练习三 离子反应的应用
1.(2024·湖北八市联考)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
A．0.1 mol·L－1FeCl3溶液：Al3＋、K＋、Br－、SCN－
B．0.1 mol·L－1盐酸：Na＋、NO、S2O、SiO
C．0.1 mol·L－1KMnO4溶液：NH、Na＋、SO、I－
D．0.1 mol·L－1KNO3溶液：Mg2＋、Zn2＋、SO、Cl－
解析：铁离子和SCN－反应生成Fe(SCN)3，不能大量共存，A不符合题意；在0.1 mol·L－1盐酸中含有大量氢离子，SiO可以与氢离子反应生成硅酸沉淀，且氢离子和S2O反应会生成S和SO2，故不能大量共存，B不符合题意；MnO具有强氧化性，可以将碘离子氧化成碘单质，故不能大量共存，C不符合题意；在0.1 mol·L－1KNO3溶液中，钾离子、硝酸根离子和四种离子相互不反应，能大量共存，D符合题意。故选D。
2．(2022·湖北化学)下列各组离子在给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氯化钠溶液中：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硝酸银溶液中：K＋、Cl－、Na＋、CO
解析：氨水会与Ag＋、Cu2＋反应，Cu2＋、SO也不能大量共存，A项错误；Fe3＋、I－会发生氧化还原反应，Fe3＋、HCO会发生双水解反应，不能大量共存，B项错误；醋酸显酸性，在醋酸溶液中SO、NH、Br－、H＋均不会发生反应，能大量共存，C项正确；硝酸银中的Ag＋会与Cl－、CO反应，不能大量共存，D项错误。
答案：C
3．(2024·新乡模拟)下列离子可以在指定条件下大量共存的是( )
A．电解饱和食盐水后的溶液：Ba2＋、F－、HCO、Ca2＋
B．常温下，＝1012的溶液：I－、Fe2＋、NH、NO
C．1 mol·L－1的盐酸：Pb2＋、SO、Ag＋、SiO
D．使酚酞变红的溶液：Na＋、K＋、CH3COO－、SO
解析：电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠，溶液为碱性，碳酸氢根离子与氢氧根离子反应生成CO，继续与钡离子和钙离子反应生成沉淀，不能大量共存，A错误；常温下，＝1012的溶液呈酸性，酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，与亚铁离子和碘离子不能大量共存，B错误；盐酸中含氯离子和氢离子，SO、Ag＋、SiO不能大量共存，C错误；使酚酞变红的溶液中Na＋、K＋、CH3COO－、SO能大量共存，D正确。
答案：D
4．(2023·泉州质检)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A．酸性溶液中：K＋、S2O、NO、HS－
B．无色透明的溶液中：Al3＋、NH、Br－、Cl－
C．c(Fe2＋)＝1 mol·L－1的溶液中：H＋、Mg2＋、[Al(OH)4]－、SO
D．溶有SO2气体的溶液中：Na＋、Mg2＋、SO、ClO－
解析：酸性溶液中NO具有强氧化性，能和HS－、S2O发生氧化还原反应，不能大量共存，故A不符合题意；无色透明的溶液中Al3＋、NH、Br－、Cl－四种离子之间不发生反应，且离子均无色，可以大量共存，故B符合题意；c(Fe2＋)＝1 mol·L－1的溶液中，Fe2＋、Mg2＋、H＋能和[Al(OH)4]－反应生成氢氧化铝沉淀，这些离子不能大量共存，故C不符合题意；溶有SO2气体的溶液中，SO2会和ClO－发生氧化还原反应，二者不能大量共存，故D不符合题意。
答案：B
5.(2024·宝鸡模拟)某100 mL溶液可能含有K＋、NH、Al3＋、CO、SO、Cl－中的若干种，取该溶液进行连续实验，实验过程如图所示(所加试剂均过量，气体全部逸出)。下列说法错误的是( )
A．原溶液中一定含有CO、SO，无Al3＋
B．原溶液中一定存在K＋，可能存在Cl－
C．是否存在K＋只有通过焰色试验才能确定
D．若原溶液中不存在Cl－，则c(K＋)＝0.1 mol·L－1
解析：加入BaCl2溶液，生成沉淀1，则至少含有CO、SO中的一种，加入盐酸，沉淀部分溶解，则沉淀1为BaSO4和BaCO3的混合物，原溶液中一定存在CO、SO，n(SO)＝n(BaSO4)＝＝0.01 mol，n(CO)＝n(BaCO3)＝＝0.01 mol，CO和Al3＋会发生双水解，不能共存，因此溶液中不含Al3＋；向滤液中加入NaOH溶液，生成气体，该气体为氨气，则溶液中一定含NH，n(NH)＝＝0.03 mol，根据电荷守恒可知，溶液中一定存在K＋，可能存在Cl－。由上述分析可知，原溶液中一定含有CO、SO，无Al3＋，故A正确；由上述分析可知，溶液中一定存在K＋，可能存在Cl－，故B正确；根据电荷守恒可确定原溶液中一定存在K＋，K＋的存在不需通过焰色试验就能确定，故C错误；根据电荷守恒，溶液中阴离子(CO、SO)所带负电荷的物质的量为0.04 mol，阳离子(NH)所带正电荷的物质的量为0.03 mol，若原溶液中不存在Cl－，则K＋的物质的量为0.01 mol，c(K＋)＝＝0.1 mol·L－1，故D正确。故选C。
6．下列关于离子检验的说法正确的是( )
A．检验溶液中是否含有Ba2＋：取少量待测液，向其中加入少量稀硫酸，若有白色沉淀产生，则溶液中含有Ba2＋
B．检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可选用的试剂是酸性KMnO4溶液
C．检验溶液中是否含有CO：取少量待测液，向其中加入适量稀盐酸，观察是否有大量气泡产生
D．向未知溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀，加稀硝酸，沉淀不溶解，说明该未知溶液中存在SO或SO
解析：如果溶液中含有Ca2＋、Ag＋等，向其中加入少量稀硫酸，会有硫酸钙、硫酸银等白色沉淀产生，所以不能确定溶液中是否含有Ba2＋，故A错误；硫酸亚铁可将酸性KMnO4还原而使酸性KMnO4溶液褪色，故B正确；HCO、SO、HSO遇稀盐酸也可产生大量气泡，故C错误；未知溶液中也可能存在Ag＋，遇BaCl2产生AgCl白色沉淀，加稀硝酸后AgCl沉淀也不溶解，故D错误。
答案：B
7．(2023·山东化学)鉴别浓度均为0.1 mol·L－1的NaClO、Ba(OH)2、Al2(SO4)3三种溶液，仅用下列一种方法不可行的是( )
A．测定溶液pH
B．滴加酚酞试剂
C．滴加0.1 mol·L－1KI溶液
D．滴加饱和Na2CO3溶液
解析：NaClO溶液显弱碱性，Ba(OH)2溶液显强碱性，Al2(SO4)3溶液显酸性，则测定溶液pH是可以鉴别出来的，故A项不符合题意；NaClO溶液显弱碱性且有漂白性，Ba(OH)2溶液显强碱性，滴入酚酞试剂，NaClO使酚酞先变红后褪色，Ba(OH)2使酚酞变红色，Al2(SO4)3溶液显酸性，滴入酚酞不变色，则滴加酚酞试剂是可以鉴别出来的，故B项不符合题意；NaClO溶液滴入碘化钾溶液，发生氧化还原反应生成碘，溶液会由无色变成黄色，而Ba(OH)2溶液、Al2(SO4)3溶液滴入碘化钾溶液后，因不发生反应而无明显现象，则仅用滴加0.1 mol·L－1KI溶液的方法无法鉴别，故C项符合题意；饱和Na2CO3溶液和NaClO溶液不反应，和Ba(OH)2溶液反应生成碳酸钡沉淀，和Al2(SO4)3溶液发生双水解反应生成沉淀和气体，则滴入饱和Na2CO3溶液是可以鉴别出来的，故D项不符合题意。
答案：C
8．(2023·辽宁模拟)常温下，氢离子浓度为0.1 mol·L－1的某溶液A中除H＋外，还含有NH、K＋、Na＋、Fe3＋、Al3＋、CO、NO、Cl－、I－、SO中的4种，且溶液中各离子的物质的量浓度均为0.1 mol·L－1。现取该溶液进行实验，实验结果如图所示，下列有关说法正确的是( )
A．该溶液中一定有上述离子中的NO、Al3＋、SO、Cl－四种离子
B．实验消耗Cu 14.4 g，则生成气体丁的体积为3.36 L
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BaCO3，可能有BaSO4
解析：溶液A中含有0.1 mol·L－1 H＋，则该溶液pH＝1，显强酸性，CO一定不存在；溶液A中加入过量的(NH4)2CO3溶液，Fe3＋和CO发生双水解，生成氢氧化铁沉淀(红褐色)，说明原溶液中不含Fe3＋；溶液乙中加入Cu和硫酸，产生气体丙，气体丙遇空气变成红棕色气体丁，因此丁为NO2，丙为NO，说明原溶液中有NO，NO在酸性条件下具有氧化性，I－具有还原性，因此不能大量存在，因此白色沉淀甲为Al(OH)3，原溶液中含有Al3＋；假设溶液的体积为1 L，根据溶液显电中性，阳离子所带的正电荷总数为3n(Al3＋)＋n(H＋)＝3×0.1 mol＋0.1 mol＝0.4 mol，而NO所带负电荷数为0.1 mol，又因为各离子的量均为0.1 mol，因此原溶液中含有SO、Cl－，据此分析解题。该溶液中一定有上述离子中的NO、Al3＋、SO、Cl－四种离子， A正确；题目中没有说标准状况，因此无法计算气体体积，B错误；原溶液中一定没有I－，C错误；因为加入过量的(NH4)2CO3，所以有Ba2＋＋CO===BaCO3↓，根据分析，原溶液中有SO，因此也就有Ba2＋＋SO===BaSO4↓，因此沉淀乙一定有BaCO3、BaSO4，D错误。
答案：A
9．(2024·梧州模拟)在某强酸性溶液X中仅含有NH、Al3＋、Ba2＋、Fe2＋、Fe3＋、CO、SO、SO、Cl－、NO中的一种或几种(忽略水的电离及离子的水解)，取该溶液进行连续实验，实验过程如图，下列有关推断正确的是( )
A．生成气体A的离子反应：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
B．溶液X中一定含有H＋、Fe2＋、SO、Cl－
C．加热灼烧沉淀F，其产物一定是磁性氧化铁
D．沉淀H中一定含有Al(OH)3和BaCO3沉淀
解析：在强酸性溶液中一定不会存在CO、SO；加入过量Ba(NO3)2生成沉淀，则该沉淀C为BaSO4，说明溶液中含有SO，不含Ba2＋，生成气体A，则A只能是NO，说明溶液中含有还原性离子，则一定为Fe2＋，且溶液中不含NO；溶液B中加入过量NaOH溶液，沉淀F为Fe(OH)3，无气体产生，说明溶液中没有NH；溶液E中通入CO2气体，生成沉淀H，则H为Al(OH)3，E中有NaOH、Na[Al(OH)4]和过量Ba(NO3)2，说明原溶液中含有Al3＋；不能确定是否含有的离子为Fe3＋和Cl－，以此进行解答。由分析可知，气体A为NO，生成NO的离子反应为3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，故A正确；由分析可知，溶液中一定存在H＋、Al3＋、Fe2＋、SO，不能确定Cl－是否存在，故B错误；由分析可知，F为Fe(OH)3，Fe(OH)3在加热条件下分解产生Fe2O3，故C错误；由分析可知，溶液E中含有过量的Ba2＋和OH－，若通入的CO2过量则没有BaCO3沉淀生成，故D错误。
答案：A
10．(2024·泰安模拟)下列关于离子检验的说法中正确的是( )
A．向某溶液中加入稀盐酸，将产生的无色无味气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，则原溶液中一定含有CO或HCO
B．向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生，再加稀盐酸，沉淀不消失，则原溶液中一定有SO
C．向某溶液中先加入H2O2溶液，再滴加KSCN溶液，溶液变红，则原溶液中含Fe2＋而不含Fe3＋
D．向某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀，再加稀盐酸，沉淀不消失，则原溶液中一定有Cl－
解析：向某溶液中加入稀盐酸，将产生的无色无味气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，说明产生二氧化碳，则原溶液中一定含有CO或HCO，故A正确；向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生，再加稀盐酸，沉淀不消失，可能含有亚硫酸根离子，故B错误；向某溶液中先加入H2O2溶液，再滴加KSCN溶液，溶液变红，原溶液中可能含有铁离子，故C错误；应该先用硝酸酸化且产生的沉淀不溶解，排除碳酸根离子等的干扰，故D错误。
答案：A
11．(2023·邵阳联考)常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A．0.1 mol·L－1AlCl3溶液中：H＋、Na＋、K＋、SO
B．0.1 mol·L－1FeCl2溶液中：H＋、Al3＋、SO、NO
C．能使紫色石蕊溶液变蓝的溶液中：Ag＋、Fe3＋、Br－、SO
D．由水电离产生的c(H＋)＝10－12 mol·L－1的溶液中：NH、SO、HCO、Cl－
解析：酸性条件下硝酸根可以将亚铁离子氧化成三价铁离子，故B错误；能使紫色石蕊溶液变蓝的溶液显碱性，三价铁离子在碱性溶液中不能存在，故C错误；由水电离产生的c(H＋)＝10－12 mol·L－1的溶液可能显酸性，也可能显碱性，故不可以和碳酸氢根共存，故D错误。
答案：A
12．(2024·梅州模拟)常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．澄清透明的溶液中：Cu2＋、NH、Cl－、SO
B．pH＝7的溶液中：Cl－、SO、Na＋、Fe3＋
C．0.1 mol·L－1的Na[Al(OH)4]溶液中：Na＋、NO、NH、HCO
D．常温下，＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：K＋、Fe2＋、Cl－、NO
解析：A项所给离子组均能大量共存，A项符合题意；pH＝7的溶液中，Fe3＋会水解为氢氧化铁，B项不符合题意；[Al(OH)4]－与NH发生双水解，与HCO反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸根离子，C项不符合题意；常温下，＝1×10－13 mol·L－1的溶液中，c(H＋)＝0.1 mol·L－1，酸性条件下，NO具有强氧化性，能氧化Fe2＋，不能大量共存，D项不符合题意。
答案：A
13．(2024·重庆调研)常温下，下列溶液中各组离子可能大量共存的是( )
A．0.1 mol·L－1的AlCl3溶液：Na＋、[Al(OH)4]－、NO、SO
B．pH＝8的溶液中：Na＋、Ba2＋、CO、Cl－
C.＝1012的溶液：K＋、Na＋、MnO、Cl－
D．由水电离产生的c(H＋)＝1×10－12 mol·L－1的溶液：K＋、SO、NH、Cl－
解析：铝离子和四羟基合铝酸根离子反应生成氢氧化铝沉淀，不能大量共存，故A不符合题意；pH＝8的溶液呈碱性，溶液中钡离子和碳酸根离子反应生成碳酸钡沉淀，不能大量共存，故B不符合题意；＝1012的溶液呈酸性，酸性条件下MnO、Cl－发生氧化还原反应，不能大量共存，故C不符合题意；由水电离产生的c(H＋)＝1×10－12 mol·L－1的溶液可能显酸性或碱性，若为酸性，各离子之间不反应，能大量共存，故D符合题意。
答案：D
14．(2024·上饶模拟)向10 mL 0.1 mol·L－1 NH4Al(SO4)2溶液中，滴加等浓度Ba(OH)2溶液x mL，下列叙述正确的是( )
A．x＝10时，溶液中有NH、Al3＋、SO，且c(NH)>c(Al3＋)
B．x＝10时，溶液中有NH、[Al(OH)4]－、SO，且c(NH)>c(SO)
C．x＝30时，溶液中有Ba2＋、[Al(OH)4]－、OH－，且c(OH－)
解析：根据10 mL 0.1 mol·L－1 NH4Al(SO4)2溶液中含有0.001 mol NH、0.001 mol Al3＋、0.002 mol SO，结合加入Ba(OH)2溶液的体积进行分析解答。根据上述分析可知，x＝10时，10 mL 0.1 mol·L－1 Ba(OH)2溶液中有0.001 mol Ba2＋，0.002 mol OH－，混合后生成0.001 mol硫酸钡沉淀，剩余0.001 mol SO。生成×10－3 mol氢氧化铝沉淀，剩余×10－3 mol Al3＋，而NH没有参与反应，少量水解，则c(NH)>c(Al3＋)，故A项正确，B项错误；x＝30时，混合后生成0.002 mol硫酸钡沉淀，剩余0.001 mol Ba2＋，OH－过量，生成0.001 mol [Al(OH)4]－，能把Al3＋和NH都反应完，还剩余0.001 mol OH－，加上一水合氨电离生成铵根离子和氢氧根离子，此时c(OH－)>c{[Al(OH)4]－}，故C、D项错误。
答案：A
15．(2024·滨州综合)常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．中性溶液中：Al3＋、Fe3＋、SO、ClO
B．加入铝粉生成H2的溶液中：Na＋、HCO、NO、NH
C．无色溶液中：K＋、SO、Cr2O、Na＋
D.＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：NH、Ca2＋、Cl－、NO
解析：Al3＋、Fe3＋水解呈酸性，中性溶液中不能大量存在Al3＋、Fe3＋，故A不选；加入铝粉生成H2的溶液可能显酸性也可能显碱性，HCO不能在酸性或碱性溶液中大量存在，NH不能在碱性溶液中大量存在，故B不选；Cr2O在溶液中为橙红色，有色离子不能在无色溶液中大量存在，故C不选；＝1×10－13 mol·L－1的溶液中c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1，该溶液呈酸性，NH、Ca2＋、Cl－、NO四种离子之间相互不反应，也都可以在酸性环境中大量存在，故D选。
答案：D
16．(2023·衡阳模拟)有一固体混合物，可能由K2CO3、NaNO2、FeCl3、KClO3、AgNO3混合而成，为检验它的成分，做了如下实验：(已知NaNO2不能被稀HNO3氧化)
①将固体溶于足量水，搅拌后静置，得到无色透明溶液和白色沉淀。
②取等量固体加入足量的稀硝酸中，有刺激性气味气体产生，同时有白色沉淀生成。
根据以上实验现象，你认为以下判断正确的是( )
A．一定含有K2CO3、NaNO2、AgNO3
B．无法判断是否含有FeCl3
C．一定含有KClO3、NaNO2、AgNO3，不能肯定是否含有K2CO3
D．是否含K2CO3，只要把实验②产生的气体通入少量澄清石灰水中，若没有变浑浊，则一定不含K2CO3
解析：①将固体溶于足量水，搅拌后静置，上面溶液无色透明，下面是白色不溶物，判断固体中无FeCl3，一定有AgNO3，碳酸银和亚硝酸银都是微溶于水的物质，可能含有K2CO3、NaNO2；②取等量固体加入足量的稀硝酸中，有气体产生，气体有刺激性气味，综合分析推断，只能是酸性溶液中氯酸钾把亚硝酸钠氧化为硝酸钠，本身被还原为具有刺激性气味的氯气，判断一定含有KClO3；同时有白色沉淀生成，是氯气与水反应生成的盐酸和硝酸银反应生成氯化银沉淀。综上所述，一定含有NaNO2、KClO3、AgNO3，一定无FeCl3，K2CO3不能确定，故A、B错误，C正确；是否含K2CO3，把实验②产生的所有气体通入少量澄清石灰水，若没有变浑浊，有可能是氯气和水反应生成的盐酸溶解碳酸钙，不生成沉淀，故D错误。
答案：C
17．(2024·邯郸模拟)某溶液中只可能含有K＋、NH、Fe2＋、Al3＋、Cl－、SO、CO、[Al(OH)4]－中的若干种离子，离子浓度均为0.1 mol·L－1。某同学进行了如下实验，下列说法正确的是( )
A．原溶液中含有Al3＋、不含[Al(OH)4]－
B．原溶液中存在NH、Fe2＋、Cl－、SO
C．沉淀C中含有BaCO3、Al(OH)3
D．滤液X中大量存在的阳离子有NH、Fe2＋和Ba2＋
解析：溶液中加入稀硫酸无明显现象，说明无CO；加入硝酸钡溶液，有气体生成，说明发生了氧化还原反应，则含有Fe2＋，不含[Al(OH)4]－；有沉淀A，说明沉淀A为硫酸钡沉淀，但不能说明含有SO，因为前面加入了硫酸，滤液X中加入过量NaOH溶液生成气体，则气体为氨气，原溶液中含有NH；沉淀B含有氢氧化铁沉淀；滤液中通入少量二氧化碳有沉淀C生成，沉淀C一定含有碳酸钡，由于溶液中离子浓度均为0.1 mol·L－1，结合电荷守恒可判断不可能含有Al3＋，只有含NH、Fe2＋、Cl－、SO才能保证电荷守恒，溶液中也不存在K＋。根据上述分析可知，溶液中不含Al3＋、[Al(OH)4]－，故A错误；根据上述分析可知，溶液中存在NH、Fe2＋、Cl－、SO，故B正确；根据上述分析可知，溶液中不含Al3＋，则沉淀C为碳酸钡，不含Al(OH)3，故C错误；滤液X中大量存在的阳离子有NH、Fe3＋、H＋和Ba2＋，故D错误。
答案：B
18．(2024·湖南新高考联盟联考)常温下，pH＝1的某溶液中可能含有Na＋、Fe3＋、Fe2＋、I－、Cl－、CO中的某几种离子，现取100 mL该溶液进行如图所示实验：
已知氧化性：Fe3＋>I2。根据实验结果，判断下列说法正确的是( )
A．可能存在Fe3＋
B．一定不存在CO，可能存在Na＋和Cl－
C．一定存在Fe2＋、I－、Cl－
D．白色沉淀的质量至少为5.74 g
解析：pH＝1的溶液中H＋浓度为0.1 mol·L－1,100 mL该溶液中含有H＋的物质的量为0.01 mol，则一定不存在CO；向溶液中通入Cl2分液后最终得到紫黑色固体，则原溶液中含有I－，Fe3＋能够氧化I－，则一定不存在Fe3＋；2.54 g紫黑色固体为碘单质，物质的量为0.01 mol，原溶液中含有I－的物质的量为0.02 mol；水层中加入NaOH溶液得到固体，无论固体是氢氧化亚铁或氢氧化铁，灼烧得到的1.60 g固体为Fe2O3，则溶液中一定存在Fe2＋，Fe2＋的物质的量为×2＝0.02 mol,0.02 mol Fe2＋带有正电荷为 0.04 mol，0.01 mol H＋带有正电荷为0.01 mol,0.02 mol I－带有负电荷为0.02 mol，所以原溶液中一定含有Cl－，其物质的量至少为0.03 mol，通入氯气的物质的量为0.01 mol，再产生0.02 mol Cl－，所以AgCl的总质量至少为7.175 g。
答案：C
19．(2024·浙江模拟)某无色溶液中可能含有 Na＋、K＋、NH、Cu2＋、SO、SO、MnO、Cl－、Br－、CO等离子，且所含离子的物质的量的浓度都相等。往该溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液，无白色沉淀生成。某同学另取少量原溶液，设计并完成了如图实验：则关于原溶液组成的判断中正确的是( )
A．肯定不存在的离子是 Cu2＋、SO、CO、MnO，而是否含NH另需实验验证
B．肯定存在的离子是 SO、Br－，且Na＋、K＋至少有一种存在
C．原溶液中可能存在Cl－
D．若步骤中Ba(NO3)2和HNO3溶液改用BaCl2和盐酸的混合溶液，对溶液中离子的判断无影响
解析：无色溶液则不含Cu2＋和MnO，加入足量氯水，无气体产生，则不含CO，溶液中加入四氯化碳分液，下层呈橙色，则含有Br－，上层加入硝酸钡和稀硝酸有白色沉淀生成，则含有SO，溶液中一定含阳离子，且离子浓度相等。根据电荷守恒，一定含NH、Na＋、K＋，一定不含Cl－，滤液中加硝酸酸化的硝酸银有白色沉淀生成，是过程中加入氯水时引入的氯离子，据此分析解答。分析可知肯定不存在的离子是Cu2＋、SO、CO、MnO、Cl－，一定含NH，故A错误；根据电荷守恒，一定含有NH、Na＋、K＋，一定不含Cl－，故B、C错误；加入Ba(NO3)2和HNO3溶液目的是检验加入过量氯水后是否有SO离子，因为开始加入足量氯水，已将亚硫酸根氧化成硫酸根离子，所以若改用BaCl2和盐酸的混合溶液，对溶液中离子的判断无影响，故D正确。
答案：D
20．(2023·重庆模拟)常温下，下列各组离子在指定环境中能大量共存的是( )
A.＝1×10－12的溶液中：K＋、Na＋、CO、NO
B．使甲基橙呈红色的溶液：NH、Ba2＋、CH3COO－、Cl－
C．无色透明的溶液中：H＋、Mg2＋、MnO、Cl－
D．c(Fe3＋)＝1 mol·L－1的溶液中：Ca2＋、NH、[Al(OH)4]－、SO
解析：＝1×10－12，说明溶液呈碱性，碱性溶液中，K＋、Na＋、CO、NO能大量共存，故A符合题意；使甲基橙呈红色的溶液呈酸性，CH3COO－与H＋不能大量共存，故B不符合题意；MnO有颜色，不能存在于无色溶液中，故C不符合题意；Fe3＋与[Al(OH)4]－发生双水解，不能大量共存，故D不符合题意。
答案：A
21．(2024·南平质检)下列各组离子在给定条件下一定能共存的是( )
A．0.1 mol·L－1的碘化钾溶液：H＋、Fe3＋、Br－、SO
B．0.1 mol·L－1的小苏打溶液：Al3＋、Mg2＋、SO、NO
C．0.1 mol·L－1的醋酸溶液：NH、Ca2＋、Cl－、NO
D．0.1 mol·L－1的烧碱溶液：K＋、Na＋、CO、HS－
解析：由反应离子方程式：2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋可知，0.1 mol·L－1的碘化钾溶液中不可能含有大量的Fe3＋，A项不符合题意；由于Al3＋、Mg2＋与HCO发生双水解反应，则0.1 mol·L－1的小苏打溶液不可能含有大量的Al3＋、Mg2＋，B项不符合题意；0.1 mol·L－1的醋酸溶液中的CH3COOH、CH3COO－、H＋与NH、Ca2＋、Cl－、NO均不反应，可以大量共存，C项符合题意；由反应OH－＋HS－===S2－＋H2O可知，0.1 mol·L－1的烧碱溶液中不可能含有大量的HS－，D项不符合题意。
答案：C
22．(2024·渭南质检)下列各组离子在指定环境中一定能大量共存的是( )
A．使pH试纸显深红色的溶液中：Fe3＋、SO、S2－、Cl－
B．与铝粉反应放出氢气的无色溶液中：NO、Al3＋、Na＋、SO
C．使红色石蕊试纸变蓝的溶液中：SO、Na＋、CO、K＋
D．水电离出的OH－浓度为10－12 mol·L－1的溶液中：Mg2＋、NH、[Al(OH)4]－、SO
解析：使pH试纸显深红色的溶液为酸性溶液，Fe3＋氧化S2－且S2－与H＋反应生成H2S，故A不符合题意。与铝粉反应放出氢气的无色溶液为酸或碱溶液，碱性条件下OH－与Al3＋生成沉淀而不能大量共存，酸性条件下，铝与硝酸反应不产生氢气，故B不符合题意。使红色石蕊试纸变蓝的溶液为碱性溶液，SO、Na＋、CO、K＋互不反应且在碱性条件下可以大量共存，故C符合题意。水电离出的OH－浓度为10－12 mol·L－1的溶液为酸或碱溶液，Mg2＋、NH在碱性条件下不能大量共存，[Al(OH)4]－在酸性条件下不能大量共存，故D不符合题意。
答案：C
23．(2024·沈阳模拟)室温下，下列各组离子在给定条件下，能大量共存的一组是( )
A．含有大量Fe3＋的溶液中：Na＋、NH、SO、CN－
B．pH＝11的溶液中：K＋、Na＋、Cl－、CO
C．含大量[Al(OH)4]－的溶液中：Cu2＋、NO、Mg2＋、Cl－
D．含有SO2气体的溶液中：K＋、Na＋、ClO－、SO
解析：Fe3＋与CN－能形成配离子[Fe(CN)6]3－而不共存，A不符合题意；pH＝11的溶液呈碱性，OH－、K＋、Na＋、Cl－、CO之间不反应，能大量共存，B符合题意；[Al(OH)4]－与Cu2＋、Mg2＋能发生双水解反应，不能大量共存，C不符合题意；SO2与氧化性离子ClO－能发生氧化还原反应不能大量共存，D不符合题意。
答案：B
24．按要求回答下列问题：
(1)结晶析出Na2S2O3·5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论：_____________________________________________________。
已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
(2)某矿石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。试设计实验证明该矿石中含有FeO(试剂任选，说明实验操作与现象)______________________ _______________________________________。
答案：(1)取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层溶液(或过滤，取滤液)于试管中，滴加BaCl2溶液，若出现白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质(合理即可)
(2)取矿石少许，加稀硫酸充分反应后，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，证明该矿石中含有FeO
25．现有NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物，选择适当的试剂除去杂质，从而得到纯净的NaNO3晶体，相应的实验流程如图所示。
(1)写出实验流程中下列物质的化学式：试剂X________，沉淀A________。
(2)上述实验流程中①②③步均要进行的实验操作是________(填操作名称)，该过程中玻璃棒的作用是________。
(3)上述实验流程中加入过量Na2CO3溶液的目的是
___________________________________________________________。
(4)按此实验方案得到的溶液3中肯定含有________(填化学式)杂质。为了解决这个问题，可以向溶液3中加入适量的________(填化学式)。
答案：(1)AgNO3 BaSO4 (2)过滤 引流 (3)使溶液中的Ag＋、Ba2＋完全沉淀 (4)Na2CO3 HNO3
26．(2023·济南模拟)在Na＋浓度为0.5 mol·L－1的某澄清溶液中，还可能含有的离子有K＋、Ag＋、Mg2＋、Ba2＋、NO、CO、Cl－ 、SO。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)：
Ⅰ.向该溶液中加入足量稀硝酸，放出0.56 L气体；
Ⅱ.将Ⅰ的反应混合液过滤，向滤液中滴加硝酸银溶液，有白色沉淀生成，将沉淀洗涤、烘干，称量所得固体的质量为2.87 g；
Ⅲ.另取10 mL原溶液，滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，再加入足量的稀盐酸，沉淀完全溶解。请回答下列问题：
(1)通过实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是________(填离子符号)。
(2)实验Ⅱ中生成沉淀的离子方程式为
____________________________________________________。
(3)综上所述，填写表中阴离子的浓度(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 NO CO Cl－ SO
c/(mol·L－1) ____ ____ ____ ____
(4)判断K＋是否存在：___________________________________
(填“存在”或“不存在”)；若存在，则其最小浓度为________mol·L－1。
解析：(1)向该溶液中加入足量稀硝酸生成0.56 L气体，溶液中一定含有CO，则一定不含Ag＋、Mg2＋、Ba2＋。
(2)实验Ⅱ中，向滤液中滴加硝酸银溶液，有白色沉淀生成，生成沉淀为氯化银，离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
(3)由实验Ⅰ可知，溶液中CO的物质的量浓度为c(CO)＝0.56 L÷22.4 L·mol－1÷0.1 L＝0.25 mol·L－1，Cl－的物质的量浓度为c(Cl－)＝2.87 g÷143. 5 g·mol－1÷0.1 L＝0.2 mol·L－1，由实验Ⅲ向原溶液中滴加BaCl2溶液产生白色沉淀，加入盐酸后沉淀完全溶解，可知溶液中无SO，不能确定NO是否存在。
(4)根据电荷守恒，c(Cl－)＋2c(CO)＝1×0.2 mol·L－1＋2×0.25 mol·L－1＝0.7 mol·L－1>0.5 mol·L－1，因此溶液中肯定含有K＋ ，且浓度至少为0.2 mol·L－1。
答案：(1)Ag＋、Mg2＋、Ba2＋ (2)Ag＋＋Cl－===AgCl↓ (3)？ 0.25 0.2 0 (4)存在 0.2练习三 离子反应的应用
1.(2024·湖北八市联考)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
A．0.1 mol·L－1FeCl3溶液：Al3＋、K＋、Br－、SCN－
B．0.1 mol·L－1盐酸：Na＋、NO、S2O、SiO
C．0.1 mol·L－1KMnO4溶液：NH、Na＋、SO、I－
D．0.1 mol·L－1KNO3溶液：Mg2＋、Zn2＋、SO、Cl－
2．(2022·湖北化学)下列各组离子在给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氯化钠溶液中：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硝酸银溶液中：K＋、Cl－、Na＋、CO
3．(2024·新乡模拟)下列离子可以在指定条件下大量共存的是( )
A．电解饱和食盐水后的溶液：Ba2＋、F－、HCO、Ca2＋
B．常温下，＝1012的溶液：I－、Fe2＋、NH、NO
C．1 mol·L－1的盐酸：Pb2＋、SO、Ag＋、SiO
D．使酚酞变红的溶液：Na＋、K＋、CH3COO－、SO
4．(2023·泉州质检)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A．酸性溶液中：K＋、S2O、NO、HS－
B．无色透明的溶液中：Al3＋、NH、Br－、Cl－
C．c(Fe2＋)＝1 mol·L－1的溶液中：H＋、Mg2＋、[Al(OH)4]－、SO
D．溶有SO2气体的溶液中：Na＋、Mg2＋、SO、ClO－
5.(2024·宝鸡模拟)某100 mL溶液可能含有K＋、NH、Al3＋、CO、SO、Cl－中的若干种，取该溶液进行连续实验，实验过程如图所示(所加试剂均过量，气体全部逸出)。下列说法错误的是( )
A．原溶液中一定含有CO、SO，无Al3＋
B．原溶液中一定存在K＋，可能存在Cl－
C．是否存在K＋只有通过焰色试验才能确定
D．若原溶液中不存在Cl－，则c(K＋)＝0.1 mol·L－1
6．下列关于离子检验的说法正确的是( )
A．检验溶液中是否含有Ba2＋：取少量待测液，向其中加入少量稀硫酸，若有白色沉淀产生，则溶液中含有Ba2＋
B．检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可选用的试剂是酸性KMnO4溶液
C．检验溶液中是否含有CO：取少量待测液，向其中加入适量稀盐酸，观察是否有大量气泡产生
D．向未知溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀，加稀硝酸，沉淀不溶解，说明该未知溶液中存在SO或SO
7．(2023·山东化学)鉴别浓度均为0.1 mol·L－1的NaClO、Ba(OH)2、Al2(SO4)3三种溶液，仅用下列一种方法不可行的是( )
A．测定溶液pH
B．滴加酚酞试剂
C．滴加0.1 mol·L－1KI溶液
D．滴加饱和Na2CO3溶液
8．(2023·辽宁模拟)常温下，氢离子浓度为0.1 mol·L－1的某溶液A中除H＋外，还含有NH、K＋、Na＋、Fe3＋、Al3＋、CO、NO、Cl－、I－、SO中的4种，且溶液中各离子的物质的量浓度均为0.1 mol·L－1。现取该溶液进行实验，实验结果如图所示，下列有关说法正确的是( )
A．该溶液中一定有上述离子中的NO、Al3＋、SO、Cl－四种离子
B．实验消耗Cu 14.4 g，则生成气体丁的体积为3.36 L
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BaCO3，可能有BaSO4
9．(2024·梧州模拟)在某强酸性溶液X中仅含有NH、Al3＋、Ba2＋、Fe2＋、Fe3＋、CO、SO、SO、Cl－、NO中的一种或几种(忽略水的电离及离子的水解)，取该溶液进行连续实验，实验过程如图，下列有关推断正确的是( )
A．生成气体A的离子反应：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
B．溶液X中一定含有H＋、Fe2＋、SO、Cl－
C．加热灼烧沉淀F，其产物一定是磁性氧化铁
D．沉淀H中一定含有Al(OH)3和BaCO3沉淀
10．(2024·泰安模拟)下列关于离子检验的说法中正确的是( )
A．向某溶液中加入稀盐酸，将产生的无色无味气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，则原溶液中一定含有CO或HCO
B．向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生，再加稀盐酸，沉淀不消失，则原溶液中一定有SO
C．向某溶液中先加入H2O2溶液，再滴加KSCN溶液，溶液变红，则原溶液中含Fe2＋而不含Fe3＋
D．向某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀，再加稀盐酸，沉淀不消失，则原溶液中一定有Cl－
11．(2023·邵阳联考)常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A．0.1 mol·L－1AlCl3溶液中：H＋、Na＋、K＋、SO
B．0.1 mol·L－1FeCl2溶液中：H＋、Al3＋、SO、NO
C．能使紫色石蕊溶液变蓝的溶液中：Ag＋、Fe3＋、Br－、SO
D．由水电离产生的c(H＋)＝10－12 mol·L－1的溶液中：NH、SO、HCO、Cl－
12．(2024·梅州模拟)常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．澄清透明的溶液中：Cu2＋、NH、Cl－、SO
B．pH＝7的溶液中：Cl－、SO、Na＋、Fe3＋
C．0.1 mol·L－1的Na[Al(OH)4]溶液中：Na＋、NO、NH、HCO
D．常温下，＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：K＋、Fe2＋、Cl－、NO
13．(2024·重庆调研)常温下，下列溶液中各组离子可能大量共存的是( )
A．0.1 mol·L－1的AlCl3溶液：Na＋、[Al(OH)4]－、NO、SO
B．pH＝8的溶液中：Na＋、Ba2＋、CO、Cl－
C.＝1012的溶液：K＋、Na＋、MnO、Cl－
D．由水电离产生的c(H＋)＝1×10－12 mol·L－1的溶液：K＋、SO、NH、Cl－
14．(2024·上饶模拟)向10 mL 0.1 mol·L－1 NH4Al(SO4)2溶液中，滴加等浓度Ba(OH)2溶液x mL，下列叙述正确的是( )
A．x＝10时，溶液中有NH、Al3＋、SO，且c(NH)>c(Al3＋)
B．x＝10时，溶液中有NH、[Al(OH)4]－、SO，且c(NH)>c(SO)
C．x＝30时，溶液中有Ba2＋、[Al(OH)4]－、OH－，且c(OH－)
15．(2024·滨州综合)常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．中性溶液中：Al3＋、Fe3＋、SO、ClO
B．加入铝粉生成H2的溶液中：Na＋、HCO、NO、NH
C．无色溶液中：K＋、SO、Cr2O、Na＋
D.＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：NH、Ca2＋、Cl－、NO
16．(2023·衡阳模拟)有一固体混合物，可能由K2CO3、NaNO2、FeCl3、KClO3、AgNO3混合而成，为检验它的成分，做了如下实验：(已知NaNO2不能被稀HNO3氧化)
①将固体溶于足量水，搅拌后静置，得到无色透明溶液和白色沉淀。
②取等量固体加入足量的稀硝酸中，有刺激性气味气体产生，同时有白色沉淀生成。
根据以上实验现象，你认为以下判断正确的是( )
A．一定含有K2CO3、NaNO2、AgNO3
B．无法判断是否含有FeCl3
C．一定含有KClO3、NaNO2、AgNO3，不能肯定是否含有K2CO3
D．是否含K2CO3，只要把实验②产生的气体通入少量澄清石灰水中，若没有变浑浊，则一定不含K2CO3
17．(2024·邯郸模拟)某溶液中只可能含有K＋、NH、Fe2＋、Al3＋、Cl－、SO、CO、[Al(OH)4]－中的若干种离子，离子浓度均为0.1 mol·L－1。某同学进行了如下实验，下列说法正确的是( )
A．原溶液中含有Al3＋、不含[Al(OH)4]－
B．原溶液中存在NH、Fe2＋、Cl－、SO
C．沉淀C中含有BaCO3、Al(OH)3
D．滤液X中大量存在的阳离子有NH、Fe2＋和Ba2＋
18．(2024·湖南新高考联盟联考)常温下，pH＝1的某溶液中可能含有Na＋、Fe3＋、Fe2＋、I－、Cl－、CO中的某几种离子，现取100 mL该溶液进行如图所示实验：
已知氧化性：Fe3＋>I2。根据实验结果，判断下列说法正确的是( )
A．可能存在Fe3＋
B．一定不存在CO，可能存在Na＋和Cl－
C．一定存在Fe2＋、I－、Cl－
D．白色沉淀的质量至少为5.74 g
19．(2024·浙江模拟)某无色溶液中可能含有 Na＋、K＋、NH、Cu2＋、SO、SO、MnO、Cl－、Br－、CO等离子，且所含离子的物质的量的浓度都相等。往该溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液，无白色沉淀生成。某同学另取少量原溶液，设计并完成了如图实验：则关于原溶液组成的判断中正确的是( )
A．肯定不存在的离子是 Cu2＋、SO、CO、MnO，而是否含NH另需实验验证
B．肯定存在的离子是 SO、Br－，且Na＋、K＋至少有一种存在
C．原溶液中可能存在Cl－
D．若步骤中Ba(NO3)2和HNO3溶液改用BaCl2和盐酸的混合溶液，对溶液中离子的判断无影响
20．(2023·重庆模拟)常温下，下列各组离子在指定环境中能大量共存的是( )
A.＝1×10－12的溶液中：K＋、Na＋、CO、NO
B．使甲基橙呈红色的溶液：NH、Ba2＋、CH3COO－、Cl－
C．无色透明的溶液中：H＋、Mg2＋、MnO、Cl－
D．c(Fe3＋)＝1 mol·L－1的溶液中：Ca2＋、NH、[Al(OH)4]－、SO
21．(2024·南平质检)下列各组离子在给定条件下一定能共存的是( )
A．0.1 mol·L－1的碘化钾溶液：H＋、Fe3＋、Br－、SO
B．0.1 mol·L－1的小苏打溶液：Al3＋、Mg2＋、SO、NO
C．0.1 mol·L－1的醋酸溶液：NH、Ca2＋、Cl－、NO
D．0.1 mol·L－1的烧碱溶液：K＋、Na＋、CO、HS－
22．(2024·渭南质检)下列各组离子在指定环境中一定能大量共存的是( )
A．使pH试纸显深红色的溶液中：Fe3＋、SO、S2－、Cl－
B．与铝粉反应放出氢气的无色溶液中：NO、Al3＋、Na＋、SO
C．使红色石蕊试纸变蓝的溶液中：SO、Na＋、CO、K＋
D．水电离出的OH－浓度为10－12 mol·L－1的溶液中：Mg2＋、NH、[Al(OH)4]－、SO
23．(2024·沈阳模拟)室温下，下列各组离子在给定条件下，能大量共存的一组是( )
A．含有大量Fe3＋的溶液中：Na＋、NH、SO、CN－
B．pH＝11的溶液中：K＋、Na＋、Cl－、CO
C．含大量[Al(OH)4]－的溶液中：Cu2＋、NO、Mg2＋、Cl－
D．含有SO2气体的溶液中：K＋、Na＋、ClO－、SO
24．按要求回答下列问题：
(1)结晶析出Na2S2O3·5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论：_____________________________________________________。
已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
(2)某矿石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。试设计实验证明该矿石中含有FeO(试剂任选，说明实验操作与现象)______________________ _______________________________________。
25．现有NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物，选择适当的试剂除去杂质，从而得到纯净的NaNO3晶体，相应的实验流程如图所示。
(1)写出实验流程中下列物质的化学式：试剂X________，沉淀A________。
(2)上述实验流程中①②③步均要进行的实验操作是________(填操作名称)，该过程中玻璃棒的作用是________。
(3)上述实验流程中加入过量Na2CO3溶液的目的是
___________________________________________________________。
(4)按此实验方案得到的溶液3中肯定含有________(填化学式)杂质。为了解决这个问题，可以向溶液3中加入适量的________(填化学式)。
26．(2023·济南模拟)在Na＋浓度为0.5 mol·L－1的某澄清溶液中，还可能含有的离子有K＋、Ag＋、Mg2＋、Ba2＋、NO、CO、Cl－ 、SO。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)：
Ⅰ.向该溶液中加入足量稀硝酸，放出0.56 L气体；
Ⅱ.将Ⅰ的反应混合液过滤，向滤液中滴加硝酸银溶液，有白色沉淀生成，将沉淀洗涤、烘干，称量所得固体的质量为2.87 g；
Ⅲ.另取10 mL原溶液，滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，再加入足量的稀盐酸，沉淀完全溶解。请回答下列问题：
(1)通过实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是________(填离子符号)。
(2)实验Ⅱ中生成沉淀的离子方程式为
____________________________________________________。
(3)综上所述，填写表中阴离子的浓度(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 NO CO Cl－ SO
c/(mol·L－1) ____ ____ ____ ____
(4)判断K＋是否存在：___________________________________
(填“存在”或“不存在”)；若存在，则其最小浓度为________mol·L－1。
