微观探离子（3）——离子共存、离子的检验与推断
1．某混合溶液中所含离子的浓度如下表，则M离子可能为( )
所含离子
NO
SO
H＋
M
浓度/(mol·L－1)
2
1
2
1
A．Cl－ B．Ba2＋
C．Na＋ D．Mg2＋
解析：选D 根据电荷守恒可知M带2个正电荷，由于Ba2＋与SO不能大量共存，所以M是Mg2＋。
2．下列各组离子，能在溶液中大量共存的是( )
A．Al3＋、Na＋、HCO、OH－ B．Na＋、Fe2＋、H＋、 NO
C．K＋、Fe3＋、SCN－、SO D．Na＋、Ag＋、H＋、NO
解析：选D Al3＋、HCO、OH－相互之间会反应，不能大量共存，A错误；Fe2＋、
H＋、NO能够发生氧化还原反应，不能大量共存，B错误；Fe3＋、SCN－能够结合生成络合物，Fe3＋、SO会发生氧化还原反应，不能大量共存，C错误；该组离子之间不反应，能够大量共存，故D正确。
3．(2018·惠州三模)下列有关NaClO和NaCl混合溶液的叙述正确的是( )
A．该溶液中，H＋、NH、SO、I－可以大量共存
B．该溶液中，Ag＋、K＋、NO、NH可以大量共存
C．该溶液中，Fe2＋、Fe3＋、Cl－、NO可以大量共存
D．向该溶液中加入浓盐酸，每产生1 mol Cl2，转移电子约为6.02×1023个
解析：选D A项，ClO－和H＋结合成的HClO具有强氧化性，能把I－氧化成I2，不能大量共存；B项，Ag＋和Cl－不能大量共存；C项，ClO－具有强氧化性，能把Fe2＋氧化成Fe3＋，不能大量共存；D项，加入浓盐酸发生反应ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，因此每产生1 mol Cl2，转移1 mol电子。
4．向含有下列离子的溶液中滴加NaCl并通入足量SO2气体后，溶液中还可能大量共存的离子组是( )
A．K＋、Fe2＋、SO B．Ag＋、H＋、NO
C．NH、Fe3＋、SO D．Mg2＋、Ca2＋、HCO
解析：选A K＋、Fe2＋、SO、Na＋、Cl－与SO2均不反应，可以大量共存，A正确；Ag＋与Cl－反应生成AgCl沉淀，H＋、NO与SO2发生氧化还原反应，不能大量共存，B错误；Fe3＋与SO2发生氧化还原反应，不能大量共存，C错误；HCO与SO2发生反应，不能大量共存，D错误。
5．常温下，下列各组离子一定能大量共存的是( )
8
A．pH＞7的溶液中：Na＋、Mg2＋、SO、I－
B．使甲基橙溶液变红的溶液中：Al3＋、Cu2＋、NO、SO
C．由水电离出的c(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1的溶液中：Na＋、CO、SO、Cl－
D．加铝粉能产生大量H2的溶液中：Na＋、NH、NO、Cl－
解析：选B A项，常温下，pH＞7的溶液是碱性溶液，在碱性溶液中，Mg2＋与OH－会发生反应生成Mg(OH)2沉淀，不能大量共存，错误；B项，使甲基橙溶液变红的溶液是酸性溶液，在酸性溶液中Al3＋、Cu2＋、NO、SO不会发生任何反应，可以大量共存，正确；C项，由水电离出的c(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，在酸性溶液中，H＋与CO、SO会发生反应，不能大量共存，错误，D项，加铝粉能产生大量H2的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，在碱性溶液中，NH与OH－会发生反应，形成弱电解质，不能大量共存，在酸性溶液中，NO有强氧化性，与Al反应不能产生氢气，错误。
6．某溶液中含有大量的K＋、Cl－及X与Y两种离子，现向该溶液加入W试剂，根据实验现象得到的关于X、Y离子的推断能成立的是( )
选项
W试剂
实验现象
X、Y离子的推测
A
淀粉KI溶液
溶液变蓝
Fe3＋、SO
B
用pH试纸检测
pH＝7(常温)
CH3COO－、Na＋
C
硝酸酸化的AgNO3溶液
白色沉淀
CO、NH
D
过量NaOH溶液
无明显现象
Al3＋、Mg2＋
解析：选A Fe3＋能够氧化I－，使淀粉KI溶液变蓝，且与K＋、Cl－、SO能够共存，故A正确；K＋、Cl－、Na＋能够共存且不水解，CH3COO－水解，导致溶液显碱性，溶液pH不可能等于7，故B错误；若含有CO，加入HNO3酸化的AgNO3溶液，产生无色无味的气体，故C错误；加入过量NaOH溶液无明显现象，说明原溶液中没有Al3＋、Mg2＋，故D错误。
7．(2018·烟台期中)下列离子在溶液中能大量共存且通入相应气体后仍能大量存在的是( )
选项
离子
通入气体
A
Cl－、Ca2＋、HCO、NH
氨气
B
Ba2＋、Na＋、Cl－、NO
二氧化硫
C
Al3＋、HCO、SO、Cl－
氯化氢
D
K＋、Na＋、HSO、Cl－
二氧化碳
解析：选D Cl－、Ca2＋、HCO、NH可以大量共存，通入氨气后溶液呈碱性，HCO
8
转化为CO并与Ca2＋结合生成CaCO3沉淀，A不符合题意；Ba2＋、Na＋、Cl－、NO可以大量共存，通入SO2后，SO2与水反应生成H2SO3使溶液呈酸性，酸性条件下NO可以把SO氧化为SO，进一步与Ba2＋反应生成BaSO4沉淀，B不符合题意；Al3＋和HCO会发生相互促进的水解反应，且通入HCl后，HCO会与H＋反应，所以不能大量共存，C不符合题意；K＋、Na＋、HSO、Cl－可以大量共存，通入CO2后仍能大量共存，D符合题意。
8．工业上用过量盐酸酸化的FeCl3溶液腐蚀铜制线路板，分别取腐蚀后的滤液并向其中加入下列指定物质，反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是( )
A．加入过量CuO：Fe3＋、H＋、Cu2＋、Cl－
B．加入过量NaOH溶液：Na＋、Fe2＋、OH－、Cl－
C．通入过量Cl2：Fe3＋、H＋、Cu2＋、Cl－
D．通入过量SO2：Fe3＋、H＋、Cu2＋、SO、Cl－
解析：选C 腐蚀后的滤液中含Fe3＋、H＋、Cu2＋、Fe2＋、Cl－等。加入过量CuO，CuO与H＋反应生成Cu2＋和水，反应后的溶液中主要存在的离子为Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋、Cl－，CuO过量，不存在H＋，A错误；加入过量NaOH溶液，NaOH与Fe3＋、H＋、Cu2＋、Fe2＋反应，反应后的溶液中主要存在的离子为Cl－、Na＋、OH－，B错误；通入过量Cl2，Cl2与Fe2＋反应生成Fe3＋和Cl－，反应后的溶液中主要存在的离子为Fe3＋、H＋、Cu2＋、Cl－，C正确；通入过量SO2，SO2与Fe3＋反应生成Fe2＋和SO，反应后的溶液中主要存在的离子为H＋、Cu2＋、SO、Cl－、Fe2＋，D错误。
9．在下列条件下，能大量共存的粒子组是( )
化学式
电离常数(25 ℃)
HClO
Ki＝3.0×10－8
H2CO3
Ki1＝4.3×10－7 Ki2＝5.6×10－11
A．c(H＋)＝1×10－14mol·L－1的溶液：K＋、Na＋、AlO、S2O
B．上表提供的数据下：HClO、HCO、ClO－、CO
C．能与Al反应生成H2的溶液：NH、Ca2＋、NO、I－
D．中性溶液中：CO、Na＋、SO、AlO
解析：选A 由c(H＋)＝1×10－14 mol·L－1可知溶液呈碱性，A项离子可大量共存；由表中数据可知，酸性强弱顺序是H2CO3＞HClO＞HCO，因此HClO＋CO===ClO－＋HCO，B项不能大量共存；能与Al反应生成H2的溶液可能是强酸性溶液也可能是强碱性溶液，当溶液呈强酸性时NO具有氧化性，不能产生H2，且H＋、NO和I－会发生氧化还原反应，而当溶液呈强碱性时，NH不能大量存在，C项不能大量共存；CO、AlO只能大量存在于碱性溶液中，D项不能共存。
8
10．下列各组澄清溶液中的离子能大量共存，且加入(或通入)X试剂后发生反应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
A
K＋、Na＋、ClO－、SO
少量SO2
SO2＋ClO－＋H2O=== SO＋Cl－＋2H＋
B
NH、Fe3＋、Br－、SO
过量H2S
2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
C
NH、Na＋、Fe3＋、AlO
过量铜粉
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
D
K＋、Na＋、HCO、AlO
少量HCl
H＋＋AlO＋H2O=== Al(OH)3↓
解析：选B A项，ClO－与少量SO2发生反应的离子方程式为SO2＋3ClO－＋H2O===SO＋Cl－＋2HClO；B项，Fe3＋与过量H2S发生反应的离子方程式为2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋；C项，NH、Fe3＋与AlO因发生相互促进的水解反应而不能共存；D项，HCO与AlO不能共存。
11．为检验某种钠盐溶液中含有的阴离子是SO、CO还是OH－、Cl－，下面设计的方案中合理的是( )
A．检验CO：向待测液中加入足量的盐酸产生气泡，将气体通入浓Ba(OH)2溶液有白色沉淀生成
B．检验SO：向待测液中加入盐酸至酸性，未见沉淀或气体生成，再加入BaCl2溶液出现白色沉淀
C．检验OH－：向待测液中加入石蕊溶液，溶液变红色
D．检验Cl－：向待测液中加入AgNO3溶液和稀盐酸的混合液，有白色浑浊物出现
解析：选B A项待测液与盐酸产生的气体通入浓Ba(OH)2溶液有白色沉淀生成，不一定是CO，还可能是SO；C项溶液中若有OH－，则OH－会使溶液变成蓝色；D项中AgNO3溶液和稀盐酸的混合液，就会有白色浑浊物出现，无法检验待测液中是否含有Cl－。
12．在不同温度下，水溶液中c(H＋)与c(OH－)有如图所示关系。下列关于离子共存的说法中正确的是( )
A．d点对应的溶液中大量存在：Na＋、K＋、S2－、SO
B．b点对应的溶液中大量存在：NH、K＋、I－、NO
C．c点对应的溶液中大量存在：Na＋、Fe3＋、SO、Cl－
8
D．a点对应的溶液中大量存在：Fe2＋、Ca2＋、ClO－、SO
解析：选A d点对应的溶液中c(H＋)＜c(OH－)，溶液呈碱性，Na＋、K＋、S2－、SO相互之间不反应，可以大量共存，A正确；b点对应的溶液中c(H＋)＞c(OH－)，溶液呈酸性，酸性条件下NO能与I－发生氧化还原反应而不能大量共存，B错误；c点对应的溶液中
c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，而Fe3＋水解使溶液呈酸性，即中性溶液中不能大量存在
Fe3＋，C错误；a点对应的溶液中c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，ClO－与Fe2＋发生氧化还原反应而不能大量共存，Ca2＋、SO因反应生成CaSO4而不能共存，D错误。
13．(2019·湖北黄石三中阶段检测)某无色溶液中可能含有Na＋、K＋、NH、Mg2＋、
Cu2＋、SO、SO、Cl－、Br－、CO中的若干种，离子浓度均为0.1 mol·L－1，往溶液中加入过量的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，设计并完成如下实验：
则关于原溶液的判断正确的是( )
A．无法确定原溶液中是否存在Cl－
B．肯定存在的离子是SO、Br－，是否存在Na＋、K＋需要通过焰色反应来确定
C．若把Ba(NO3)2和HNO3溶液改为BaCl2和盐酸的混合溶液，则对溶液中离子的判断无影响
D．肯定不存在的离子是Mg2＋、Cu2＋、SO、CO，是否含NH另需实验验证
解析：选C 无色溶液中一定不含Cu2＋，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，说明不含有SO，加足量氯水，无气体产生，说明不含有CO，溶液中加四氯化碳后分层，下层呈橙色，则有Br－，上层溶液加入硝酸钡和稀硝酸后有白色沉淀生成，说明含有SO，无Mg2＋，离子浓度都为0.1 mol·L－1，根据电荷守恒可知，一定含有NH、Na＋、K＋，一定不存在Cl－，由以上分析可知A、B、D错误；加入Ba(NO3)2和HNO3溶液的目的是检验SO，若改用BaCl2和盐酸的混合溶液，对溶液中离子的判断无影响，C正确。
14.某无色溶液X中，可能含有Na＋、Cu2＋、Mg2＋、Al3＋、SiO、AlO、CO、Cl－中的一种或几种。现取该溶液适量，向其中加入一定物质的量浓度的稀盐酸，产生沉淀的物质的量(n)与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示，下列说法中不正确的是( )
A．溶液X中一定不含Cu2＋、Mg2＋、Al3＋，可能含有Cl－
B．OA段参加反应的阴离子的物质的量之比为2∶1或1∶2
8
C．AB段一定生成了气体
D．BC段发生反应的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
解析：选B 溶液X是无色溶液，Cu2＋在溶液中显蓝色，则原溶液中一定没有Cu2＋，根据图像可知，AB段没有沉淀生成和消耗，说明AB段发生反应CO＋2H＋===CO2↑＋H2O，根据离子共存原则，原溶液中一定不存在Mg2＋、Al3＋，BC段沉淀减少，发生反应Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，说明原溶液中一定含有AlO，但沉淀不完全消失，说明含有SiO，根据溶液呈电中性的原则可知原溶液一定含有Na＋，可能含有Cl－。A项，根据上述分析，溶液X中一定不含Cu2＋、Mg2＋、Al3＋，可能含有Cl－；B项，BC段发生反应Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，假设盐酸浓度为1 mol·L－1，与Al(OH)3反应的盐酸体积是1 L，n(AlO)＝ mol，OA段发生反应2H＋＋SiO===H2SiO3↓，AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，推出n(SiO)＝＝ mol，因此n(SiO)∶n(AlO)＝11∶2；C项，根据上述推断，AB段一定生成了气体；D项，根据上述推断，BC段发生反应的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
15．(2019·会宁一中月考)有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH、K＋、Ba2＋、Al3＋、Fe3＋、I－、NO、CO、SO、AlO。取该溶液进行以下实验：
①用pH试纸检测，溶液呈强酸性。
②取溶液适量，加入少量CCl4和数滴新制氯水，振荡，CCl4层呈紫红色。
③另取溶液适量，逐滴加入NaOH溶液：
a．溶液从酸性变为中性；
b．溶液中逐渐产生沉淀；
c．沉淀完全溶解；
d．最后加热溶液，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
④取适量③得到的碱性溶液，加入Na2CO3溶液，有白色沉淀生成。
根据上述实验现象，回答下列问题。
(1)由①可以排除____________的存在。
(2)由②可以证明__________的存在；同时排除________________的存在；理由是________________________________________________________________________。
(3)由③可以证明__________的存在；写出c、d所涉及的化学方程式，是离子反应的用离子方程式表示：
c．__________________________________________________________________；
d．_________________________________________________________________。
(4)由④可以排除________的存在，同时证明__________的存在。
8
解析：(1)由①可知，溶液中存在大量H＋，所以溶液中一定不存在CO和AlO。
(2)I2的CCl4溶液呈紫红色，故由②可得，加入氯水后产生了I2，所以原溶液中一定含有I－；因为Fe3＋、NO在酸性溶液中与I－发生氧化还原反应而不能共存，所以溶液中一定不存在Fe3＋和NO。
(3)由b和c可得，开始产生的沉淀为Al(OH)3，Al(OH)3和过量NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2，则溶液中一定含有Al3＋；由d可得，加热溶液所得气体为NH3，故溶液中一定含有NH；c、d所涉及的方程式为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O、NH3·H2ONH3↑＋H2O。
(4)由④可得，白色沉淀为BaCO3，所以溶液中一定存在Ba2＋，而Ba2＋与SO不能大量共存，故不存在SO。
答案：(1)CO、AlO
(2)I－ Fe3＋、NO CCl4层呈紫红色说明原溶液中有I－存在，Fe3＋、NO(H＋)与I－发生氧化还原反应而不能共存
(3)Al3＋、NH Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
NH3·H2ONH3↑＋H2O
(4)SO Ba2＋
16．某强酸性溶液X可能含有Al3＋、Ba2＋、NH、Fe2＋、Fe3＋、CO、SO、SiO、NO中的一种或几种，取该溶液进行实验，其现象及转化如图所示。反应过程中有一种气体为红棕色。
请回答下列问题：
(1)由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在的离子有____________。
(2)溶液X中，关于NO的判断一定正确的是__________(填字母)。
a．一定有 b．一定没有 c．可能有
(3)产生气体A的离子方程式为__________________________________________。
(4)转化⑥发生反应产生的现象为____________________________________。
(5)转化④中生成H的离子方程式为_____________________________________。
(6)若转化③中，D、H2O、O2三种物质恰好发生化合反应生成E，则反应中D与O2的物质的量之比为__________。
8
(7)对于不能确定是否存在的离子，可以另取溶液X，加入下列溶液中的一种，根据现象即可判断，该试剂最好是____________(填序号)。
①NaOH溶液 ②KSCN溶液 ③石蕊试剂
④KMnO4溶液 ⑤氯水和KSCN的混合溶液
解析：溶液X呈强酸性，则溶液中不存在CO、SiO；溶液X和Ba(NO3)2溶液反应生成沉淀C，则溶液中一定存在SO，不存在Ba2＋，C是BaSO4；酸性条件下NO具有强氧化性，加入Ba(NO3)2溶液产生气体，则溶液X中存在Fe2＋，不存在NO，A是NO，则D是NO2，E是HNO3；溶液B中加入NaOH溶液时，产生气体F，则溶液中含有NH，F是NH3，HNO3和NH3反应生成NH4NO3，则I是NH4NO3；向溶液B中加入过量NaOH溶液产生沉淀G，沉淀G是Fe(OH)3，Fe(OH)3和盐酸反应生成FeCl3，则J是FeCl3；溶液H中通入过量CO2生成沉淀，则溶液X中存在Al3＋，沉淀K是Al(OH)3。
(1)由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在CO、SiO。
(2)根据以上分析可知溶液X中一定没有NO。
(3)亚铁离子和硝酸反应生成铁离子、一氧化氮和水，离子方程式为3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(4)沉淀G是氢氧化铁，氢氧化铁是红褐色沉淀，和盐酸反应生成的FeCl3溶液呈黄色。
(5)转化④中生成H的离子方程式为Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O。
(6)由化学方程式4NO2＋2H2O＋O2===4HNO3可知，反应中D(NO2)与O2的物质的量之比为4∶1。
(7)溶液中Fe3＋是否存在不能确定，Fe3＋和硫氰化钾溶液反应得到血红色溶液，所以可以用硫氰化钾溶液检验。
答案：(1)CO、SiO
(2)b
(3)3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
(4)红褐色沉淀溶解，溶液呈黄色
(5)Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
(6)4∶1
(7)②
8
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