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課時跟蹤檢測（七）離子共存 離子的檢驗與推斷 1．(2015廣東高考)水溶液中能大量共存的一組離子是(　　) A．NH、Ba2＋、Br－、CO　　 　B．Cl－、SO、Fe2＋、H＋ C．K＋、Na＋、SO、MnO D．Na＋、H＋、NO、HCO 解析：選C　A．Ba2＋與CO能反應(yīng)生成BaCO3沉淀，不能大量共存。B.SO與H＋能反應(yīng)生成SO2和H2O，SO與Fe2＋能生成沉淀FeSO3，不能大量共存。C.離子之間不反應(yīng)，可以大量共存。D.H＋與HCO能反應(yīng)生成CO2和H2O，不能大量共存。 2．常溫下，某未知溶液中＝11012，且含有大量Al3＋和NO，檢驗此溶液中是否大量存在以下6種離子： ①SiO、②NH、③Fe2＋、④K＋、⑤HCO、⑥SO，其中不必檢驗就能否定的離子是(　　) A．②③④　　　　　　　　　 　B．①②⑥ C．①③⑤ D．④⑤⑥ 解析：選C　由溶液中＝11012可確定該溶液呈酸性，SiO與H＋反應(yīng)生成沉淀而不能大量存在；Fe2＋能與H＋、NO發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量存在；HCO與H＋發(fā)生反應(yīng)生成CO2而不能大量存在，NH、K＋、SO在該溶液中可以大量存在。 3．(2016長春模擬)下列各離子組在溶液中能共存且通入括號中相應(yīng)氣體后，仍能大量存在的是(　　) A．Na＋ 、Ba2＋、HSO、I－(氯氣) B．Ca2＋、NO、Na＋、Cl－(二氧化硫) C．Fe3＋、SO、CO、NO(氨氣) D．Na＋、K＋、HCO、Cl－(二氧化碳) 解析：選D　A項中四種離子能共存，但通入氯氣后，氯氣能將HSO、I－氧化，故不符合題意；B項中四種離子能共存，通入二氧化硫，二氧化硫被硝酸根離子氧化而不能共存，故不符合題意；C項中Fe3＋、CO之間反應(yīng)生成沉淀，所以不能共存，故不符合題意；D項中四種離子能共存，通入二氧化碳后也不反應(yīng)，故符合題意。 4．(2016株洲一模)下列離子組能大量共存且加入相應(yīng)試劑后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式正確的是(　　) 選項 離子組 加入試劑 加入試劑后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 A Fe2＋、NO、K＋ 稀硫酸 3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O B Fe3＋、I－、ClO－ NaOH溶液 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ C Ba2＋、HCO、Cl－ NaOH溶液 HCO＋OH－=== CO＋H2O D Ag＋、F－、NO 過量濃氨水 Ag＋＋OH－===AgOH↓ 解析：選A　Fe2＋、NO、K＋三者之間不反應(yīng)，可以大量共存，加入稀硫酸后，溶液中有大量的H＋，則Fe2＋、NO、H＋發(fā)生氧化還原反應(yīng)，A選項正確；Fe3＋具有氧化性，I－具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存，ClO－也具有氧化性，ClO－與I－也不能大量共存，B選項錯誤；C項，加入NaOH溶液后，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式應(yīng)為Ba2＋＋HCO＋OH－===BaCO3↓＋H2O，C選項錯誤；D項，加入過量濃氨水后，會生成銀氨絡(luò)離子，D選項錯誤。 5．(2016邯鄲模擬)用下面的方案進行某些離子的檢驗，其中方案設(shè)計嚴(yán)密的是(　　) A．檢驗試液中的SO：試液無沉淀白色沉淀 B．檢驗試液中的SO：試液氣體退色 C．檢驗試液中的I－：試液棕黃色溶液藍色溶液 D．檢驗試液中的CO：試液白色沉淀沉淀溶解 解析：選C　選項A中加入稀硝酸可把SO氧化成SO或溶液中含有Ag＋，均會產(chǎn)生白色沉淀，錯誤；選項B中不能排除HSO的干擾，錯誤；C項正確；選項D中不能排除SO的干擾。 6．下列評價及離子方程式書寫正確的是(　　) 選項 離子組 評價 A H＋、Fe2＋、NO、Cl－ 不能大量共存于同一溶液中，因為發(fā)生了氧化還原反應(yīng)4Fe2＋＋NO＋6H＋===4Fe3＋＋2NO↑＋3H2O B Na＋、CO、Cl－、Al3＋ 不能大量共存于同一溶液中，因為發(fā)生了相互促進水解反應(yīng)2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑ C Fe3＋、K＋、SCN－、Br－ 不能大量共存于同一溶液中，因為有紅色沉淀生成Fe3＋＋SCN－===Fe(SCN)3↓ D HCO＋OH－===CO2↑＋H2O 不能大量共存于同一溶液中，因為發(fā)生如下反應(yīng)HCO、OH－、Na＋、Ca2＋ 解析：選B　H＋、Fe2＋、NO三者中任意兩者能共存，但三者在一起不能共存要發(fā)生氧化還原反應(yīng)，正確的離子方程式為3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，故A錯誤；CO是弱酸的陰離子要結(jié)合水電離出的氫離子，而Al3＋是弱堿的陽離子要結(jié)合水電離出的氫氧根離子，兩者發(fā)生相互促進的水解反應(yīng)，故B正確；Fe3＋和SCN－兩者結(jié)合形成絡(luò)合物而不是沉淀，正確的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3，故C錯誤；HCO為多元弱酸根，在堿性溶液中要電離出質(zhì)子，與OH－和Ca2＋不能大量共存，可能發(fā)生的離子方程式為Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O，故D錯誤。 7．(2016黃岡模擬)甲、乙、丙、丁由H＋、Na＋、Al3＋、Ba2＋、OH－、Cl－、HCO中的兩種組成，可以發(fā)生如圖轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是(　　) A．甲為AlCl3，乙為NaHCO3 B．溶液丙中還可以大量共存的離子有Fe2＋、NO、SO C．在甲中滴加丁開始反應(yīng)的離子方程式：HCO＋Ba2＋＋OH－===BaCO3↓＋H2O D．白色沉淀A可能溶解在溶液D中 解析：選D　根據(jù)離子共存可確定甲、乙、丙、丁中的兩種為HCl、AlCl3。且甲與乙、丙均能生成NaCl和無色氣體B。則甲為NaHCO3，丙為HCl。甲和乙除生成NaCl、CO2外，還有沉淀A，則乙為AlCl3，丁為Ba(OH)2，A選項錯誤；Fe2＋、NO在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)不能共存，B選項錯誤；在甲中滴加丁開始反應(yīng)的離子方程式為2HCO＋Ba2＋＋2OH－===BaCO3↓＋CO＋2H2O，C選項錯誤；無色溶液D為NaOH溶液，白色沉淀A為Al(OH)3，Al(OH)3能溶解在NaOH溶液中，D選項正確。 8．某無色溶液含有下列離子中的若干種：H＋、NH、Fe3＋、Ba2＋、Al3＋、CO、Cl－、OH－、NO。向該溶液中加入鋁粉，只放出H2，則溶液中能大量存在的離子最多有(　　) A．3種 B．4種 C．5種 D．6種 解析：選C　含有Fe3＋的溶液顯黃色，在無色溶液中不能大量存在；H＋與CO、OH－會發(fā)生反應(yīng)，不能大量共存；OH－與NH、Al3＋會發(fā)生反應(yīng)，不能大量共存；Ba2＋、Al3＋、CO會發(fā)生反應(yīng)，不能大量共存。向該溶液中加入鋁粉，只放出H2，若溶液為堿性，則含有大量的OH－。還可能含有大量的Ba2＋、Cl－、NO。離子最多4種；若溶液為酸性，由于H＋、NO起硝酸的作用，加入Al不能產(chǎn)生氫氣，所以含有的離子可能是H＋、NH、Ba2＋、Al3＋、Cl－，最多是5種離子。 9．(2016青島模擬)溶液中可能含有H＋、NH、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、CO、SO、NO中的幾種。①加入鋁片，產(chǎn)生無色無味的氣體；②加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，且產(chǎn)生的沉淀量與加入NaOH的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如圖所示。則下列說法正確的是(　　) A．溶液中一定不含CO，可能含有SO和NO B．在滴加NaOH溶液物質(zhì)的量為0.5～0.7 mol時，發(fā)生的離子反應(yīng)為Al3＋＋4OH－=== [Al(OH)4]－ C．溶液中的陽離子只有H＋、Mg2＋、Al3＋ D．n(H＋)∶n(NH)∶n(Mg2＋)＝2∶4∶1 解析：選D　根據(jù)題意知，①溶液中加入鋁片，產(chǎn)生無色無味的氣體為氫氣，則溶液中有大量氫離子，則沒有碳酸根離子和硝酸根離子，根據(jù)電中性原則知，溶液中一定含有硫酸根離子；②加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中一定不含鐵離子，結(jié)合圖像分析，溶液中一定含有鎂離子、鋁離子和銨根離子；當(dāng)溶液中含氫離子、銨根離子、鎂離子、鋁離子時，加入氫氧化鈉，先與氫離子反應(yīng)，再與鎂、鋁離子反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，再與銨根離子反應(yīng)得到一水合氨，再與氫氧化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉。根據(jù)上述分析知，溶液中一定不含CO和NO，一定含有SO，A錯誤；根據(jù)題給圖像知，在滴加NaOH溶液物質(zhì)的量為0.5～0.7 mol時，發(fā)生的離子反應(yīng)為NH＋OH－===NH3H2O，B錯誤；根據(jù)題給圖像知，溶液中的陽離子一定含NH、H＋、Mg2＋、Al3＋，C錯誤；根據(jù)題給圖像分析，氫離子的物質(zhì)的量是0.1 mol，銨根離子的物質(zhì)的量為0.2 mol，鎂離子的物質(zhì)的量是0.05 mol，n(H＋)∶n(NH)∶n(Mg2＋)＝2∶4∶1，D正確。 10．水溶液X中只可能溶有K＋、Mg2＋、Al3＋、[Al(OH)4]－、SiO、SO、CO、SO中的若干種離子。某同學(xué)對該溶液進行了如下實驗： 下列判斷正確的是(　　) A．氣體甲一定是純凈物 B．沉淀甲是硅酸和硅酸鎂的混合物 C．K＋、[Al(OH)4]－和SiO一定存在于溶液X中 D．CO和SO一定不存在于溶液X中 解析：選C　加入過量鹽酸有氣體生成，則X中至少含有SO、CO中的一種，有沉淀甲生成，則溶液X中一定含有SiO，有SiO，則X中一定無Mg2＋、Al3＋；無色溶液甲加入過量氨水有白色沉淀乙生成，則乙一定是Al(OH)3，溶液X中一定含[Al(OH)4]－，依據(jù)電荷守恒，溶液中一定含有陽離子(K＋)；不能確定SO是否存在，D項錯誤。若SO、CO同時存在，則氣體甲是混合物，A項錯誤；因一定無Mg2＋，沉淀甲中不含硅酸鎂，B項錯誤，只有C選項正確。 11．某?；瘜W(xué)興趣小組為探究鐵與濃硫酸反應(yīng)，設(shè)計了圖1、圖2所示裝置進行實驗。 　圖1　　　　　　　　　　　　圖2 (1)比較兩實驗裝置，圖2所示裝置的優(yōu)點是： ①能更好地吸收有毒氣體SO2，防止其污染環(huán)境； ②___________________________________________________________________。 (2)能說明有SO2氣體產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象是________。 (3)反應(yīng)一段時間后，用滴管吸取A試管中的溶液滴入適量水中為試樣，試樣中所含金屬離子的成分有以下三種可能： Ⅰ：只含有Fe3＋； Ⅱ：只含有Fe2＋； Ⅲ：既有Fe3＋又有Fe2＋。 為驗證Ⅱ、Ⅲ的可能性，選用如下試劑，填寫下列空格： A．稀鹽酸溶液　　　　　　 　B．稀硫酸溶液 C．KSCN溶液 D．KMnO4溶液 E．NaOH溶液 F．淀粉KI溶液 G．H2O2溶液 驗證Ⅱ：取試樣，先滴加少量的________(填試劑序號，下同)，振蕩，再滴加少量的________，根據(jù)溶液顏色的變化可確定假設(shè)Ⅱ是否正確。 驗證Ⅲ：步驟1　取試樣，滴加少量的________(填試劑序號)，溶液的顏色變________色，則試樣中含有Fe3＋，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________。 步驟2　再取適量的試樣滴加少量的________(填試劑序號)，溶液的顏色變?yōu)開_______色，則試樣中含有Fe2＋。 解析：(1)比較兩個裝置的不同點，發(fā)現(xiàn)發(fā)生裝置設(shè)計不同，可抽動的鐵絲可以隨時控制反應(yīng)的發(fā)生與停止，而鐵片卻不具有這樣的優(yōu)勢。(3)檢驗溶液中僅含F(xiàn)e2＋需事先確定溶液中是否含F(xiàn)e3＋(用KSCN溶液)，再利用氧化劑(不要有很深的顏色，以免影響血紅色的觀察)把Fe2＋氧化成Fe3＋，觀察有無血紅色現(xiàn)象出現(xiàn)；檢驗溶液中既有Fe2＋又有Fe3＋，首先可用KSCN溶液檢驗Fe3＋的存在，因為Fe3＋的存在必然會影響Fe2＋的檢驗，故只能選擇KMnO4溶液與Fe2＋反應(yīng)，觀察KMnO4溶液顏色的變化情況。 答案：(1)便于控制反應(yīng)的發(fā)生和停止 (2)品紅溶液退色 (3)C　G　C(或F)　紅(或藍) Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(或2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2) D　淺紅或變淺 12．在Na＋濃度為0.5 molL－1的某澄清溶液中，還可能含有下表中的若干種離子。 陽離子 K＋　Ag＋　Mg2＋　Ba2＋ 陰離子 NO　CO　SiO　SO 現(xiàn)取該溶液100 mL進行如下實驗(氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)。 序號 實驗內(nèi)容 實驗結(jié)果 Ⅰ 向該溶液中加入足量稀鹽酸 產(chǎn)生白色沉淀并放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.56 L氣體 Ⅱ 將Ⅰ的反應(yīng)混合液過濾，對沉淀洗滌、灼燒至恒重，稱量所得固體質(zhì)量 固體質(zhì)量為2.4 g Ⅲ 向Ⅱ的濾液中滴加BaCl2溶液 無明顯現(xiàn)象 請回答下列問題： (1)實驗Ⅰ能確定一定不存在的離子是______________。 (2)實驗Ⅰ中生成沉淀的離子方程式為_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)通過實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要計算，填寫下表中陰離子的濃度(能計算出的，填寫計算結(jié)果，一定不存在的離子填“0”，不能確定是否存在的離子填“？”)。 陰離子 NO CO SiO SO c/(molL－1) (4)判斷K＋是否存在________(填“存在”或“不存在”)，若存在求其最小濃度________molL－1，若不存在說明理由：___________________________________。 解析：由題知溶液為透明澄清溶液，因此溶液中的離子必能大量共存。由實驗Ⅰ、Ⅱ可知，加入稀鹽酸產(chǎn)生氣體，必有CO，其濃度為0.56 L22.4 Lmol－10.1 L＝0.25 molL－1，則溶液中一定無Ag＋、Mg2＋、Ba2＋；且能生成白色沉淀，因此有SiO，發(fā)生的反應(yīng)為SiO＋2H＋===H2SiO3↓，H2SiO3△,SiO2＋H2O故SiO的濃度為2.4 g60 gmol－10.1 L＝0.4 molL－1；由實驗Ⅲ可知溶液中不含SO；根據(jù)電荷守恒知2c(CO)＋2c(SiO)＝20.25 molL－1＋20.4 molL－1＝1.3 molL－1，故含K＋，其最小濃度為1.3 molL－1－0.5 molL－1＝0.8 molL－1。 答案：(1)Ag＋、Mg2＋、Ba2＋ (2)SiO＋2H＋===H2SiO3↓ (3)如表 陰離子 NO CO SiO SO c/(molL－1) ？ 0.25 0.4 0 (4)存在　0.8 13．某廢水中可能含有下列離子中的若干種： Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Cu2＋、Cl－、CO、NO、SO、SiO?，F(xiàn)進行如下實驗： Ⅰ.取少量溶液，加入KSCN溶液，無明顯變化。 Ⅱ.另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色。 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過量濃氨水，僅有紅褐色沉淀生成。過濾，在所得濾液中加入鹽酸至酸性時，再加入氫氧化鈉溶液，有藍色沉淀生成。 請回答下列問題： (1)該廢水中一定含有的離子是____________。 (2)實驗Ⅱ中加入少量鹽酸生成無色氣體的離子方程式是_____________________。 (3)過濾除去Ⅳ中的藍色沉淀，調(diào)整濾液的pH為10.7左右時，加入鋁粉，反應(yīng)產(chǎn)生氨氣和氮氣的體積比為1∶4，其離子方程式為Al＋NO＋OH－―→[Al(OH)4]－＋NH3＋N2＋H2O(未配平)。該反應(yīng)中還原產(chǎn)物是________。若除去0.2 mol NO，要消耗鋁________g。 (4)工業(yè)廢水中常含有不同類型的污染物，可采用不同的方法處理。下列處理措施和方法類別均正確的是______(填字母)。 選項 污染物 處理措施 方法類別 A 堿性廢水 用CO2中和 化學(xué)法 B Cu2＋等重金屬離子 加硫酸鹽沉降 化學(xué)法 C 含復(fù)雜有機物的廢水 通過微生物代謝 物理法 D 廢酸 加生石灰中和 化學(xué)法 解析：(1)實驗Ⅰ說明該廢水中不含F(xiàn)e3＋；實驗Ⅱ說明生成的無色氣體為NO，則該廢水中一定含有Fe2＋、NO，一定不含CO、SiO；實驗Ⅲ說明該廢水中含有SO；實驗Ⅳ說明該廢水中含有Cu2＋，不含Al3＋。 (2)加入鹽酸，實質(zhì)是溶液中Fe2＋、H＋、NO三者發(fā)生反應(yīng)：3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 (3)還原產(chǎn)物是氧化劑對應(yīng)的生成物，即化合價降低的物質(zhì)對應(yīng)的生成物，即NH3和N2，配平該離子方程式得：16Al＋9NO＋7OH－＋30H2O===16[Al(OH)4]－＋NH3↑＋4N2↑，除去0.2 mol NO，消耗鋁的質(zhì)量為1627 gmol－1＝9.6 g。 (4)Cu2＋與硫酸鹽不能形成沉淀，B錯誤；含復(fù)雜有機物的廢水通過微生物代謝處理不屬于物理法，C錯誤。 答案：(1)Fe2＋、Cu2＋、NO、SO (2)3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O (3)NH3和N2　9.6 (4)AD