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課時數智作業(三)　離子共存與推斷
(建議用時：30分鐘　總分：40分)
(每小題只有一個選項正確，每小題3分，共18分)
1．(2025·北京海淀區模擬)下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)
A．遇酚酞變紅的溶液中：Na＋、K＋、、F－
B．無色透明溶液中：Cu2+、Al3+、、
C．能使品紅褪色的溶液中：、Mg2+、I－、Ca2+
D．與Al反應能生成氫氣的溶液中：、Fe3+、、
2．(2025·南昌模擬)下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)
A．麥芽糖溶液：、Na＋、、H＋
B．該溶液加水后的值變大：K＋、Cu2+、Br－、
C．lg <0的溶液：CH3COO－、Ba2+、、Br－
D．能使pH試紙變深藍色的溶液：K＋、Na＋、、
3．下列有關粒子大量共存的分析正確的是(　　)
選項 限定條件及粒子組 判斷與分析
A 透明溶液中：Fe2+、Na＋、S2-、Cl－ 能大量共存，透明溶液可能是有色溶液
B pH＝1的溶液中：Ba2+、Cl－、ClO－、Na＋ 不能大量共存，發生反應：ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
C 硫酸鈉溶液中：Mg2+、、Cl－、 不能大量共存，會產生白色沉淀
D 常溫下，pH＝7的溶液中：Al3+、Fe3+、、Cl－ 能大量共存，因為它們之間不反應
4．根據下列實驗內容得出的結論正確的是(　　)
選項 實驗內容 結論
A 某物質的水溶液能使紅色石蕊試紙變藍 該物質中一定含有OH－，而且一定是堿
B 向廢液中加入少量的葡萄糖溶液，無磚紅色沉淀產生 廢液中不含Cu2+
C 向某物質的水溶液中加入鹽酸能產生無色無味氣體 該溶液中一定含有
D 向某溶液中滴加NaOH溶液，先產生白色沉淀，后沉淀溶解 該溶液中可能含有Al3+
5．(2025·安順模擬)X溶液中含有下表離子中的某5種，且其濃度均為0.1 mol·L-1(不考慮水的電離與離子水解)。向X溶液中加入足量稀鹽酸，有無色氣體生成，經分析，反應前后陰離子種類沒有變化。下列敘述不正確的是(　　)
陽離子 陰離子
Na＋、Fe3+、Ca2+、Fe2+、Mg2+、Al3+ OH－、、、、、Cl－
A．X溶液中含有2種陽離子和3種陰離子
B．X溶液中不可能含有或
C．生成的無色氣體是NO
D．根據電荷守恒，原溶液中一定含Ca2+
6．下列各組離子能大量共存，加入(或通入)試劑X后仍能大量共存的是(　　)
選項 粒子組 試劑X
A K＋、Mg2+、Br－、I－ NaHSO4溶液
B Na＋、Al3+、Cl－、 NH3
C H＋、Fe3+、、Cl－ 過量銅粉
D Na＋、K＋、、 稀鹽酸
7．(6分)有一無色透明溶液，欲確定是否含有下列離子：K＋、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、、、Cl－、I－、，實驗如下：
實驗步驟 實驗現象
①用玻璃棒蘸取少量該溶液，點在pH試紙中部 試紙變為紅色
②取少量該溶液，加入銅片和濃硫酸，加熱 有無色氣體產生，氣體遇空氣可以變成紅棕色
③取少量該溶液，加入BaCl2溶液 有白色沉淀生成
④取③中反應后的上層清液，加入AgNO3溶液 有穩定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸
⑤取少量該溶液，加入NaOH溶液 有白色沉淀生成，當NaOH過量時，沉淀部分溶解
(1)溶液中一定存在的離子是________________；溶液中肯定不存在的離子是______________。(2分)
(2)寫出實驗步驟②中所發生反應的離子方程式：____________________________________________。(2分)
(3)為了進一步確定其他離子，應該補充的實驗及對應欲檢驗離子的名稱：____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。(2分)
8．(5分)在Na＋濃度為0.5 mol ·L-1的某澄清溶液中，還可能含有下表中的若干種離子(已知H2SiO3為不溶于水的膠狀沉淀，加熱時易分解為兩種氧化物)。
陽離子 K＋ Ag＋ Ca2+ Ba2+
陰離子
現取該溶液100 mL進行如下實驗(氣體體積均在標準狀況下測定)。
序號 實驗內容 實驗結果
Ⅰ 向該溶液中加入足量稀鹽酸 產生白色膠狀沉淀并放出標準狀況下0.56 L氣體
Ⅱ 將Ⅰ的反應混合液過濾，將沉淀洗滌、灼燒至恒重，稱量所得固體質量 固體質量為2.4 g
Ⅲ 向Ⅱ的濾液中滴加BaCl2溶液 無明顯現象
請回答下列問題：
(1)實驗Ⅰ能確定一定不存在的離子是________________。(1分)
(2)實驗Ⅰ中生成氣體的離子方程式為____________________________________
_____________________________________________________________。(2分)
(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，填寫計算結果，一定不存在的離子填“0”，不能確定是否存在的離子填“？”)。(2分)
陰離子
c/(mol·L-1)
9．(11分)(2025·信陽模擬)有一未知的無色溶液，只可能含有以下離子中的若干種：H＋、、K＋、Mg2+、Cu2+、Al3+、、、，現取三份100 mL溶液進行如下實驗：
①第一份加入足量AgNO3溶液后，有白色沉淀產生。
②第二份加入足量BaCl2溶液后，有白色沉淀產生，經洗滌、干燥后，沉淀質量為6.99 g。
③第三份逐滴滴加NaOH溶液，測得沉淀與NaOH溶液的體積關系如圖所示。
根據上述實驗，回答下列問題：
(1)原溶液中一定不存在的離子是____________________。(1分)
(2)圖中25～35 mL階段發生反應的離子方程式為___________________。(2分)
(3)圖中35～40 mL階段發生反應的離子方程式為___________________。(2分)
(4)實驗所加的NaOH溶液的濃度為________。(3分)
(5)原溶液中的物質的量為，根據提供的圖像和數據，試計算每份溶液中的取值范圍為__________________。(3分)
1/1課時數智作業(三)
1．A　[遇酚酞變紅的溶液顯堿性，堿性條件下，Na+、K+、S、F-之間不反應，能大量共存，A項正確；Cu2+在水溶液中顯藍色，且Cu2+和HC、Al3+和HC均能發生相互促進的水解反應而不能大量共存，B項錯誤；能使品紅褪色的溶液可能含有SO2或Cl2等，SO2可與Mn反應，Cl2可氧化I-，且Mn與I-也能發生氧化還原反應而不能大量共存，C項錯誤；鋁與強酸、強堿反應均能產生氫氣，強堿性條件下，Fe3+、N都不能大量存在，D項錯誤。]
2．C　[麥芽糖具有還原性，酸性條件下能被Mn氧化，A項錯誤；加水后的值變大的溶液呈堿性，Cu2+不能大量存在，B項錯誤；lg <0，即c(H+)3．B　[透明溶液可能是有色溶液，但溶液中Fe2+與S2-會發生反應生成黑色沉淀，離子方程式為Fe2+＋S2-===FeS↓，所以不能大量共存，故A項錯誤；pH=1的溶液中，因為發生反應：ClO-＋Cl-＋2H+===Cl2↑＋H2O，所以不能大量共存，故B項正確；硫酸鈉溶液中，Mg2+、N、Cl-、N之間均不發生化學反應，所以可以大量共存，故C項錯誤；常溫下，pH=7的溶液中，Fe3+會發生水解反應，生成氫氧化鐵沉淀，所以不能大量存在，故D項錯誤。]
4．D　[顯堿性的鹽溶液也能使紅色石蕊試紙變藍，如Na2CO3溶液，A項錯誤；若廢液呈酸性，即使含Cu2+，加入少量的葡萄糖溶液也無磚紅色沉淀產生，B項錯誤；若該溶液中含有HC，加入鹽酸也能產生無色無味氣體，C項錯誤。]
5．D　[向X溶液中加入足量的稀鹽酸，陰離子種類沒有發生改變，說明X溶液中含有Cl-，加入稀鹽酸有無色氣體產生，該氣體不能是CO2，氣體如果是CO2，則X溶液中含有C或HC，X溶液與足量的稀鹽酸反應，導致陰離子種類減少，因此無色氣體為NO，X溶液中含有N，N在酸性條件下具有強氧化性，轉化成NO，X溶液中應含有還原性離子，即Fe2+，X溶液中有5種離子，離子濃度均為0.1 mol·L-1，溶液呈電中性，另外兩種為Mg2+和S。A項，含有的離子是N、Fe2+、Cl-、Mg2+、S，3種陰離子和2種陽離子，正確；B項，X溶液中一定不含有HC或C，正確；C項，無色氣體為NO，正確；D項，X溶液中有S，能與Ca2+反應生成硫酸鈣沉淀，因此X溶液中一定不含有Ca2+，錯誤。]
6．A　[A項，加入NaHSO4溶液，與K+、Mg2+、Br-、I-均不會發生反應，能大量共存；B項，通入NH3生成NH3·H2O，溶液顯堿性，發生反應：Al3+＋3NH3·H2O===3N＋Al(OH)3↓，不能大量共存；C項，加入過量銅粉，會先與N、H+反應：3Cu＋8H+＋2N===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O，過量的銅會與Fe3+反應：2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，不能大量共存；D項，稀鹽酸會與Si發生反應：2H+＋Si===H2SiO3↓，不能大量共存。]
7．解析：因為是無色透明溶液，則Fe2+不能大量存在；步驟①pH試紙變為紅色，說明溶液顯酸性，HC不能大量存在；步驟②說明有N，在酸性條件下N有強氧化性，因此還原性的I-就不能大量存在；步驟③說明有S，Ba2+就不能大量存在；步驟④不能說明有Cl-，因為步驟③中引入了Cl-；步驟⑤說明有Mg2+和Al3+。
答案：(1)N、S、Mg2+、Al3+　Fe2+、HC、I-、Ba2+
(2)3Cu＋8H+＋2N===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O
(3)K+的檢驗可以用焰色試驗；Cl-的檢驗：取少量該溶液，向溶液中加足量的Ba(NO3)2溶液，過濾后向濾液中加AgNO3溶液，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解，可證明有Cl-存在
8．解析：(1)由實驗Ⅰ可知，該溶液一定含有C，則一定沒有Ag+、Ca2+、Ba2+，由生成的白色膠狀沉淀判斷溶液中一定含有Si，生成H2SiO3沉淀，所以由實驗Ⅰ可知，該溶液一定含有C、Si，一定沒有Ag+、Ca2+、Ba2+。(2)由實驗Ⅰ可知，與足量鹽酸反應產生氣體的陰離子為C，故反應的離子方程式為C＋2H+===H2O＋CO2↑。(3)由實驗Ⅰ、Ⅱ可知，n(C)=0.025 mol，c(C)=0.25 mol·L-1，n(Si)=0.04 mol，c(Si)=0.4 mol·L-1，由實驗Ⅲ可知溶液中不含S，由電荷守恒知，溶液中一定含有K+，不能確定N是否存在。
答案：(1)Ag+、Ca2+、Ba2+
(2)C＋2H+===H2O＋CO2↑
(3) 　0.25　0.4　0
9．解析：根據無色溶液可知，一定不含Cu2+；①第一份加入足量AgNO3溶液后，有白色沉淀產生，所以至少有C、S兩種離子中的一種；②第二份加入足量BaCl2溶液后，有白色沉淀產生，經洗滌、干燥后，沉淀質量為6.99 g，則推斷至少有C、S兩種離子中的一種；③第三份逐滴滴加NaOH溶液，由題圖可知，開始加入氫氧化鈉溶液時立即有沉淀生成，說明不含有H+；沉淀物質的量最大時，滴加氫氧化鈉溶液，沉淀不溶解，說明含有銨根離子，繼續加入氫氧化鈉溶液時沉淀部分溶解，最后溶液中仍然有沉淀，推斷一定含有Mg2+、Al3+，Mg2+、Al3+和碳酸根離子不共存，所以溶液中一定不含碳酸根離子，一定含有硫酸根離子，硫酸鋇的物質的量是=0.03 mol，則每一份溶液中硫酸根離子的物質的量是0.03 mol。根據題圖可知與銨根離子反應的氫氧化鈉溶液的體積為10 mL，溶解氫氧化鋁消耗氫氧化鈉溶液的體積為5 mL，則沉淀Al3+消耗氫氧化鈉溶液的體積為15 mL，所以沉淀Mg2+消耗氫氧化鈉溶液的體積為25 mL-15 mL=10 mL。最終得到氫氧化鎂沉淀是0.01 mol，所以每一份溶液中Mg2+的物質的量是0.01 mol，與Mg2+反應的氫氧化鈉的物質的量是0.02 mol，則氫氧化鈉溶液的濃度是=2 mol·L-1，所以每一份溶液中銨根離子的物質的量是0.01 L×2 mol·L-1=0.02 mol，與氫氧化鋁反應的氫氧化鈉的物質的量是2 mol·L-1×0.005 L=0.01 mol，則每一份溶液中Al3+的物質的量是0.01 mol。根據電荷守恒可知溶液中一定存在硝酸根離子，而鉀離子不能確定。(5)如果存在鉀離子，則忽略水的電離，依據電荷守恒可知每一份溶液中N的物質的量n(N)≥0.02 mol＋0.01 mol×2＋0.01 mol×3-0.03 mol×2=0.01 mol。
答案：(1)Cu2+、C、H+　(2)N＋OH-===NH3·H2O　(3)Al(OH)3＋OH-===[Al(OH)4]-　(4)2 mol·L-1　(5)n(N)≥0.01 mol
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