离子共存与推断和检验（解析版）-高考化学备考复习重点资料归纳

第07讲离子共存及推断

1.下列各组离子在相应溶液中一定能大量共存的是（）

A.含有大量Fe3+的溶液中：NH：、Na\Cl\SCN

B.（,（旨）=0.1molL^的溶液中：Na\K\A1O；、COf

C.在pH=l的溶液中：K\Al3\SOf、F-

2+

D.由水电离的c（H+）=1014moiLI的溶液中：K\Na+、CasHCO；

答案：B

解析:A项,Fe3+与SCNT在溶液中不能大量共存；B项,c（］；）=°」mol-L

,,溶液中c（OH）=0.1mol-L*,溶液显碱性，题给四种离子在碱性溶液中可以

大量共存；C项，pH=l的溶液显酸性，酸性溶液中F-不能大量存在；D项，

由水电离出的c（H'）=1014mol-L।的溶液可能是酸性溶液，也可能是碱性溶液,

HCO；在酸性、碱性溶液中均不能大量存在。

2.常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（）

A.无色透明溶液：AF+、NH；、C「、S2-

B.中性溶液：A13+、Fe3+sSOT、NO；

K_

C.（0；）=1x1013moi1-1的溶液：Na*、K\SiOf、COf

D.0.1molLf的NaClO溶液：Mg2+^Fe2+>SCN，SOf

答案：C

解析：A13+与S2一能发生相互促进的水解反应而不能大量共存，A项错误；

K

Al3\Fe3+水解使溶液呈酸性，B项错误；者、=lxl（r”mol-L」的溶液

pH为13,Na\K\SiO歹、COf能大量共存，C项正确；C1CT会将Fe?+氧

化为Fe3+,D项错误。

3.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（）

A.无色透明溶液：H\MnO；、SOf、NO；

B.能使石蕊溶液变红的溶液：Na\Mg2\Cl、Br

C.c（NaClO）=lmoLL-i的溶液：Ca2+^Na\Cl\S2

D.能与铝反应产生H2的溶液：Na\NH；、HCO；、SOf

答案：B

解析：MnO；有颜色，不能大量存在于无色溶液中，A项错误；能使石蕊溶

液变红的溶液为酸性溶液，Na+、Mg2+、Cl\B「和H+能大量共存，B项正确；

NaClO具有强氧化性，与S?一不能大量共存，C项错误；能与铝反应产生H2的

溶液可能是酸性溶液，也可能是强碱性溶液，HCO；在两种溶液中均不能大量

存在，NH；在强碱性溶液中不能大量存在，D项错误。

4.向Na2co3、NaHCOj的混合溶液中逐滴加入稀盐酸，生成气体的量随

HC1的量的变化关系如图所示，则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的

是（）

A.a点对应的溶液中：Na+、OH，SOf、NO；

B.b点对应的溶液中:K\Al3\MnO；、SOf

C.c点对应的溶液中：Na\Ca2+>NO；、Cl-

D.d点对应的溶液中：F\NO；、Fe2\Ag'

答案：C

解析：Na2cCh、NaHCCh的混合溶液与盐酸反应时，a点对应的溶液中含有

COf和HCO；,HCO；与0H不能大量共存，A项不符合题意；b点对应的

溶液中含有HCO：,不含CO,，AP与HCO］因发生相互促进的水解反应而

不能大量共存，B项不符合题意；c点为NaCl溶液，各离子之间不发生反应，

能大量共存，C项符合题意；d点时盐酸过量，溶液呈酸性，NOJ与Fe?+因发

生氧化还原反应而不能大量共存，F—在酸性条件下不能大量共存，且溶液中的

C「与Ag+也不能大量共存，D项不符合题意。

3

5.某固体混合物中可能含有K：NH；、Al\Br\HCO3、SOf>SOf

等离子，某同学为了确认其成分进行了实验探究，实验及现象如下（所加试剂均

足量):

下列说法中正确的是()

A.气体A中可能含有SO2

B.固体混合物中一定含有Br，HCO；和S07

C.固体混合物中一定不含Al3+

D.为确定固体混合物中是否含有K+,需进行焰色试验

答案：C

解析：A项，加入氯水得到橙色溶液和气体A,说明混合物中一定含有Br一

和HCO；,气体A为HCO］与氯水中的H'反应生成的C02,因HCIO+SOT

=S04-+C「+H"(或SO,+Ch+H2O=SOr+2C1+2H')且氯水足量，A

中不可能含有SO2,错误；B项，橙色溶液中加入足量Ba(0H)2生成白色沉淀,

说明橙色溶液中一定有S0/，但此S0『可能由上步SOT被氯水氧化而来，

故原固体混合物中不一定含有S0『，错误；C项，固体混合物溶于水得澄清溶

液，考虑到AF+与HCO］发生相互促进的水解反应生成白色沉淀，故固体混合

物中一定不含AP+,正确；D项，橙色溶液中加入足量Ba(OH”无NH3生成，

说明固体混合物中一定不含NH；,为维持溶液呈电中性，固体混合物中一定含

有K+,无须进行焰色试验，缙误

6.某试液中只可能含有K+、NH4、Fe2+>AP+、Cl->SOf、CO丁、A1O；

中的若干种离子，离子浓度均为O.lmolL-l某同学进行了如下实验，下列说法

正确的是()

气体NaOH「气体

滤液X斛滤液普沉淀C

E沉淀AL沉淀B

A.无法确定原试液中是否含有A13+、cr

B.原溶液中存在NHt、Fe2\Cl>SOf

C.无法确定沉淀C的成分

D.滤液X中大量存在的阳离子有NH：、Fe2，flBa2+

答案：B

解析：试液中加入过量稀硫酸，无明显现象，说明无COT；加入硝酸钢溶

液，有气体生成，说明发生了氧化还原反应，则含有Fe2+,不含A1O£；有沉淀

A,沉淀A为硫酸领沉淀，但不能说明原溶液含有SOT,因为前面加入了硫酸；

滤液X加过量NaOH溶液，生成气体，气体为氨气，则含有NH；；有沉淀B,

为氢氧化铁沉淀，滤液中通入少量二氧化碳有沉淀C,沉淀C一定含碳酸领，可

能含氢氧化铝沉淀，但由于溶液中离子浓度均为0.1mo卜LT,结合电荷守恒，则

不可能含有AP+,一定含有SO：、Cl\Fe2\NH；,A错误，B正确；溶液

中不含有AF+,因此沉淀C为碳酸钢沉淀，C错误；滤液X中大量存在的阳离

子有NH；、Fe3+.H+和Ba?-,D错误。

7.下列各组澄清溶液中离子能大量共存，且加入（滴入）X试剂后发生的离

子方程式书写正确的是（）

选项离子组X试剂离子方程式

Na\K'、少量SO2+H2O+C1O-

A

CIOsof=SOf+Cr+2H+

SO2

NH4、Fe3\过量2Fe3++3S2-=2FeS1+

B

SO『、BrNa2sSJ

NH4、Fe3+>过量2Fe3+4-Cu^=2Fe2^+Cu2

C

AIO2、Na+铜粉

A1O；、Na'少量H++A1O；+

D

K*、HCO；HC1H2O=A1(OH)3；

答案：B

解析：四种离子互不发生反应，能大量共存，溶液中通入少量SO2,CKT

和SO2发生氧化还原反应，此时溶液呈酸性，则离子方程式为SO2+H2O+3C1O

-=SOf+2HC1O+C1,A错误；四种离子互不发生反应，能大量共存，过量

的Na2s和Fe3+反应生成硫单质和FeS,离子方程式为2Fe3++3S2-=2FeSl+Sl，

B正确；Fe3+水解显酸性，A1O2水解显碱性，二者会发生取水解反应，不能大

量共存，C错误；HCO7和AIO£会发生反应，不能大量共有，D错误。

8.常温下，pH=l的某溶液A中除H'外，还含有NH；、K\Na'、Fe3\

Al3+.cor、NO；、CT、「、sof中的4种，目溶液中各离子的物质的量浓

度均为SlmolL」。现取该溶液进行检验，实验结果如图所示，下列有关说法正

确的是()

A.该溶液中一定有NO；、Al3+.SO『、C「四种离子

B.实验消耗14.4gCu,贝I生成气体丁的体积为336L

C.该溶液一定没有Fe3+,但是无法确定是否含有I

D.沉淀乙一定有BaCCh,可能有BaSCh

答案：A

解析：由溶液pH=l可知为酸性溶液，溶液中存在大置H+,则一定不含

COi；溶液A中加入过量(NH4)2CO3,产生白色沉淀甲、气体甲，白色沉淀甲

只能为A1(OH)3,则溶液中一定含有A13+,一定不含Fe3+；溶液乙中加入铜和硫

酸能产生气体丙，丙在空气中变成红棕色，则丙为NO,说明原溶液中一定含有

NO3,强酸性溶液中NO3具有强氧化性，则一定不存在具有还原性的「；根

-113+-1

据以上分析可知，溶液中存在0.1molLH+、0.1mol-LAl,0.1mol-LNO3,

溶液中阳离子带有的电荷为(0.1molL-,xl)+(0.1molL-,x3)=0.4moi-V,根据

溶液电中性，溶液中除了存在0.1mol.L」的NO3外，还应该含有SO『和C「。

综上所述，原溶液中含有H=NO：、Al3\SO『、C「五和离子。该溶液中一

定有NO；、A/、SOf、C厂四种离子，A正确；根据化学方程式3Cu+

8HNO3(稀)=3CU(NO3)2+2NO：+4H2O可知，若消耗14.4g铜,n(Cu)=

=0.225mo1,根据化学方程式中Cu与NO的化学计量数关系可知生

J64%gmol1

22

成NO气体的物质的量为〃(NO)=1〃(Cu)=§xO.225mol=0.15mol,由于没有

告知反应所处的温度和压强，所以0.15molNO的体积不一定为3.36L,B错误;

根据上述分析可知，溶液中一定不含有「，C错误；由分析可知，溶液中一定含

有S0『,且加入的（NHG2CO3过量，所以沉淀乙中一定含有BaC03、BaS04,D

错误。

9.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（）.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、COf、SO?、Cl

A.原溶液中一定含有Mg2+

B.X溶液中不可能含有HCO；和COE

C.X溶液中含有3种阳离子、2种阴离子

+3+

D.生成气体的离子方程式为3Fe2++NO］+4H=3Fe+NOf+2H2O

答案：C

解析：各种离子的物质的量浓度均为0.1molf1,向X溶液中加入足量稀

盐酸，反应前后阴离子种类不变，由此确定X溶液中一定不含HCO3和COF,

一定含有。一；根据有气体生成，可以推知含有NO3和还原性离子Fe?+,等物

质的量的Fe?+和NO?在酸性环境下反应生成NO,NO；有剩余所以阴离子种类

不变，同时确定X溶液中不含OH；溶液中共含五种等浓度的离子，目前确定

含有。一、NO］、Fe2+,根据电荷守恒，一定还含有所带电荷数相等的阳离子和

阴离子，阴离子只能是SO『，所以阳离子为可以共存的、带两个单位正电荷的

Mg2+,原溶液中含有的五种离子为C「、NO；、SOf、Fe2\Mg2\原溶液中

一定含有Mg?，A项正确；溶液中一定不存在HCO］与CO,，B项正确；原

溶液中含有的五种离子为C「、NO；、SOT、Fe2\Mg2+,即3种阴离子和2

种阳离子，C项错误；根据分析可知，生成的气体为NO,反应的离子方程式为

3Fe24+NO3+4H*=3Fe3++NOf+2H2O,D项正确。

10.对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确且有因果关系的是

（）

选项粒子组判断和分析

不能大量共存，因发生反应：［A1(OH)41+HCO；=

ANa\[A1(OH)4]\ChHCOJ

Al(OH)31+H2O+CO2t

不能大量共存，因发生反应：2H++S2O：

BH+、K+、S20：-、sor

=S1+SOT+

2H2O

CNa\Fe2\SO:、NOJ不能大量共存，因为NO；能氧化Fe2+为Fe3+

DNa\H\Cl、CIO能大量共存，粒子间不反应

答案:B

解析：A.不能大量共存，因发生反应：［A1(OH)41+HCO；=A1(OH)31+H2O+CO\

故A错误；B.不能大量共存，因S2O；在酸性条件下发生反应：2H++S2OT

=S；+S02t+H2O,故B正确；C.在酸性条件下，NO；能把Fe2+氧化为Fe3+,所

以在中性溶液中Na+、Fe2\SO；、NO；能共存，故C错误；D.H\Cl\C1O-

发生归中反应生成氯气，所以H+、CIO-不能大量共存，故D错误。

11.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一

Y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、NO晨co歹、so/、cr

A.原溶液中一定含有Mg2+

B.X溶液中不可能含有COM

C.X溶液中含有3种阳离子、2种阴离子

D.生成气体的离子方程式为3Fe2b+N(X+4H'=3Fe3'+NOf+2H2O

解析：选C加入HC1,阴离子种类不变，原溶液一定有C「，没有OFT、

COM,产生气体可能是因为发生反应：3Fe2++NO5+4H+-3Fe3++NOT+2H2O,

则溶液中有Fe2+、NO,和C「，为了保持电荷守恒，溶液中必须含有SOT,这样

溶液中最后一种离子只能是Mg2+,C项错误。

12.某溶液中可能含有SOI、NO,、CO?、NH：、Fe2+>Fe3+^卅、Na+

中的几种，且所含阴离子浓度相同(忽略OH一和H+)o某化学兴趣小组设计了如

下实验方案以确定该溶液中所含离子成分，下列说法正确的是()

L0.01mol气体

_______加过量㈠坦Rgg过滤、洗涤一c一二仅

100mLNaOH溶液一红褐色沉淀—灼烧a1.6g固体

溶液加热曲肉胃吟

------观察到黄色火焰

一誓一通入加足量

妆|足量CC)2_奋BaC12溶炎4.66g

―象一盐酸一“固体

A.该溶液中一定含有SOT、NH；、Fe3+>Na+

B.溶液中一定只含有三种阳离子

C.通过计算，溶液中一定含有Fe2+,且其浓度可能与Fe3+相等

D.向溶液中加入少量盐酸，一定会有红棕色气体产生

解析：选C加入NaOH溶液有气体产生，所以有NH；且为0.01mol;有红

褐色沉淀，所以一定有Fe3+,但Fe?+无法确定，因为生成的少量白色沉淀会被

红褐色沉淀掩盖，根据灼烧后有1.6g固体Fe2O3,即0.01mol,可知铁元素为

0.02mol,根据离子共存可知不会有CO歹；由于加入了过量NaOH溶液，所以

原溶液中是否含有Na+无法确定；如果有AF+,则滤液中通入CO2会有沉淀，

故可排除AW；根据加入BaCb所得沉淀质量，可知含有SOK且〃(SOU)=0.02

mol：若溶液中没有Na+,则阳离子所带正电荷大于0.01mol+所02moix2=0.05

mol,小于0.01mol+0.02molx3=0.07mol,则一定存在NO],阴离子浓度相同，

阴离子所带负电荷为0.02molx2+0.02mol=0.06mol,根据电荷守恒，则一定含

有Fe?+,设为xmol,则0.06=0.01+2r+3x(0.02—幻，x=d.Ol,Fe?+与Fe3+浓

度相等；若含有Na卡,则〃(Fe2+)>0.01mol,z?(Fe3+)<0.01mol,故溶液中可能含

有四种阳离子；溶液中一定含有FC?4；且其浓度可能与Fe3+相等；溶液中NO丁的

浓度不大，因此加入少量盐酸，与Fe?+反应产生NO无色气体。

13.实验室中有一瓶无色透明的溶液，可能含有Na\NH：、Cu2\Al3+>

NOKcr>soF>co夕中的一种或几种，且该溶液所含阴离子的浓度相同。

某化学学习小组为确定该溶液的成分，做了如下实验探究：

实验实验操作及现象

取该未知溶液100mL,加入过量NaOH溶液，并加热，得到0.02mol气

①

体，无沉淀析出

②在实验①后的溶液中通入足量CO2,得到白色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、

灼烧,得到1.02g固体

另取该未知溶液100mL,加入足量Ba（NO3）2溶液，得到4.66g不溶于硝

③

酸的沉淀

下列判断正确的是（）

A.溶液中一定不存在C在一、C「、cor

B.不能确定溶液中是否存在Na.、NO3

C.原溶液存在5种离子，浓度均为0.2mo卜LT

D.向该溶液中滴加少量FeCh溶液，则溶液中的阴离子的总物质的量减小

解析：选C无色透明溶液说明溶液中无C/+；实验①产生的气体为NH3,

则100mL溶液中含0.02molNHLC（NH4）=0.2mol-L-1;实验②说明溶液中存

1

3+3+3+-1

在Al,则zz(Al)=2w(AI2O31=2X102g.m^r1=0.02mol,c(Al)=0.2molL,

由此可推出溶液中不存在COT;实脸③说明溶液中含SOQ,H(SOr)=H(BaSO4)

4.66g

=0.02mol,即c(SO1)=0.2mol-L-,o100mL溶液中已确定存在的

233gmol-1

阳离子所带电荷为0.02mol+3x0.02mol=0.08mol,阴离子所带电荷为0.04mol,

根据电荷守恒可知溶液中存在其他阴离子，又因溶液中阴离子的浓度相等，故溶

液中一定含有NO1C1",进而推断溶液中一定不含Na+。综上所述，A、B项

错误，C项正确。原溶液中阳离子水解显酸性，加入FeCL溶液，Fe2+被NO,氧

化，NO5的物质的量减小，但C厂的物质的量增大，且增加量大于NOi■的减小量，

故阴离子的总物质的量增大，D项错误。

14.某学习小组欲检测一失去标签的试剂瓶中固体物质的成分，将固体溶于水,

形成的溶液中含有Na+、NH：、Mg2\Fe2\SO；、MnO,、CO；、SO：中的若

干种，取一定量待测液进行如下实验：

224L（标准状况）

4.49L（标准状况疣色气体Y

产无色气体X

逐施加稀盐酸|无明显加过里加过里

少里co、沉淀c

待则液>/谑液I

~至过三现象BXNO3）:溶液NaOH溶液，△

bl16.5g沉淀A0379g沉淀B

回答下列问题:

（1）该待测液中一定含有的离子是;无法确定是否含有的离子是

(2)沉淀B的成分及物质的量为(物质写化学式)。

(3)生成无色气体X时的离子方程式为o

(4)生成沉淀C时的离子反应方程式为。

(5)在催化剂、加热条件下气体X与气体Y可以反应转化为对环境无害的物质,

该反应的化学方程式为,所得氧化产物与还原产物的质量之比为

2+

【答案】NH：、Fe>Mg2+、SO4无0.3molFe(OH)?、().1molMg(OH)2

2++3+2+

3Fe+NO3+4H=2H2O+3Fe-NOtBa+CO2+2OH=BaCO31+H2O

加热

4NH+6NO15N,+6H)O2：3

3催化剂

【解析】待测液中加入过量的稀盐酸，无明显现象，溶液中一定没有so；、co

加入过量的硝酸钏溶液，生成标准状况卜2.24L的无色气体X,则溶液中含

有Fe2+,发生的化学方程式是3Fe214H・+NO3=3Fe"+NO+2H2。，生成的一氧化氮

的物质的量是O.lmol,则铁离子的物质的量是0.3mol,高镒酸根离子具有氧化

性，与亚铁离子不能共存，则溶液中不含有MnO—一定含有SO：,SO：的物

质的量是点洛=0.5mol,向滤液I中加入过量的氢氧化钠溶液，生成无色气

Z33g/mol

体，则溶液中一定含有NH：,NH：的物质的量是就W=0.2moL滤液I中含

有铁离子，根据原子守恒生成氢氧化铁的质量是0.3molxl07g/mol=32.1g,而沉

淀B是37.9g,则有5.8g的氢氧化镁，其物质的量是不^^=0.1mol,则溶液中

一定含有O.lmol的Mg2+,依据电荷守恒：n(Na+)+n(Mg2+)+n(Fe2+)+n(NH；尸n(SO：),

把数据代入得，n(Na+)=0,则溶液中不含有钠离子。

(1)由分析可知：待测液中一定含有的离子是NH；、Fe2\Mg2\SOh无法

确定是否含有的离子无；

(2)由分析可知沉淀B的成分及物质的量为0.3molFe(0H)3、O.lmolMg(OH)2；

(3)生成无色气体X时的离子方程式为3Fj+4H++NO3=3Fe"+NO+2H2。；

(4)滤液H中含有钢离子、氢氧根离子，通入少量二氧化碳，生成沉淀C是碳

2+

酸钢，反应的离子方程式为Ba+CO2+2OH=BaC0.4+H20；

一氧化氮和氨气反应生成氮气和水，化学方程式是

（5）4NH3+6NO催1化剂

5N2+6H2O；由方程式可知，4moi氨气被氧化生成2moi氮气，6moi一氧化氮被

还原生成3mol氮气，则所得氧化产物与还原产物的质量之比为2：3。

15.某工业废水中仅含表中离子中的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0.1mom

阳离子K+Cu2+Fe3+Al3+Fe2+

阴离子CFCOrNO3SOVSiO?~

甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：

I.用伯丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钻玻璃观察）。

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。

M向HI中所得的溶液中加入BaCb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）111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（标准状况下）收集