课时跟踪检测（五） 离子共存 离子的检验与推断
1．(2015·广东高考)水溶液中能大量共存的一组离子是( )
2A．NH4、Ba2、Br、CO3
＋
＋
－
－
2
B．Cl、SO23、Fe、H
－
－
＋
＋
C．K、Na、SO24、MnO4
＋
＋
－
－
＋
－
D．Na、H、NO3、HCO3
－
＋
＋＋－－
2
解析：选C A．Ba2与CO23能反应生成BaCO3沉淀，不能大量共存。B.SO3与H
－
＋
2
能反应生成SO2和H2O，SO3与Fe2能生成沉淀FeSO3，不能大量共存。C.离子之间不反
应，可以大量共存。D.H与HCO3能反应生成CO2和H2O，不能大量共存。
cH－123＋
2．常温下，某未知溶液中和NO3，检验此溶液中－＝1×10，且含有大量Al
cOH是否大量存在以下6种离子：
22
①SiO23、②NH4、③Fe、④K、⑤HCO3、⑥SO4，其中不必检验就能否定的离子
－
＋
＋
＋
－
－
＋
＋－
是( )
A．②③④ C．①③⑤
＋
B．①②⑥ D．④⑤⑥
cH－＋12解析：选C 由溶液中可确定该溶液呈酸性，SiO2－＝1×103与H反应生成沉cOH淀而不能大量存在；Fe2能与H、NO3发生氧化还原反应而不能大量存在；HCO3与H
＋
＋
－
－
＋
发生反应生成CO2而不能大量存在，NH4、K、SO24在该溶液中可以大量存在。
＋
＋
－
3．(2016·长春模拟)下列各离子组在溶液中能共存且通入括号中相应气体后，仍能大量存在的是( )
A．Na 、Ba2、HSO3、I(氯气)
＋
＋
－
－
B．Ca2、NO3、Na、Cl(二氧化硫)
＋
－
＋
－
2C．Fe3、SO24、CO3、NO3(氨气)
＋
－
－
－
D．Na、K、HCO3、Cl(二氧化碳)
解析：选D A项中四种离子能共存，但通入氯气后，氯气能将HSO3、I氧化，故不符合题意；B项中四种离子能共存，通入二氧化硫，二氧化硫被硝酸根离子氧化而不能共存，故不符合题意；C项中Fe3、CO23之间反应生成沉淀，所以不能共存，故不符合题意；
＋
－
－
－
＋＋－－
D项中四种离子能共存，通入二氧化碳后也不反应，故符合题意。
4．(2016·株洲一模)下列离子组能大量共存且加入相应试剂后发生反应的离子方程式正确的是( )
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选项 离子组 Fe2、NO3、K ＋－＋加入试剂 加入试剂后发生反应的离子方程式 3Fe2＋NO3＋4H=== ＋－＋A 稀硫酸 3Fe3＋NO↑＋2H2O ＋B C D ＋＋
＋
Fe、I、ClO Ba、HCO3、Cl Ag、F、NO3 －＋－
＋
＋－－3＋－－NaOH溶液 NaOH溶液 过量浓氨水 Fe3＋3OH＋－－－===Fe(OH)3↓ HCO3＋OH=== CO23＋－2＋－－H2O Ag＋OH===AgOH↓ ＋
＋－解析：选A Fe2、NO3、K三者之间不反应，可以大量共存，加入稀硫酸后，溶液中有大量的H，则Fe2、NO3、H发生氧化还原反应，A选项正确；Fe3具有氧化性，I
－
具有还原性，二者发生氧化还原反应而不能大量共存，ClO也具有氧化性，ClO与I也
＋
－
－
－－－
不能大量共存，B选项错误；C项，加入NaOH溶液后，发生反应的离子方程式应为Ba2
＋HCO3＋OH===BaCO3↓＋H2O，C选项错误；D项，加入过量浓氨水后，会生成银氨络离子，D选项错误。
5．(2016·邯郸模拟)用下面的方案进行某些离子的检验，其中方案设计严密的是( ) 足量稀硝酸BaCl2溶液－
A．检验试液中的SO2―――――→无沉淀――――――→白色沉淀 4：试液― 浓盐酸品红－B．检验试液中的SO2：试液―――――→气体―――→,褪色 3
H2O淀粉溶液－
C．检验试液中的I：试液―――→棕黄色溶液―――――→蓝色溶液
足量稀BaCl2足量稀盐酸－D．检验试液中的CO2―――――→白色沉淀――――――→沉淀溶解 3：试液―
2解析：选C 选项A中加入稀硝酸可把SO3氧化成SO24或溶液中含有Ag，均会产
－
－
＋
－
生白色沉淀，错误；选项B中不能排除HSO3的干扰，错误；C项正确；选项D中不能排除SO23的干扰。
－
6．下列评价及离子方程式书写正确的是( ) 选项 ＋离子组 H、Fe2、NO3、＋－评价 不能大量共存于同一溶液中，因为发生了氧化还原反应 4Fe2＋NO3＋6H===4Fe3＋2NO↑＋3H2O ＋－＋＋－A Cl ＋－－B Na、CO23、Cl、不能大量共存于同一溶液中，因为发生了相互促进水解反应 Al3 ＋＋＋－－2Al3＋3CO23＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑ ＋－C Fe3、K、SCN、不能大量共存于同一溶液中，因为有红色沉淀生成 Br －－＋Fe3＋SCN===Fe(SCN)3↓ ＋－－－D HCO3、OH、Na、不能大量共存于同一溶液中，因为发生如下反应 Ca2 ＋HCO3＋OH===CO2↑＋H2O 第 3 页 共 8 页
解析：选B H、Fe2、NO3三者中任意两者能共存，但三者在一起不能共存要发生
＋
＋
－
氧化还原反应，正确的离子方程式为3Fe2＋NO3＋4H===3Fe3＋NO↑＋2H2O，故A错
＋
－
＋
＋
3
误；CO23是弱酸的阴离子要结合水电离出的氢离子，而Al是弱碱的阳离子要结合水电离
－
＋
出的氢氧根离子，两者发生相互促进的水解反应，故B正确；Fe3和SCN两者结合形成络
＋
－
合物而不是沉淀，正确的离子方程式为Fe3＋3SCN===Fe(SCN)3，故C错误；HCO3为多
＋
－
－
元弱酸根，在碱性溶液中要电离出质子，与OH和Ca2不能大量共存，可能发生的离子方
－
＋
程式为Ca2＋HCO3＋OH===CaCO3↓＋H2O，故D错误。
＋
－
－
7．(2016·黄冈模拟)甲、乙、丙、丁由H、Na、Al3、Ba2、OH、Cl、HCO3中
＋
＋
＋
＋
－
－
－
的两种组成，可以发生如图转化，下列说法正确的是( )
A．甲为AlCl3，乙为NaHCO3
B．溶液丙中还可以大量共存的离子有Fe2、NO3、SO24
＋
－
－
C．在甲中滴加丁开始反应的离子方程式：HCO3＋Ba2＋OH===BaCO3↓＋H2O
－
＋
－
D．白色沉淀A可能溶解在溶液D中
解析：选D 根据离子共存可确定甲、乙、丙、丁中的两种为HCl、AlCl3。且甲与乙、丙均能生成NaCl和无色气体B。则甲为NaHCO3，丙为HCl。甲和乙除生成NaCl、CO2外，还有沉淀A，则乙为AlCl3，丁为Ba(OH)2，A选项错误；Fe2、NO3在酸性条件下发
＋
－
生氧化还原反应不能共存，B选项错误；在甲中滴加丁开始反应的离子方程式为2HCO3＋Ba2＋2OH===BaCO3↓＋CO23＋2H2O，C选项错误；无色溶液D为NaOH溶液，白色
＋
－
－
－
沉淀A为Al(OH)3，Al(OH)3能溶解在NaOH溶液中，D选项正确。
8．(2015·上海高考)某无色溶液含有下列离子中的若干种：H、NH4、Fe3、Ba2、
＋
＋
＋
＋
Al3、CO23、Cl、OH、NO3。向该溶液中加入铝粉，只放出H2，则溶液中能大量存在
＋
－
－
－
－
的离子最多有( )
A．3种 C．5种
＋
B．4种 D．6种
＋
－
解析：选C 含有Fe3的溶液显黄色，在无色溶液中不能大量存在；H与CO23、OH
－
会发生反应，不能大量共存；OH与NH4、Al3会发生反应，不能大量共存；Ba2、Al3
－
＋
＋
＋
＋
、CO23会发生反应，不能大量共存。向该溶液中加入铝粉，只放出H2，若溶液为碱性，
－
－
＋
－
－
则含有大量的OH。还可能含有大量的Ba2、Cl、NO3。离子最多4种；若溶液为酸性，由于H、NO3起硝酸的作用，加入Al不能产生氢气，所以含有的离子可能是H、NH4、Ba2、Al3、Cl，最多是5种离子。
＋
＋
－
＋
－
＋
＋
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9．(2016·青岛模拟)溶液中可能含有H、NH4、Mg2、Al3、Fe3、CO2SO2NO33、4、
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
－
中的几种。①加入铝片，产生无色无味的气体；②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。则下列说法正确的是( )
2A．溶液中一定不含CO23，可能含有SO4和NO3
－
－
－
B．在滴加NaOH溶液物质的量为0.5～0.7 mol时，发生的离子反应为Al3＋4OH
＋
－
===AlO2＋2H2O
C．溶液中的阳离子只有H、Mg2、Al3
＋
＋
＋
－
D．n(H)∶n(NH4)∶n(Mg2)＝2∶4∶1
＋
＋
＋
解析：选D 根据题意知，①溶液中加入铝片，产生无色无味的气体为氢气，则溶液中有大量氢离子，则没有碳酸根离子和硝酸根离子，根据电中性原则知，溶液中一定含有硫酸根离子；②加入NaOH溶液，产生白色沉淀，说明溶液中一定不含铁离子，结合图像分析，溶液中一定含有镁离子、铝离子和铵根离子；当溶液中含氢离子、铵根离子、镁离子、铝离子时，加入氢氧化钠，先与氢离子反应，再与镁、铝离子反应生成氢氧化物沉淀，再与铵根离子反应得到一水合氨，再与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠。根据上述分析知，溶
2
液中一定不含CO23和NO3，一定含有SO4，A错误；根据题给图像知，在滴加NaOH溶
－
－
－
液物质的量为0.5～0.7 mol时，发生的离子反应为NH4＋OH===NH3·H2O，B错误；根据题给图像知，溶液中的阳离子一定含NH4、H、Mg2、Al3，C错误；根据题给图像分析，
＋
＋
＋
＋
＋－
氢离子的物质的量是0.1 mol，铵根离子的物质的量为0.2 mol，镁离子的物质的量是0.05 mol，n(H)∶n(NH4)∶n(Mg2)＝2∶4∶1，D正确。
＋
＋
＋
222
10．水溶液X中只可能溶有K、Mg2、Al3、AlO2、SiO23、SO3、CO3、SO4中
＋
＋
＋
－
－
－
－
－
的若干种离子。某同学对该溶液进行了如下实验：
下列判断正确的是( ) A．气体甲一定是纯净物
B．沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物 C．K、AlO2和SiO23一定存在于溶液X中
＋
－
－
2D．CO23和SO3一定不存在于溶液X中
－
－
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2
解析：选C 加入过量盐酸有气体生成，则X中至少含有SO23、CO3中的一种，有
－
－
223
沉淀甲生成，则溶液X中一定含有SiO23，有SiO3，则X中一定无Mg、Al；无色溶
－
－
＋
＋
液甲加入过量氨水有白色沉淀乙生成，则乙一定是Al(OH)3，溶液X中一定含AlO2，依据
2电荷守恒，溶液中一定含有阳离子(K)；不能确定SO24是否存在，D项错误。若SO3、
＋
－
－
－
2CO23同时存在，则气体甲是混合物，A项错误；因一定无Mg，沉淀甲中不含硅酸镁，B
－
＋
项错误，只有C选项正确。
11．某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应，设计了图1、图2所示装置进行实验。
图1 图2 (1)比较两实验装置，图2所示装置的优点是： ①能更好地吸收有毒气体SO2，防止其污染环境；
②________________________________________________________________________。 (2)能说明有SO2气体产生的实验现象是________。
(3)反应一段时间后，用滴管吸取A试管中的溶液滴入适量水中为试样，试样中所含金属离子的成分有以下三种可能：
Ⅰ：只含有Fe3；
＋
Ⅱ：只含有Fe2；
＋
Ⅲ：既有Fe3又有Fe2。
＋
＋
为验证Ⅱ、Ⅲ的可能性，选用如下试剂，填写下列空格： A．稀盐酸溶液 C．KSCN溶液
E．NaOH溶液 F．淀粉KI溶液 G．H2O2溶液
验证Ⅱ：取试样，先滴加少量的________(填试剂序号，下同)，振荡，再滴加少量的________，根据溶液颜色的变化可确定假设Ⅱ是否正确。
验证Ⅲ：步骤1 取试样，滴加少量的________(填试剂序号)，溶液的颜色变________色，则试样中含有Fe3，发生反应的离子方程式为_________________________________。
＋
B．稀硫酸溶液 D．KMnO4溶液
步骤2 再取适量的试样滴加少量的________(填试剂序号)，溶液的颜色变为________色，则试样中含有Fe2。
＋
解析：(1)比较两个装置的不同点，发现发生装置设计不同，可抽动的铁丝可以随时控制反应的发生与停止，而铁片却不具有这样的优势。(3)检验溶液中仅含Fe2需事先确定溶
＋
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液中是否含Fe3(用KSCN溶液)，再利用氧化剂(不要有很深的颜色，以免影响血红色的观
＋
察)把Fe2氧化成Fe3，观察有无血红色现象出现；检验溶液中既有Fe2又有Fe3，首先
＋
＋
＋
＋
可用KSCN溶液检验Fe3的存在，因为Fe3的存在必然会影响Fe2的检验，故只能选择
＋
＋
＋
KMnO4溶液与Fe2反应，观察KMnO4溶液颜色的变化情况。
＋
答案：(1)便于控制反应的发生和停止 (2)品红溶液褪色
(3)C G C(或F) 红(或蓝)
Fe3＋3SCN===Fe(SCN)3(或2Fe3＋2I===2Fe2＋I2)
＋
－
＋
－
＋
D 浅红或变浅
12．在Na浓度为0.5 mol·L
阳离子 阴离子 ＋
－1
的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子。
K Ag Mg2 Ba2 ＋＋＋＋22NO3 CO3 SiO3 SO24 －－－－现取该溶液100 mL进行如下实验(气体体积均在标准状况下测定)。 序号 Ⅰ 实验内容 向该溶液中加入足量稀盐酸 将Ⅰ的反应混合液过滤，对沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体质量 向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液 请回答下列问题： (1)实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是______________。
(2)实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。 (3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，填写下表中阴离子的浓度(能计算出的，填写计算结果，一定不存在的离子填“0”，不能确定是否存在的离子填“？”)。
阴离子 c/(mol·L1) －＋实验结果 产生白色沉淀并放出标准状况下0.56 L气体 固体质量为2.4 g 无明显现象 Ⅱ Ⅲ NO3 －CO23 －SiO23 －SO24 － (4)判断K是否存在________(填“存在”或“不存在”)，若存在求其最小浓度________mol·L1，若不存在说明理由：___________________________________________。
－
解析：由题知溶液为透明澄清溶液，因此溶液中的离子必能大量共存。由实验Ⅰ、Ⅱ可知，加入稀盐酸产生气体，必有CO2其浓度为0.56 L÷22.4 L·mol1÷0.1 L＝0.25 mol·L3，
－
－
－1
，则溶液中一定无Ag、Mg2、Ba2；且能生成白色沉淀，因此有SiO23，发生的反应为
＋
＋
＋
－
－
＋
21
SiO2SiO＋HO故SiO的浓度为2.4 g÷60 g·mol÷0.1 L3＋2H===H2SiO3↓，H2SiO3====223
－
－
△
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22
＝0.4 mol·L1；由实验Ⅲ可知溶液中不含SO24；根据电荷守恒知2c(CO3)＋2c(SiO3)＝
－
－
－
－
2×0.25 mol·L1＋2×0.4 mol·L1＝1.3 mol·L1，故含K，其最小浓度为1.3 mol·L1－0.5
－
－
－
＋
－
mol·L1＝0.8 mol·L1。
－
－
答案：(1)Ag、Mg2、Ba2
＋
＋
＋
(2)SiO23＋2H===H2SiO3↓
－
＋
(3)如表
阴离子 c/(mol·L1) －NO3 ？ －CO23 －SiO23 －SO24 －0.25 0.4 0 (4)存在 0.8 13．某废水中可能含有下列离子中的若干种：
22
Fe3、Al3、Fe2、Cu2、Cl、CO3、NO3、SO24、SiO3。现进行如下实验：
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
－
Ⅰ.取少量溶液，加入KSCN溶液，无明显变化。
Ⅱ.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。 Ⅲ.向Ⅱ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。
Ⅳ.向Ⅱ中所得的溶液中加入过量浓氨水，仅有红褐色沉淀生成。过滤，在所得滤液中加入盐酸至酸性时，再加入氢氧化钠溶液，有蓝色沉淀生成。
请回答下列问题：
(1)该废水中一定含有的离子是____________。
(2)实验Ⅱ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是
________________________________________________________________________。 (3)过滤除去Ⅳ中的蓝色沉淀，调整滤液的pH为10.7左右时，加入铝粉，反应产生氨气和氮气的体积比为1∶4，其离子方程式为Al＋NO3＋OH―→AlO2＋NH3＋N2＋H2O(未配平)。该反应中还原产物是________。若除去0.2 mol NO3，要消耗铝________g。
(4)工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。下列处理措施和方法类别均正确的是______(填字母)。
选项 A B C D 污染物 碱性废水 Cu2等重金属离子 ＋－
－
－
－
处理措施 用CO2中和 加硫酸盐沉降 通过微生物代谢 加生石灰中和 ＋方法类别 化学法 化学法 物理法 化学法 含复杂有机物的废水 废酸 解析：(1)实验Ⅰ说明该废水中不含Fe3；实验Ⅱ说明生成的无色气体为NO，则该废
22
水中一定含有Fe2、NO3，一定不含CO23、SiO3；实验Ⅲ说明该废水中含有SO4；实验
＋
－
－
－
－
Ⅳ说明该废水中含有Cu2，不含Al3。
＋
＋
(2)加入盐酸，实质是溶液中Fe2、H、NO3三者发生反应：3Fe2＋NO3＋4H===3Fe3
＋
＋
－
＋
－
＋
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＋
＋NO↑＋2H2O。
(3)还原产物是氧化剂对应的生成物，即化合价降低的物质对应的生成物，即NH3和N2，
配平该离子方程式得：16Al＋9NO3＋7OH===16AlO2＋NH3↑＋4N2↑＋2H2O，除去0.2 0.2 mol－－
mol NO3，消耗铝的质量为×16×27 g·mol1＝9.6 g。
9
(4)Cu2与硫酸盐不能形成沉淀，B错误；含复杂有机物的废水通过微生物代谢处理不
＋
－－－
属于物理法，C错误。
2
答案：(1)Fe2、Cu2、NO3、SO4
＋
＋
－
－
(2)3Fe2＋NO3＋4H===3Fe3＋NO↑＋2H2O
＋
－
＋
＋
(3)NH3和N2 9.6 (4)AD
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