.1 mol－0.3 mol＝0.1 mol，即含有Mg2＋0.05 mol；根據(jù)電荷守恒，除Na＋外的陽離子電荷總物質(zhì)的量＝(0.1＋0.2＋0.1×3＋0.05×2)mol＝0.7 mol，陰離子電荷總物質(zhì)的量＝0.4×2 mol＝0.8 mol，可能含有NO，則Na＋至少有0.1 mol。
(1)根據(jù)上述分析，廢水中一定不存在的陰離子是CO，一定存在的陽離子是Na＋、H＋、Al3＋、Mg2＋、NH。
(2)實(shí)驗(yàn)③圖像中沉淀達(dá)到最大量且質(zhì)量不再發(fā)生變化的階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為NH＋OH－===NH3·H2O。
(3)根據(jù)上述分析，在原溶液中 eq \f(c（NH）,c（Al3＋）) ＝ eq \f(n（NH）,n（Al3＋）) ＝＝，沉淀最多時(shí)含有0.1 mol氫氧化鋁和0.05 mol氫氧化鎂，其質(zhì)量為0.1 mol×78 g·mol－1＋0.05 mol×58 g·mol－1＝10.7 g。
(4)根據(jù)上述分析，若通過實(shí)驗(yàn)確定原廢水中c(Na＋)＝0.18 mol·L－1，即含有Na＋0.18 mol，則含有NO 0.08 mol，c(NO)＝＝0.08 mol·L－1。
答案：(1)CO　Na＋、H＋、Al3＋、Mg2＋、NH
(2)NH＋OH－===NH3·H2O　(3)2∶1　10.7　(4)存在　0.08
三、主觀題中離子檢驗(yàn)方法的準(zhǔn)確描述
【示例】 (NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料，受熱易分解。某興趣小組擬探究其分解產(chǎn)物。
[查閱資料](NH4)2SO4在260 ℃和400 ℃時(shí)分解產(chǎn)物不同。
[實(shí)驗(yàn)探究]該小組擬選用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持和加熱裝置略)。
連接裝置A—D—B，檢查氣密性，按圖示重新加入試劑。通入N2排盡空氣后，于400 ℃加熱裝置A至(NH4)2SO4完全分解無殘留物，停止加熱，冷卻，停止通入N2。觀察到裝置A、D之間的導(dǎo)管內(nèi)有少量白色固體。經(jīng)檢驗(yàn)，該白色固體和裝置D內(nèi)溶液中有SO，無SO。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，氣體產(chǎn)物中無氮氧化物。
檢驗(yàn)裝置D內(nèi)溶液中有SO而無SO的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是
________________________________________________________________________。
[關(guān)鍵點(diǎn)撥]
(1)明確原理：依據(jù)題目要求，明確檢驗(yàn)的原理，根據(jù)原理確定方法。如SO、SO都與Ba2＋產(chǎn)生沉淀，但BaSO3可溶于鹽酸而BaSO4不溶于鹽酸。
(2)敘述操作：取液體(水層少量液體)、加試劑(如加BaCl2溶液、加鹽酸酸化等)。
(3)描述現(xiàn)象：如觀察產(chǎn)生的沉淀及沉淀如何變化，要明確具體。
(4)得出結(jié)論：由什么現(xiàn)象得出對應(yīng)結(jié)論，如“若……說明……，若……說明……”。
答案：取少量裝置D內(nèi)溶液于試管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入足量稀鹽酸后，沉淀完全溶解，放出無色有刺激性氣味的氣體
5．榴石礦石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成。試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明榴石礦石中含有FeO(試劑任選，說明實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象)：____________________________________________________。
答案：取礦石少許，加稀硫酸充分溶解后，向其中滴加酸性高錳酸鉀溶液，若紫紅色褪去，證明礦石中含有FeO(注意：不能加鹽酸溶解)
6．已知：5SO＋2IO＋2H＋===I2＋5SO＋H2O。某含碘廢水(pH約為8)中一定存在I2，可能存在I－、IO中的一種或兩種。請補(bǔ)充完整檢驗(yàn)含碘廢水中是否含有I－、IO的實(shí)驗(yàn)方案：取適量含碘廢水用CCl4多次萃取、分液，直到水層用淀粉溶液檢驗(yàn)不出有碘單質(zhì)存在；_________________________________________________。
實(shí)驗(yàn)中可供選擇的試劑：稀鹽酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。
答案：從水層取少量溶液于試管中，加入1～2 mL淀粉溶液，加鹽酸酸化，滴加FeCl3溶液，若溶液變藍(lán)，說明廢水中含有I－；若溶液不變藍(lán)，說明廢水中不含有I－。另從水層取少量溶液于試管中，加入1～2 mL淀粉溶液，加鹽酸酸化，滴加Na2SO3溶液，若溶液變藍(lán)，說明廢水中含有IO；若溶液不變藍(lán)，說明廢水中不含有IO
高考真題
1．(2024·浙江1月卷，5，3分)在溶液中能大量共存的離子組是( )
A．H+、I-、Ba2+、NO3- B．Fe3+、K+、CN-、Cl-
C．Na+、SiO32-、Br-、Ca2+ D．NH4+、SO42-、CH3COO-、HCO3-
答案：D
解析：A項(xiàng)，H+、I-、NO3-三種離子會反生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存，故A不符合題意；B項(xiàng)，F(xiàn)e3+、CN-會生成Fe(CN)63-離子而不能大量共存，故B不符合題意；C項(xiàng)，SiO32-、Ca2+會生成CaSiO3沉淀而不能大量共存，故C不符合題意；D項(xiàng)，NH4+、CH3COO-、HCO3-雖然不同程度水解，但水解是微弱的，能大量共存，故D符合題意；故選D。
2．(2022·湖北高考)下列各組離子在給定溶液中能大量共存的是(　　 )
A．在0.1 mol·L－1氨水中：Ag＋、Cu2＋、NO、SO
B．在0.1 mol·L－1氯化鈉溶液中：Fe3＋、I－、Ba2＋、HCO
C．在0.1 mol·L－1醋酸溶液中：SO、NH、Br－、H＋
D．在0.1 mol·L－1硝酸銀溶液中：K＋、Cl－、Na＋、CO
解析：選C。氨水顯堿性，會與Ag＋、Cu2＋反應(yīng)，不能大量共存，且Ag＋、Cu2＋均會與SO發(fā)生反應(yīng)生成沉淀，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe3＋與HCO、I－會發(fā)生反應(yīng)，不能大量共存，且Fe3＋不能大量存在于中性溶液中，B項(xiàng)錯(cuò)誤；醋酸顯酸性，在醋酸溶液中SO、NH、Br－、H＋均不會發(fā)生反應(yīng)，能大量共存，C項(xiàng)正確；硝酸銀中的銀離子會與氯離子、CO反應(yīng)生成沉淀，不能大量共存，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3．(2022·全國卷乙)某白色粉末樣品，可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①溶于水，得到無色透明溶液
②向①的溶液中滴加過量稀鹽酸，溶液變渾濁，有刺激性氣體逸出，離心分離
③?、诘纳蠈忧逡?，向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成
該樣品中確定存在的是(　　)
A．Na2SO4、Na2S2O3 B．Na2SO3、Na2S2O3 C．Na2SO4、Na2CO3 D．Na2SO3、Na2CO3
解析：選A。向①的溶液中滴加過量稀鹽酸，溶液變渾濁，有刺激性氣體放出，說明固體中存在Na2S2O3，發(fā)生反應(yīng)S2O＋2H＋===S↓＋H2O＋SO2↑；取②的上層清液，向其中滴加BaCl2溶液，有沉淀生成，則沉淀為BaSO4，說明固體中存在Na2SO4。Na2SO3與鹽酸反應(yīng)生成二氧化硫，Na2CO3與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，而這些現(xiàn)象可以被Na2S2O3與鹽酸反應(yīng)的現(xiàn)象覆蓋掉，不能確定是否有Na2SO3和Na2CO3。綜上分析，該樣品中確定存在的是Na2SO4、Na2S2O3。
4．(2021·湖南高考)對下列粒子組在溶液中能否大量共存的判斷和分析均正確的是(　　)
選項(xiàng) 粒子組 判斷和分析
A Na＋、Al3＋、Cl－、NH3·H2O 不能大量共存，因發(fā)生反應(yīng)：Al3＋＋4NH3·H2O===[Al(OH)4]－＋4NH
B H＋、K＋、S2O、SO 不能大量共存，因發(fā)生反應(yīng)：2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O
C Na＋、Fe3＋、SO、H2O2 能大量共存，粒子間不反應(yīng)
D H＋、Na＋、Cl－、MnO 能大量共存，粒子間不反應(yīng)
解析：選B。Al3＋和NH3·H2O反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀而不是[Al(OH)4]－，A錯(cuò)誤；S2O和H＋反應(yīng)生成單質(zhì)硫、二氧化硫和水，離子方程式為2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O，B正確；Fe3＋可催化H2O2分解，不能大量共存，C錯(cuò)誤；在酸性條件下MnO能將Cl－氧化為Cl2，不能大量共存，D錯(cuò)誤。
5．(2023·湖南高考)取一定體積的兩種試劑進(jìn)行反應(yīng)，改變兩種試劑的滴加順序(試劑濃度均為0.1 mol·L－1)，反應(yīng)現(xiàn)象沒有明顯差別的是(　　)
選項(xiàng) 試劑① 試劑②
A 氨水 AgNO3溶液
B NaOH溶液 Al2(SO4)3溶液
C H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液
D KSCN溶液 FeCl3溶液
解析：選D。
選項(xiàng) ①加入②中現(xiàn)象 ②加入①中現(xiàn)象
A 先產(chǎn)生白色沉淀，后來白色沉淀溶解 先無明顯現(xiàn)象，后來產(chǎn)生白色沉淀
B 先產(chǎn)生白色沉淀，后來白色沉淀溶解 先無明顯現(xiàn)象，后來產(chǎn)生白色沉淀
C 溶液紫紅色逐漸褪去，有氣泡產(chǎn)生 紫紅色溶液迅速褪色，有氣泡產(chǎn)生
D 溶液變?yōu)榧t色 溶液變?yōu)榧t色
6.(2019·浙江4月選考)白色固體混合物A，含有KCl、CaCO3、Na2CO3、Na2SiO3、CuSO4中的幾種，常溫常壓下進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
下列推斷不正確的是(　　)
A.無色溶液B的pH≥7
B.白色固體F的主要成分是H2SiO3
C.混合物A中有Na2SiO3、CuSO4和CaCO3
D.在無色溶液B中加HNO3酸化，無沉淀；再滴加AgNO3，若有白色沉淀生成，說明混合物A中有KCl
解析：選C。混合物A加水溶解后得到固體C，固體C加過量硝酸后，得到白色固體F，由混合物A的成分可知，F(xiàn)的主要成分為H2SiO3，B項(xiàng)正確；藍(lán)色溶液E中存在Cu2＋，故白色固體混合物A中存在CuSO4，無色氣體D為CO2，故白色固體混合物A中可能含有Na2CO3，與CuSO4溶液反應(yīng)生成Cu2(OH)2CO3進(jìn)入固體C，也可能含有CaCO3，C項(xiàng)錯(cuò)誤；溶液B呈無色，說明CuSO4與Na2SiO3或Na2CO3反應(yīng)生成CuSiO3或Cu2(OH)2CO3沉淀進(jìn)入固體C，同時(shí)生成Na2SO4，故無色溶液B中一定含有Na2SO4，可能存在KCl、Na2CO3、Na2SiO3，溶液的pH≥7，A項(xiàng)正確；無色溶液B經(jīng)HNO3酸化后，無沉淀，再加AgNO3有白色沉淀產(chǎn)生，說明A中有KCl，D項(xiàng)正確。
鞏固練習(xí)
一、選擇題(每題5分，共10題，共50分)
1．(人教必修第一冊P20T4改編)下列各組中的離子，能在溶液中大量共存的是(　　)
A．Na＋、Ca2＋、Cl－、CO B．HCO、K＋、NH、OH－
C．Fe2＋、H＋、SO、NO D．Na＋、K＋、CO、SiO
解析：選D。A項(xiàng)中Ca2＋與CO生成CaCO3沉淀而不能大量共存；B項(xiàng)中HCO、NH均會與OH－發(fā)生反應(yīng)，不能大量共存；C項(xiàng)中H＋、NO、Fe2＋發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存；D項(xiàng)離子之間不反應(yīng)，能大量共存。
2．常溫下，下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)
A．使淀粉 KI溶液變藍(lán)的溶液：H＋、NH、S2－、Br－
B．滴入酚酞呈紅色的溶液：Na＋、K＋、CH3COO－、Cl－
C．滴入苯酚顯紫色的溶液：Mg2＋、NH、Cl－、SCN－
D．滴入甲基橙呈紅色的溶液：K＋、Na＋、HCO、NO
解析：選B。使淀粉 KI溶液變藍(lán)的溶液有強(qiáng)氧化性，強(qiáng)還原性離子不能存在，故此溶液中S2－不能存在；滴入酚酞變紅的溶液顯堿性，Na＋、K＋、CH3COO－、Cl－在堿性環(huán)境下均能存在；滴入苯酚顯紫色的溶液含F(xiàn)e3＋，而Fe3＋和SCN－能反應(yīng)，故不能共存；滴入甲基橙呈紅色的溶液顯酸性，HCO和H＋能反應(yīng)，故兩者不能共存。
3．(2023·重慶育才中學(xué)三模)常溫下，下列各組離子在給定溶液中可能大量共存的是(　　)
A．在酸性溶液中： Fe2＋、Mg2＋、SO、NO
B．0.1 mol/L NaClO溶液：H＋ 、K＋、SO、Cl－
C．能使酚酞變紅的溶液中：Na＋、Al3＋、HCO、SO
D．加入鋁片產(chǎn)生H2的溶液中：Na＋、Ba2＋、CH3COO－、NO
解析：選D。在酸性溶液中Fe2＋、NO之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不能大量共存；0.1 mol/L NaClO溶液中H＋、Cl－、ClO－之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣，不能大量共存，且ClO－能氧化SO；能使酚酞變紅的溶液顯堿性，Al3＋、HCO均與氫氧根離子反應(yīng)，不能大量共存；加入鋁片產(chǎn)生H2的溶液如果顯堿性，Na＋、Ba2＋、CH3COO－、NO之間不反應(yīng)，可以大量共存。
4．下列關(guān)于物質(zhì)或離子檢驗(yàn)的敘述正確的是(　　)
A．在溶液中加KSCN，溶液顯紅色，證明原溶液中有Fe3＋，無Fe2＋
B．氣體通過無水CuSO4，粉末變藍(lán)，證明原氣體中含有水蒸氣
C．灼燒白色粉末，火焰呈黃色，證明原粉末中有Na＋，無K＋
D．將氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，證明原氣體是CO2
解析：選B。在溶液中加KSCN，溶液顯紅色，只能證明一定存在Fe3＋，不能確定是否含有Fe2＋，錯(cuò)誤；無水CuSO4遇水生成CuSO4·5H2O，固體由白色變?yōu)樗{(lán)色，正確；灼燒白色粉末，火焰呈黃色，能夠證明原粉末中含有Na＋，無法確定是否含有K＋，因?yàn)橐^察鉀的火焰顏色，必須透過藍(lán)色鈷玻璃濾去黃光，排除鈉的干擾，錯(cuò)誤；能使澄清石灰水變渾濁的氣體不一定是CO2，SO2也可以，錯(cuò)誤。
5．(2024·山東泰安模擬)通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論正確的是(　　)
A．將某固體試樣完全溶于鹽酸，再滴加Ba(NO3)2溶液，出現(xiàn)白色沉淀，則該固體試樣中存在SO
B．將某固體試樣完全溶于鹽酸，再滴加KSCN溶液，沒有出現(xiàn)紅色，則該固體試樣中不存在Fe3＋
C．在某固體試樣加水后的溶液中，滴加NaOH溶液，沒有產(chǎn)生使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，該固體試樣中仍可能存在NH
D．在某固體試樣加水后的上層清液中，滴加鹽酸出現(xiàn)白色沉淀，再加NaOH溶液沉淀溶解，則該固體試樣中存在SiO
解析：選C。當(dāng)固體中含有SO時(shí)，在酸性條件下滴加Ba(NO3)2溶液會把SO氧化生成硫酸根離子，有相同現(xiàn)象，故不一定是SO，A錯(cuò)誤；若固體為FeCl3和Fe的混合物，也可能有相同的現(xiàn)象，故固體試樣中可能存在Fe3＋，B錯(cuò)誤；檢驗(yàn)NH時(shí)應(yīng)加濃NaOH溶液，加熱，若產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則證明有NH，選項(xiàng)中沒有加熱，故不能確定有沒有銨根離子，C正確；滴加鹽酸出現(xiàn)白色沉淀，再加NaOH溶液沉淀溶解，可能原固體中有[Al(OH)4]－，不一定為SiO，D錯(cuò)誤。
6．下列離子能大量共存，且滿足相應(yīng)要求的是(　　)
選項(xiàng) 離子 要求
A Na＋、NO、Cl－、CH3COO－ c(Na＋)＜c(NO)
B Fe3＋、NO、Cl－ 滴入KSCN溶液，立即出現(xiàn)紅色沉淀
C Na＋、HCO、Al3＋、SO 逐滴滴加氨水立即有沉淀產(chǎn)生
D NH、H＋、Al3＋、SO 滴加NaOH溶液并加熱，一開始沒有氣體產(chǎn)生
解析：選D。根據(jù)電荷守恒c(Na＋)＝c(NO)＋c(Cl－)＋c(CH3COO－)可知，c(Na＋)>c(NO)，A錯(cuò)誤；Fe3＋與SCN－發(fā)生反應(yīng)生成紅色絡(luò)合物而不是紅色沉淀，B錯(cuò)誤；Al3＋與HCO能發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存，C錯(cuò)誤；加入的NaOH先與H＋、Al3＋反應(yīng)，后與NH反應(yīng)產(chǎn)生氨氣，最后與生成的Al(OH)3沉淀反應(yīng)，D正確。
7．(2023·福建廈門一中模擬)下列離子組能大量共存且與加入(或通入)的試劑發(fā)生反應(yīng)的離子方程式正確的是(　　)
選項(xiàng) 離子組 試劑 離子方程式
A Fe2＋、Fe3＋、Cl－ 足量鐵氰化鉀溶液 Fe2＋＋K3[Fe(CN)6]===KFe[Fe(CN)6]↓＋2K＋
B K＋、SO、Cl－ 少量Cl2 3SO＋Cl2＋H2O===2Cl－＋SO＋2HSO
C H＋、Fe2＋、SO 少量Ba(NO3)2 Ba2＋＋SO===BaSO4↓
D C2H5CHO、OH－、NH 足量銀氨溶液 C2H5CHO＋2[Ag(NH3)2]＋＋2OH－C2H5COO－＋NH＋2Ag↓＋3NH3
解析：選B。該組離子互不反應(yīng)可大量共存，其中Fe2＋與鐵氰化鉀反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，離子方程式：Fe2＋＋K＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓，A錯(cuò)誤；該組離子互不反應(yīng)可大量共存，通少量氯氣后反應(yīng)的離子方程式為：3SO＋Cl2＋H2O===2Cl－＋SO＋2HSO，B正確；加入少量Ba(NO3)2的離子方程式為：3Fe2＋＋NO＋4H＋＋2Ba2＋＋2SO===2BaSO4↓＋3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，C錯(cuò)誤；OH－與NH不能大量共存，加入足量銀氨溶液共熱，離子方程式：C2H5CHO＋2[Ag(NH3)2]＋＋2OH－C2H5COO－＋NH＋2Ag↓＋3NH3＋H2O，D錯(cuò)誤。
8．(2023·重慶名校三模聯(lián)考)向硫酸鋁銨[NH4Al(SO4)2]溶液中逐滴加入NaOH溶液，其生成沉淀的質(zhì)量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示，下列離子組能夠在相應(yīng)溶液中大量共存的是(　　)
A．a(chǎn)點(diǎn)：Ca2＋、Fe2＋、NO、Cl－ B．b點(diǎn)：Na＋、K＋、SO、SiO
C．c點(diǎn)：Cu2＋、NH、OH－、ClO－ D．d點(diǎn)：K＋、Na＋、S2－、CO
解析：選D。向硫酸鋁銨溶液中滴加NaOH溶液，先發(fā)生Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，繼續(xù)滴加NaOH溶液，發(fā)生NH＋OH－===NH3·H2O，繼續(xù)滴加NaOH，發(fā)生Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。a點(diǎn)溶液中所含離子是NH、Al3＋、SO，Ca2＋與SO生成微溶物CaSO4，因此所給離子在指定溶液中不能大量共存，A不符合題意；b點(diǎn)所含離子是NH、SO、Na＋，NH與SiO發(fā)生雙水解反應(yīng)，不能大量共存，B不符合題意；OH－與Cu2＋、NH分別生成氫氧化銅沉淀、NH3·H2O，因此它們不能大量共存，C不符合題意； d點(diǎn)所含微粒為Na＋、NH3·H2O、SO、[Al(OH)4]－，所給離子在d點(diǎn)能夠大量共存，D符合題意。
9．(2023·甘肅三模統(tǒng)考)某溶液中可能存在Na2SO4、Na2SO3、Na2S和Na2CO3中的幾種。為確定其組成進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：取少量該溶液，向其中加入過量硫酸，發(fā)現(xiàn)溶液變渾濁，同時(shí)還產(chǎn)生具有刺激性氣味的無色氣體；將所得濁液靜置后，向上層清液中加入氯化鋇溶液，得到白色沉淀。下列有關(guān)敘述不正確的是(不考慮空氣對該實(shí)驗(yàn)的影響)(　　)
A．溶液變渾濁的離子方程式：2S2－＋SO＋6H＋===3S↓＋3H2O
B．加入氯化鋇溶液后得到的沉淀一定是BaSO4
C．由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，原溶液中一定存在的溶質(zhì)是Na2SO3、Na2S和Na2SO4
D．由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，原溶液中不一定存在Na2CO3
解析：選C。由題干信息可知，原溶液中含有Na2SO3和Na2S，發(fā)生的反應(yīng)為：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O、Na2S＋H2SO4===Na2SO4＋H2S↑，2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，將所得濁液靜置后，向上層清液中加入氯化鋇溶液，得到白色沉淀，離子方程式為：Ba2＋＋SO===BaSO4↓，但由于向原溶液中加入了過量稀硫酸，故不能說明原溶液中是否含有Na2SO4和Na2CO3。溶液變渾濁的總的離子方程式：2S2－＋SO＋6H＋===3S↓＋3H2O，A正確；由分析可知，加入氯化鋇溶液后得到的沉淀一定是BaSO4，B正確；由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，原溶液中一定存在的溶質(zhì)是Na2SO3、Na2S，不能確定是否含有Na2SO4，C錯(cuò)誤、D正確。
10．某溶液中可能含有Cl－、SO、CO、NH、Fe3＋、Al3＋和K＋。取該溶液100 mL，加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.02 mol氣體，同時(shí)產(chǎn)生紅褐色沉淀；過濾，洗滌，灼燒，得到1.6 g固體；向上述濾液中加足量BaCl2溶液，得到4.66 g不溶于鹽酸的沉淀。由此可知原溶液中(　　)
A．至少存在5種離子 B．Cl－一定存在，且c(Cl－)≥0.4 mol·L－1
C．SO、NH一定存在，Cl－可能不存在 D．CO、Al3＋一定不存在，K＋可能存在
解析：選B。
二、非選擇題(共2題，共25分)
11．(12分)某澄清溶液中含有下表離子中的一種或多種。
陽離子 Fe2＋、Fe3＋、Al3＋
陰離子 SO、CO、SiO、I－、NO
分別取它的水溶液兩份進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：
①向一份溶液中加入過量鹽酸，產(chǎn)生氣泡，溶液顏色變深，但仍澄清；
②繼續(xù)向①溶液中加入少許四氯化碳，振蕩，靜置，下層呈現(xiàn)紫紅色，上層溶液呈現(xiàn)黃色；
③向另一份溶液中加入過量氫氧化鈉溶液，產(chǎn)生沉淀質(zhì)量與加入堿液的體積關(guān)系如圖所示。
根據(jù)以上信息，回答下列問題：
(1)原溶液中肯定含有的離子是________。(2分)
(2)①中生成的氣體是____________(填化學(xué)式)，它具有的性質(zhì)是________(填字母)。(3分)
A．無色無味 B．能被NaOH溶液吸收 C．屬于大氣污染物 D．難溶于水
(3)①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有____________________________________。(5分)
(4)③中沉淀溶解的化學(xué)方程式是________________________________________。(2分)
解析：①加入過量的鹽酸，產(chǎn)生氣泡，溶液顏色加深，但溶液仍為澄清，說明原溶液中一定不含有SiO；②向①反應(yīng)后的溶液中加入少量CCl4，出現(xiàn)分層，下層為CCl4層，顯紫紅色，推出該溶液中含有I2，即原溶液中含有I－，F(xiàn)e3＋具有強(qiáng)氧化性，能將I－氧化，因此原溶液中一定不含有Fe3＋，NO在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，將I－氧化成I2，本身被還原成NO，因此原溶液一定含有NO，上層為水層，水層顯黃色，則含有Fe3＋，即原溶液中含有Fe2＋，原溶液中一定不含有CO；③根據(jù)圖像推出原溶液中含有Al3＋，溶液中一定不含有SO。
(1)根據(jù)上述分析，肯定含有的離子是Al3＋、Fe2＋、I－、NO。
(2)①利用NO在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，將Fe2＋、I－氧化，離子方程式為6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O、3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，即①中產(chǎn)生的氣體為NO，NO是一種無色、無味、難溶于水、有毒的氣體，不能與NaOH發(fā)生反應(yīng)。
(4)向溶液中加入NaOH溶液，發(fā)生Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3呈兩性，繼續(xù)加入NaOH，發(fā)生Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。
答案：(1)Fe2＋、Al3＋、I－、NO　(2)NO　ACD
(3)6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O、3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
(4)Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]
12．(13分)霧霾嚴(yán)重影響人們的生活與健康，某地區(qū)的霧霾中可能含有如下離子中的若干種：NH、Ba2＋、Fe2＋、Cl－、NO、CO、SO。某同學(xué)收集了該地區(qū)的霧霾，經(jīng)必要的預(yù)處理后得到試樣溶液，設(shè)計(jì)并完成如下實(shí)驗(yàn)：
試回答下列問題：
(1)實(shí)驗(yàn)①中加入稀鹽酸后，有無色氣體A生成，溶液B依然澄清，且溶液中陰離子種類不變，據(jù)此可知原溶液中一定不含______(填離子符號)。(2分)
(2)實(shí)驗(yàn)①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________。(3分)
(3)實(shí)驗(yàn)②中逐滴加入碳酸氫鈉溶液，立即有氣泡產(chǎn)生，一段時(shí)間后又有沉淀出現(xiàn)，生成沉淀的離子方程式為
________________________________________________________________________。(3分)
(4)氣體F的成分為________(填化學(xué)式)。(2分)
(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)③現(xiàn)象該同學(xué)認(rèn)為原溶液中一定含有SO，有其他同學(xué)認(rèn)為其結(jié)論不合理，又進(jìn)行了后續(xù)實(shí)驗(yàn)④，最終確認(rèn)原溶液中含有SO，試寫出實(shí)驗(yàn)④可行的操作方法及現(xiàn)象：
________________________________________________________________________。(3分)
解析： (1)實(shí)驗(yàn)①中加入稀鹽酸后，有無色氣體A生成，該氣體可能為CO2或NO，由于稀鹽酸過量且反應(yīng)后溶液中陰離子種類不變，則生成的氣體為NO，則溶液中一定不存在CO，一定含有Fe2＋、Cl－、NO，且NO過量。
(2)實(shí)驗(yàn)①中Fe2＋與稀硝酸反應(yīng)生成Fe(NO3)3、NO和H2O，離子方程式為3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(3)實(shí)驗(yàn)①加入足量稀鹽酸，則溶液B中含有過量的H＋，逐滴加入NaHCO3溶液時(shí)，先發(fā)生的反應(yīng)為H＋＋HCO===H2O＋CO2↑；H＋反應(yīng)完全后，此時(shí)溶液B中還含有Fe3＋，繼續(xù)滴加NaHCO3溶液，鐵離子與碳酸氫根離子發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀和CO2氣體，離子方程式為Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑。
(4)向溶液D中加入足量Ba(OH)2溶液后生成氣體F、沉淀G和溶液H，則氣體F為NH3。
(5)由于實(shí)驗(yàn)②中NaHCO3溶液足量，則實(shí)驗(yàn)③的沉淀G中一定含有BaCO3沉淀，不能確定是否含有BaSO4，需要進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)④，可向沉淀G中加入足量的稀硝酸，若沉淀部分溶解，則證明原溶液中含有SO。
答案： (1)CO　(2)3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O　(3)Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑　(4)NH3　(5)向沉淀G中加入足量的稀硝酸，若沉淀部分溶解，則證明原溶液中含有SO
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
HYPERLINK "http://21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)
" 21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
第3講　離子反應(yīng)的應(yīng)用
【備考目標(biāo)】　1.掌握有關(guān)離子共存的判斷。2.了解常見離子的檢驗(yàn)方法。3.能利用典型代表物的性質(zhì)和反應(yīng)，進(jìn)行離子推斷和設(shè)計(jì)常見物質(zhì)檢驗(yàn)的方案。
考點(diǎn)1　離子共存的判斷
離子共存的本質(zhì)是同一溶液中的幾種離子不發(fā)生任何反應(yīng)。判斷多種離子能否大量共存于同一溶液中，歸納起來就是抓?。阂簧?、二性、三特殊、四反應(yīng)。
1．一色——溶液顏色
無色溶液中，有顏色的離子一定不能大量存在。幾種常見離子的顏色：
離子 Cu2＋ Fe3＋ Fe2＋ MnO
溶液顏色
2.二性——溶液的酸堿性
(1)在強(qiáng)酸性溶液中，OH－及弱酸根離子(如 等)不能大量存在。
(2)在強(qiáng)堿性溶液中，H＋及弱堿陽離子(如 等)不能大量存在。
(3)HCO、HS－、HSO、HPO、H2PO等在強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性溶液中均不能大量存在。
3．三特殊——三種特殊情況
(1)[Al(OH)4]－與HCO不能大量共存，反應(yīng)的離子方程式為： 。
(2)“NO＋H＋”的組合具有強(qiáng)氧化性，與 等還原性的離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。
(3)NH與CH3COO－、CO，Mg2＋與HCO等組合中，雖然兩種離子都能水解且水解相互促進(jìn)，但總的水解程度仍很小，它們在溶液中仍能大量共存。
4．四反應(yīng)——四種反應(yīng)類型
(1)離子間發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)
①生成難電離物質(zhì)(水、弱酸、一水合氨等)或氣體的離子不能大量共存。如H＋與 等不能大量共存；OH－與 等不能大量共存；H＋與OH－生成水不能大量共存。
②生成難溶物或微溶物的離子不能大量共存。
陽離子 不能大量共存的陰離子
Ba2＋、Ca2＋、Pb2＋ CO、 、 、 、
Cu2＋、Fe2＋ OH－、S2－、CO、HCO、SiO、[Al(OH)4]－
Mg2＋、Zn2＋ OH－、
H＋ SiO、
(2)離子間發(fā)生氧化還原反應(yīng)：強(qiáng)氧化性與還原性的離子(或分子)在溶液中會發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。
【示例】 判斷下表中所列離子之間能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)，能反應(yīng)的打“√”，不能反應(yīng)的打“×”。
S2－ SO I－ Fe2＋ Br－ Cl－
MnO (H＋)
ClO－
NO (H＋)
Fe3＋
(3)離子間發(fā)生水解相互促進(jìn)的反應(yīng)
當(dāng)弱酸的酸根(如CO)與弱堿的陽離子(如Al3＋)同時(shí)存在于水溶液中時(shí)，弱酸的酸根水解生成的OH－與弱堿的陽離子水解生成的H＋反應(yīng)生成水，從而使兩種離子的水解平衡互相促進(jìn)而向水解方向移動(dòng)，甚至完全反應(yīng)，如3CO＋2Al3＋＋3H2O===3CO2↑＋2Al(OH)3↓。常見的因發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存的離子如下：
①Al3＋與CO、 。
②Fe3＋與CO、 。
(4)離子間發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)
①Fe3＋與SCN－因生成 而不能大量共存。
②Ag＋與NH3·H2O因生成 而不能大量共存。
③Cu2＋與NH3·H2O因生成 而不能大量共存。
題組練習(xí)
注意限定條件，考慮溶液的隱含性質(zhì)，判斷離子能否共存
(1)解答離子共存類題目要審清題目要求的關(guān)鍵詞語，如“一定大量共存”“可能大量共存”或“不能大量共存”等。
(2)充分考慮指定微?；蛭镔|(zhì)對溶液酸堿性、氧化性和還原性的影響，如：
含有大量Fe3＋的溶液 隱含溶液呈酸性，并具有較強(qiáng)氧化性
含有大量NO的酸性溶液 隱含溶液具有強(qiáng)氧化性
含有大量S2－、SO、[Al(OH)4]－的溶液 隱含溶液呈堿性
1．常溫下，下列各種溶液中，一定不能大量共存的離子組是(　　)
A．pH＝0的溶液中：Fe2＋、Cl－、SO、I－
B．由水電離出的c(H＋)＝10－14 mol·L－1的溶液中：Na＋、[Al(OH)4]－、S2－、SO
C．含有大量Fe3＋的溶液中：Mg2＋、Al3＋、Cu2＋、SO
D．使紫色石蕊溶液變紅色的溶液中：K＋、Na＋、Ca2＋、HCO
2．下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的有幾組(　　)
①酸性溶液中：Na＋、ClO－、SO、I－
②無色溶液中：K＋、Na＋、MnO、SO
③堿性溶液中：Cl－、CO、SO、K＋、[Al(OH)4]－
④中性溶液中：Fe3＋、K＋、Cl－、SO
⑤常溫下，由水電離出的c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：Na＋、Ba2＋、Cl－、Br－
⑥與鋁粉反應(yīng)放出H2的無色溶液中：NO、Al3＋、Na＋、SO
A．1組 B．2組 C．3組 D．4組
考點(diǎn)2　離子的檢驗(yàn)與推斷
1．常見陽離子的檢驗(yàn)與推斷
陽離子 試劑或方法 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
Na＋ 焰色試驗(yàn) 黃色火焰
K＋ 焰色試驗(yàn) 紫色火焰(透過 )
Mg2＋ NaOH溶液 白色沉淀， 過量的堿
Al3＋ NaOH溶液 白色沉淀， 過量的強(qiáng)堿
Fe2＋ ①用NaOH溶液： 色沉淀→灰綠色→ 色；②先加KSCN溶液，再加氯水：溶液先無明顯現(xiàn)象，再變 色；③滴加K3[Fe(CN)6]溶液：產(chǎn)生
Fe3＋ ①用NaOH溶液：生成 色沉淀；②用KSCN溶液：溶液呈 色；③用苯酚溶液：溶液呈 色
Cu2＋ NaOH溶液 沉淀，加熱則沉淀變黑
Ag＋ ①含Cl－的溶液、稀硝酸： 沉淀，不溶于稀硝酸；②用稀氨水：先生成 ，然后沉淀溶解
Ba2＋ 先加稀鹽酸，再加可溶性的硫酸鹽溶液 開始無明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生 沉淀
NH NaOH溶液，加熱 產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙 的氣體
2.常見陰離子的檢驗(yàn)與推斷
陰離子 試劑或方法 現(xiàn)象
Cl－ 硝酸銀溶液與稀HNO3 白色沉淀，不溶于稀硝酸
Br－ ①用硝酸銀溶液與稀HNO3： 色沉淀，不溶于稀硝酸；②用氯水和四氯化碳：溶液分層，下層為 色
I－ ①用硝酸銀溶液與稀HNO3： 色沉淀，不溶于稀硝酸；②用氯水和四氯化碳：溶液分層，下層為 色；③用氯水和淀粉溶液：淀粉溶液變成 色
SO 先加鹽酸，再加氯化鋇溶液 開始 ，后產(chǎn)生 色沉淀
SO 先加氯化鋇溶液，再加稀鹽酸，生成的氣體通入品紅溶液 先 ，后 ，品紅溶液
CO 先加氯化鋇溶液，再加稀鹽酸，生成的氣體通入澄清石灰水 先 ，后 ，產(chǎn)生無色無味氣體，澄清石灰水變
HCO 開始 ，后產(chǎn)生無色無味的氣體，澄清石灰水變
NO 濃硫酸、銅片 放出 色氣體
SiO 稀HCl 產(chǎn)生 色膠狀沉淀
[Al(OH)4]－ 稀HCl 先 ，后
3.常見的離子檢驗(yàn)中的排“干擾”措施
待檢離子 干擾離子 排干擾措施
Cl－ SO 加 溶液
CO、OH－ 加 酸化
SO CO、SO、Ag＋ 加 酸化
SO CO 加 后將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中
CO SO 加硝酸后將產(chǎn)生的無色無味氣體通入澄清石灰水中
,[關(guān)鍵點(diǎn)撥]
1．離子檢驗(yàn)時(shí)的主要依據(jù)
(1)生成氣體，如NH、CO的檢驗(yàn)；
(2)生成沉淀，如Cl－、SO的檢驗(yàn)；
(3)顯現(xiàn)特殊顏色，如Fe3＋的檢驗(yàn)；
(4)焰色試驗(yàn)，檢驗(yàn)金屬單質(zhì)或金屬離子。
2．離子檢驗(yàn)時(shí)的答題模板
(1)實(shí)驗(yàn)操作：取少量或適量待檢溶液于試管中，加入……試劑，再加入……試劑
(2)現(xiàn)象描述：①溶液由……變?yōu)椤?，②若有……生成，③若沒有……等
(3)得出結(jié)論：如“若……說明……，若……說明……”
3．兩種典型離子檢驗(yàn)時(shí)的注意事項(xiàng)
(1)檢驗(yàn)SO時(shí)
所用的鋇鹽不能是Ba(NO3)2 溶液，因?yàn)樵谒嵝詶l件下，SO、HSO會被溶液中的NO(H＋)氧化成SO，從而得出錯(cuò)誤結(jié)論。
(2)檢驗(yàn)Fe2＋時(shí)
溶液中含F(xiàn)e2＋、Fe3＋，不含Cl－時(shí)，可加入酸性KMnO4溶液，溶液褪色，說明溶液中含有Fe2＋，不能用KSCN溶液和氯水，原因是Fe3＋會形成干擾；溶液中含有Fe2＋、Fe3＋、Cl－時(shí)，加入K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀，不能用酸性KMnO4溶液，原因是Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色。
題組練習(xí)
一、排除干擾，準(zhǔn)確檢驗(yàn)常見離子
1．化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常需對溶液進(jìn)行酸化，下列酸化處理措施中，正確的是(　　)
A．檢驗(yàn)溶液中是否含Cl－時(shí)，用硫酸酸化后再加AgNO3溶液
B．檢驗(yàn)溶液中是否含F(xiàn)e2＋時(shí)，用硝酸酸化后再加KSCN溶液
C．檢驗(yàn)溶液中是否含SO時(shí)，用鹽酸酸化后再加BaCl2溶液
D．為提高 MnO的氧化性，向該溶液中加入鹽酸酸化
2．向四支試管中分別加入少量不同的無色溶液進(jìn)行如下操作，結(jié)論正確的是(　　)
選項(xiàng) 操作 現(xiàn)象 結(jié)論
A 滴加BaCl2溶液 生成白色沉淀 原溶液中有SO
B 滴加硫酸 產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體　 原溶液中有SO
C 用潔凈鉑絲蘸取溶液進(jìn)行焰色試驗(yàn) 火焰呈紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃) 原溶液中有鉀元素
D 滴加NaOH溶液，將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口 試紙不變藍(lán) 原溶液中無NH
二、從定性、定量的角度推斷離子或物質(zhì)
【示例】 有一無色透明溶液，欲確定其中是否含有下列離子：K＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、NO、SO、Cl－、I－、HCO，取該溶液進(jìn)行如表所示的實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①取少量該溶液，加幾滴甲基橙 溶液變紅色
②取少量該溶液加熱濃縮，加Cu片和濃H2SO4，加熱 有無色氣體產(chǎn)生，氣體遇空氣可以變成紅棕色
③取少量該溶液，加BaCl2溶液 有白色沉淀生成
④?、壑猩蠈忧逡海覣gNO3溶液 有穩(wěn)定的白色沉淀生成，且不溶于HNO3
⑤取少量該溶液，加NaOH溶液 有白色沉淀生成，當(dāng)NaOH過量時(shí)沉淀部分溶解
由此判斷：
(1)溶液中肯定存在的離子是__________，溶液中肯定不存在的離子是____________。
(2)為進(jìn)一步確定其他離子，應(yīng)該補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)(說明使用的方法或試劑名稱，不必寫詳細(xì)操作步驟)及對應(yīng)欲檢驗(yàn)的離子為________________________________________________________________________。,
[關(guān)鍵點(diǎn)撥]
離子推斷的“四原則”
(1)肯定性原則
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的離子
(2)互斥性原則
在肯定某些離子存在的同時(shí)，結(jié)合離子共存規(guī)律，否定一些離子的存在(要注意題目中的隱含條件，如酸性、堿性、指示劑的顏色變化、與鋁反應(yīng)產(chǎn)生氫氣、水的電離情況等)
(3)電中性原則
溶液呈電中性，一定既有陽離子，又有陰離子，且溶液中正、負(fù)電荷總數(shù)相等(利用這一原則可確定一些隱含的離子)
(4)進(jìn)出性原則
通常是指在實(shí)驗(yàn)過程中反應(yīng)生成的離子或引入的離子對后續(xù)實(shí)驗(yàn)的干擾
[解題演示]
(一)審題干信息
由“無色透明”再結(jié)合肯定性原則，可推斷出溶液中有色離子不能存在，故不含F(xiàn)e2＋。
(二)由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可獲取以下解題信息
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 獲取信息 問題分析
溶液變紅色 可知溶液呈酸性 利用互斥性原則，H＋與HCO發(fā)生反應(yīng)而不能共存，說明溶液中不含HCO
有無色氣體產(chǎn)生，氣體遇空氣可以變成紅棕色
有白色沉淀生成
有穩(wěn)定的白色沉淀生成，且不溶于HNO3
有白色沉淀生成，當(dāng)NaOH過量時(shí)沉淀部分溶解
3．(2023·安徽馬鞍山一模)某溶液僅由NO、Cl－、SO、CO、NH、Fe3＋、Al3＋和K＋中的若干種離子組成，且各離子濃度相等，取適量溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①取該溶液加入過量NaOH溶液，加熱，產(chǎn)生無色氣體；
②將①過濾、洗滌、灼燒，得到固體a；
③向上述濾液中加足量BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，下列推斷錯(cuò)誤的是(　　)
A．根據(jù)操作①，推斷一定存在NH
B．②中固體a為氧化鐵
C．原溶液中一定不存在CO、Al3＋，可能含有K＋
D．說明原溶液中一定存在NO、Cl－、SO、NH、Fe3＋
4．保護(hù)水資源、合理利用廢水、節(jié)省水資源、加強(qiáng)廢水的回收利用已被越來越多的人所關(guān)注。已知：某無色廢水中可能含有H＋、NH、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Na＋、NO、CO、SO中的幾種，為分析其成分，分別取廢水樣品1 L，進(jìn)行了三組實(shí)驗(yàn)，其操作和有關(guān)圖像如下所示：
請回答下列問題：
(1)根據(jù)上述3組實(shí)驗(yàn)可以分析廢水中一定不存在的陰離子是________，一定存在的陽離子是________________________________________________________________________。
(2)寫出實(shí)驗(yàn)③圖像中沉淀達(dá)到最大量且質(zhì)量不再發(fā)生變化階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。
(3)分析圖像，在原溶液中c(NH)與c(Al3＋)的比值為________，所得沉淀的最大質(zhì)量是________g。
(4)若通過實(shí)驗(yàn)確定原廢水中c(Na＋)＝0.18 mol·L－1，試判斷原廢水中NO是否存在？________(填“存在”“不存在”或“不確定”)。若存在，c(NO)＝________mol·L－1。(若不存在或不確定則此空不填)
三、主觀題中離子檢驗(yàn)方法的準(zhǔn)確描述
【示例】 (NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料，受熱易分解。某興趣小組擬探究其分解產(chǎn)物。
[查閱資料](NH4)2SO4在260 ℃和400 ℃時(shí)分解產(chǎn)物不同。
[實(shí)驗(yàn)探究]該小組擬選用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持和加熱裝置略)。
連接裝置A—D—B，檢查氣密性，按圖示重新加入試劑。通入N2排盡空氣后，于400 ℃加熱裝置A至(NH4)2SO4完全分解無殘留物，停止加熱，冷卻，停止通入N2。觀察到裝置A、D之間的導(dǎo)管內(nèi)有少量白色固體。經(jīng)檢驗(yàn)，該白色固體和裝置D內(nèi)溶液中有SO，無SO。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，氣體產(chǎn)物中無氮氧化物。
檢驗(yàn)裝置D內(nèi)溶液中有SO而無SO的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是
________________________________________________________________________。
[關(guān)鍵點(diǎn)撥]
(1)明確原理：依據(jù)題目要求，明確檢驗(yàn)的原理，根據(jù)原理確定方法。如SO、SO都與Ba2＋產(chǎn)生沉淀，但BaSO3可溶于鹽酸而BaSO4不溶于鹽酸。
(2)敘述操作：取液體(水層少量液體)、加試劑(如加BaCl2溶液、加鹽酸酸化等)。
(3)描述現(xiàn)象：如觀察產(chǎn)生的沉淀及沉淀如何變化，要明確具體。
(4)得出結(jié)論：由什么現(xiàn)象得出對應(yīng)結(jié)論，如“若……說明……，若……說明……”。
5．榴石礦石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成。試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明榴石礦石中含有FeO(試劑任選，說明實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象)：____________________________________________________。
6．已知：5SO＋2IO＋2H＋===I2＋5SO＋H2O。某含碘廢水(pH約為8)中一定存在I2，可能存在I－、IO中的一種或兩種。請補(bǔ)充完整檢驗(yàn)含碘廢水中是否含有I－、IO的實(shí)驗(yàn)方案：取適量含碘廢水用CCl4多次萃取、分液，直到水層用淀粉溶液檢驗(yàn)不出有碘單質(zhì)存在；_________________________________________________。
實(shí)驗(yàn)中可供選擇的試劑：稀鹽酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。
高考真題
1．(2024·浙江1月卷，5，3分)在溶液中能大量共存的離子組是( )
A．H+、I-、Ba2+、NO3- B．Fe3+、K+、CN-、Cl-
C．Na+、SiO32-、Br-、Ca2+ D．NH4+、SO42-、CH3COO-、HCO3-
2．(2022·湖北高考)下列各組離子在給定溶液中能大量共存的是(　　 )
A．在0.1 mol·L－1氨水中：Ag＋、Cu2＋、NO、SO
B．在0.1 mol·L－1氯化鈉溶液中：Fe3＋、I－、Ba2＋、HCO
C．在0.1 mol·L－1醋酸溶液中：SO、NH、Br－、H＋
D．在0.1 mol·L－1硝酸銀溶液中：K＋、Cl－、Na＋、CO
3．(2022·全國卷乙)某白色粉末樣品，可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①溶于水，得到無色透明溶液
②向①的溶液中滴加過量稀鹽酸，溶液變渾濁，有刺激性氣體逸出，離心分離
③?、诘纳蠈忧逡?，向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成
該樣品中確定存在的是(　　)
A．Na2SO4、Na2S2O3 B．Na2SO3、Na2S2O3 C．Na2SO4、Na2CO3 D．Na2SO3、Na2CO3
4．(2021·湖南高考)對下列粒子組在溶液中能否大量共存的判斷和分析均正確的是(　　)
選項(xiàng) 粒子組 判斷和分析
A Na＋、Al3＋、Cl－、NH3·H2O 不能大量共存，因發(fā)生反應(yīng)：Al3＋＋4NH3·H2O===[Al(OH)4]－＋4NH
B H＋、K＋、S2O、SO 不能大量共存，因發(fā)生反應(yīng)：2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O
C Na＋、Fe3＋、SO、H2O2 能大量共存，粒子間不反應(yīng)
D H＋、Na＋、Cl－、MnO 能大量共存，粒子間不反應(yīng)
5．(2023·湖南高考)取一定體積的兩種試劑進(jìn)行反應(yīng)，改變兩種試劑的滴加順序(試劑濃度均為0.1 mol·L－1)，反應(yīng)現(xiàn)象沒有明顯差別的是(　　)
選項(xiàng) 試劑① 試劑②
A 氨水 AgNO3溶液
B NaOH溶液 Al2(SO4)3溶液
C H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液
D KSCN溶液 FeCl3溶液
6.(2019·浙江4月選考)白色固體混合物A，含有KCl、CaCO3、Na2CO3、Na2SiO3、CuSO4中的幾種，常溫常壓下進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
下列推斷不正確的是(　　)
A.無色溶液B的pH≥7
B.白色固體F的主要成分是H2SiO3
C.混合物A中有Na2SiO3、CuSO4和CaCO3
D.在無色溶液B中加HNO3酸化，無沉淀；再滴加AgNO3，若有白色沉淀生成，說明混合物A中有KCl
鞏固練習(xí)
一、選擇題(每題5分，共10題，共50分)
1．(人教必修第一冊P20T4改編)下列各組中的離子，能在溶液中大量共存的是(　　)
A．Na＋、Ca2＋、Cl－、CO B．HCO、K＋、NH、OH－
C．Fe2＋、H＋、SO、NO D．Na＋、K＋、CO、SiO
2．常溫下，下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)
A．使淀粉 KI溶液變藍(lán)的溶液：H＋、NH、S2－、Br－
B．滴入酚酞呈紅色的溶液：Na＋、K＋、CH3COO－、Cl－
C．滴入苯酚顯紫色的溶液：Mg2＋、NH、Cl－、SCN－
D．滴入甲基橙呈紅色的溶液：K＋、Na＋、HCO、NO
3．(2023·重慶育才中學(xué)三模)常溫下，下列各組離子在給定溶液中可能大量共存的是(　　)
A．在酸性溶液中： Fe2＋、Mg2＋、SO、NO
B．0.1 mol/L NaClO溶液：H＋ 、K＋、SO、Cl－
C．能使酚酞變紅的溶液中：Na＋、Al3＋、HCO、SO
D．加入鋁片產(chǎn)生H2的溶液中：Na＋、Ba2＋、CH3COO－、NO
4．下列關(guān)于物質(zhì)或離子檢驗(yàn)的敘述正確的是(　　)
A．在溶液中加KSCN，溶液顯紅色，證明原溶液中有Fe3＋，無Fe2＋
B．氣體通過無水CuSO4，粉末變藍(lán)，證明原氣體中含有水蒸氣
C．灼燒白色粉末，火焰呈黃色，證明原粉末中有Na＋，無K＋
D．將氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，證明原氣體是CO2
5．(2024·山東泰安模擬)通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論正確的是(　　)
A．將某固體試樣完全溶于鹽酸，再滴加Ba(NO3)2溶液，出現(xiàn)白色沉淀，則該固體試樣中存在SO
B．將某固體試樣完全溶于鹽酸，再滴加KSCN溶液，沒有出現(xiàn)紅色，則該固體試樣中不存在Fe3＋
C．在某固體試樣加水后的溶液中，滴加NaOH溶液，沒有產(chǎn)生使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，該固體試樣中仍可能存在NH
D．在某固體試樣加水后的上層清液中，滴加鹽酸出現(xiàn)白色沉淀，再加NaOH溶液沉淀溶解，則該固體試樣中存在SiO
6．下列離子能大量共存，且滿足相應(yīng)要求的是(　　)
選項(xiàng) 離子 要求
A Na＋、NO、Cl－、CH3COO－ c(Na＋)＜c(NO)
B Fe3＋、NO、Cl－ 滴入KSCN溶液，立即出現(xiàn)紅色沉淀
C Na＋、HCO、Al3＋、SO 逐滴滴加氨水立即有沉淀產(chǎn)生
D NH、H＋、Al3＋、SO 滴加NaOH溶液并加熱，一開始沒有氣體產(chǎn)生
7．(2023·福建廈門一中模擬)下列離子組能大量共存且與加入(或通入)的試劑發(fā)生反應(yīng)的離子方程式正確的是(　　)
選項(xiàng) 離子組 試劑 離子方程式
A Fe2＋、Fe3＋、Cl－ 足量鐵氰化鉀溶液 Fe2＋＋K3[Fe(CN)6]===KFe[Fe(CN)6]↓＋2K＋
B K＋、SO、Cl－ 少量Cl2 3SO＋Cl2＋H2O===2Cl－＋SO＋2HSO
C H＋、Fe2＋、SO 少量Ba(NO3)2 Ba2＋＋SO===BaSO4↓
D C2H5CHO、OH－、NH 足量銀氨溶液 C2H5CHO＋2[Ag(NH3)2]＋＋2OH－C2H5COO－＋NH＋2Ag↓＋3NH3
8．(2023·重慶名校三模聯(lián)考)向硫酸鋁銨[NH4Al(SO4)2]溶液中逐滴加入NaOH溶液，其生成沉淀的質(zhì)量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示，下列離子組能夠在相應(yīng)溶液中大量共存的是(　　)
A．a(chǎn)點(diǎn)：Ca2＋、Fe2＋、NO、Cl－ B．b點(diǎn)：Na＋、K＋、SO、SiO
C．c點(diǎn)：Cu2＋、NH、OH－、ClO－ D．d點(diǎn)：K＋、Na＋、S2－、CO
9．(2023·甘肅三模統(tǒng)考)某溶液中可能存在Na2SO4、Na2SO3、Na2S和Na2CO3中的幾種。為確定其組成進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：取少量該溶液，向其中加入過量硫酸，發(fā)現(xiàn)溶液變渾濁，同時(shí)還產(chǎn)生具有刺激性氣味的無色氣體；將所得濁液靜置后，向上層清液中加入氯化鋇溶液，得到白色沉淀。下列有關(guān)敘述不正確的是(不考慮空氣對該實(shí)驗(yàn)的影響)(　　)
A．溶液變渾濁的離子方程式：2S2－＋SO＋6H＋===3S↓＋3H2O
B．加入氯化鋇溶液后得到的沉淀一定是BaSO4
C．由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，原溶液中一定存在的溶質(zhì)是Na2SO3、Na2S和Na2SO4
D．由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，原溶液中不一定存在Na2CO3
10．某溶液中可能含有Cl－、SO、CO、NH、Fe3＋、Al3＋和K＋。取該溶液100 mL，加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.02 mol氣體，同時(shí)產(chǎn)生紅褐色沉淀；過濾，洗滌，灼燒，得到1.6 g固體；向上述濾液中加足量BaCl2溶液，得到4.66 g不溶于鹽酸的沉淀。由此可知原溶液中(　　)
A．至少存在5種離子 B．Cl－一定存在，且c(Cl－)≥0.4 mol·L－1
C．SO、NH一定存在，Cl－可能不存在 D．CO、Al3＋一定不存在，K＋可能存在
二、非選擇題(共2題，共25分)
11．(12分)某澄清溶液中含有下表離子中的一種或多種。
陽離子 Fe2＋、Fe3＋、Al3＋
陰離子 SO、CO、SiO、I－、NO
分別取它的水溶液兩份進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：
①向一份溶液中加入過量鹽酸，產(chǎn)生氣泡，溶液顏色變深，但仍澄清；
②繼續(xù)向①溶液中加入少許四氯化碳，振蕩，靜置，下層呈現(xiàn)紫紅色，上層溶液呈現(xiàn)黃色；
③向另一份溶液中加入過量氫氧化鈉溶液，產(chǎn)生沉淀質(zhì)量與加入堿液的體積關(guān)系如圖所示。
根據(jù)以上信息，回答下列問題：
(1)原溶液中肯定含有的離子是________。(2分)
(2)①中生成的氣體是____________(填化學(xué)式)，它具有的性質(zhì)是________(填字母)。(3分)
A．無色無味 B．能被NaOH溶液吸收 C．屬于大氣污染物 D．難溶于水
(3)①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有____________________________________。(5分)
(4)③中沉淀溶解的化學(xué)方程式是________________________________________。(2分)
12．(13分)霧霾嚴(yán)重影響人們的生活與健康，某地區(qū)的霧霾中可能含有如下離子中的若干種：NH、Ba2＋、Fe2＋、Cl－、NO、CO、SO。某同學(xué)收集了該地區(qū)的霧霾，經(jīng)必要的預(yù)處理后得到試樣溶液，設(shè)計(jì)并完成如下實(shí)驗(yàn)：
試回答下列問題：
(1)實(shí)驗(yàn)①中加入稀鹽酸后，有無色氣體A生成，溶液B依然澄清，且溶液中陰離子種類不變，據(jù)此可知原溶液中一定不含______(填離子符號)。(2分)
(2)實(shí)驗(yàn)①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________。(3分)
(3)實(shí)驗(yàn)②中逐滴加入碳酸氫鈉溶液，立即有氣泡產(chǎn)生，一段時(shí)間后又有沉淀出現(xiàn)，生成沉淀的離子方程式為
________________________________________________________________________。(3分)
(4)氣體F的成分為________(填化學(xué)式)。(2分)
(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)③現(xiàn)象該同學(xué)認(rèn)為原溶液中一定含有SO，有其他同學(xué)認(rèn)為其結(jié)論不合理，又進(jìn)行了后續(xù)實(shí)驗(yàn)④，最終確認(rèn)原溶液中含有SO，試寫出實(shí)驗(yàn)④可行的操作方法及現(xiàn)象：
________________________________________________________________________。(3分)
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
HYPERLINK "http://21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)
" 21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑