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专题07离子推断
1．下列关于物质或离子检验的推断正确的是()
A．向X溶液中滴加KSCN溶液，溶液显红色，证明X溶液中有Fe3＋，无Fe2＋
B．用盐酸酸化Y溶液，无现象，再加入硝酸钡溶液，产生白色沉淀，则Y溶液中含有SO42-
C．用玻璃棒蘸Z溶液在酒精灯上灼烧，火焰呈黄色，再透过钴玻璃观察火焰无紫色，则Z溶液中有Na＋，无K＋
D．用盐酸酸化W溶液，无现象，再向其中滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，则W溶液中含有Cl－
2．某固体混合物中可能含有K+、Na+、Cl﹣、CO32﹣、SO42﹣等离子，将该固体溶解于蒸馏水，对所得溶液进行如下实验：下列推断正确的是(）
5．某溶液中大量存在五种离子：NO、SO、Fe3＋、H＋、X，其物质的量之比为n(NO3-)∶n(SO42－)∶n(Fe3＋)∶n(H＋)∶n(X)＝2∶3∶1∶3∶1，则X可能为()
A．Fe2＋B．Mg2＋
C．Cl－D．Ba2＋
6．某固体混合物，仅含有以下阴、阳离子中的某几种(不考虑水的电离)：
为了判断该混合物的组成，现依次进行如下实验，根据实验现象，回答下列问题：
(1)取该固体混合物，加水后固体完全溶解得到无色溶液，用pH试纸测得溶液的pH为12。则混合物组成中肯定不存在的离子是________。
(2)向(1)所得溶液中滴加盐酸，开始有沉淀生成，继续滴加，沉淀消失，同时有无色无味气体逸出。则肯定存在的离子是________，可以排除的离子是________。
(3)取以上实验的上层澄清液，滴加AgNO3溶液，有白色沉淀生成。你认为还有哪些离子尚待检验：________(填离子符号)，请你对尚待检验的离子提出合理的检验方法(要求写出具体的步骤、现象与结论)：____________________________________
①用pH试纸测得该溶液呈酸性。
②取部分溶液，加入数滴新制的氯水及少量CCl4，经振荡、静置后，CCl4层呈紫红色。
③另取部分溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变为碱性，在整个滴加过程中无沉淀生成。
④取部分上述碱性溶液，加入Na2CO3溶液，有白色沉淀生成。
⑤将③得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
根据上述实验事实回答问题：
(1）由步骤①知，溶液中一定不存在_______。
(2）由步骤②知，溶液中含有_____，一定不存在_____和______。
(3）由步骤③可排除_____、_____的存在。
(4）由步骤④知，溶液中含有______，由此可排除_______的存在。
(5）由步骤⑤知，溶液中含有______。
(6）实验中不能确定是否存在的离子可用_____________(操作名称）进行检验。
a．取该废水进行焰色反应实验，火焰为黄色；
b．另取10mL该废水于试管中，加入足量的Ba(NO3)2溶液和稀硝酸，充分反应后过滤得到4.66g白色沉淀；
c．另取10mL该废水于试管中，滴加NaOH溶液，产生沉淀的质量随所加NaOH溶液体积的变化关系如下图所示(不考虑沉淀的溶解和损失)。
根据上述实验和图示数据回答下列问题：
(1)该工业废水中一定不存在的离子有_________________________________________
(填离子符号)。
(2)c(NaOH)＝________________。
(3)NO是否存在？________(填“存在”“不存在”或“不确定”)，理由是________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
专题07离子推断
1．
解析：选B。A项，亚铁离子与KSCN不反应，不能鉴别，如检验亚铁离子，可用酸性高锰酸钾溶液，观察颜色是否变化，错误；B项，能与Ba2＋反应生成沉淀的可能是CO、SO、SO，先加入盐酸无明显现象，可以排除CO、SO的干扰，然后加入硝酸钡，如果产生沉淀，则溶液中含SO，正确；C项，玻璃中含有钠离子，用玻璃棒蘸溶液在酒精灯上灼烧，火焰呈黄色，不能证明溶液中是否含有钠离子，错误；D项，盐酸中也含有氯离子，不能证明原溶液中是否含有氯离子，错误。
2．
B
溶液中加入过量Ba(NO3)2，出现白色沉淀，该白色沉淀可能是BaSO4，也可能是BaCO3，也可能是它们的混合物，但白色沉淀加入过量盐酸，沉淀溶解，因此该白色沉淀为BaCO3，说明原溶液中一定含有CO32－，一定不含有SO42－，滤液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液，出现白色沉淀，该沉淀为AgCl，说明原溶液中一定含有Cl－，焰色反应为黄色，溶液中含有Na元素，则原溶液中一定含有Na＋，原溶液中可能含有K＋。
由上述分析可知，一定含Na+、Cl﹣、CO32﹣，不含SO42﹣，则一定不含Na2SO4，不能确定是否含K+，则该混合物可能是K2CO3和NaCl，也可能为Na2CO3和KCl，故选项B正确。
3．
解析：选C。Al3＋与S2－能发生相互促进的水解反应而不能大量共存，A项错误；Al3＋、Fe3＋水解使溶液呈酸性，B项错误；＝1×10－13mol·L－1的溶液pH为13，Na＋、K＋、SiO、CO能大量共存，C项正确；ClO－会将Fe2＋氧化为Fe3＋，D项错误。
4．
A
A项、由实验现象可知，溶液中一定存在K+、Br-、CO32-、AlO2-，故A正确；B项、由实验操作可知，一定不含NH4+、H+、Mg2+、Cu2+，不能确定溶液中是否含Cl-，故B错误；C项、溶液中一定含K+，不能确定是否含Cl-、SO42-，故C错误；D项、由于溶液事先已经加入盐酸，往第3份溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液无法确认是否有Cl－，故D错误。
5．
解析：选B。五种离子的物质的量之比为n(NO)∶n(SO)∶n(Fe3＋)∶n(H＋)∶n(X)＝2∶3∶1∶3∶1，由于溶液不显电性，则X为阳离子。由电荷守恒可知，X带2个正电荷。SO与Ba2＋反应生成硫酸钡沉淀，在酸性溶液中硝酸根能氧化亚铁离子，所以X可能为Mg2＋。
6．
MnO4-、Ag＋、Mg2＋AlO2-、CO32-、K＋Ba2＋、SO32-Cl－取(1)中所得溶液少许于试管中，用硝酸酸化后滴加AgNO3溶液，若有白色沉淀生成则含有Cl－，否则不含Cl－
综上，答案如下：
(1)肯定不存在的离子是MnO4-、Ag＋、Mg2＋；
(2)肯定存在的离子是AlO2-、CO32-、K＋；可以排除的离子是Ba2＋、SO32-；
(3)尚待检验的离子是Cl－；尚待检验的离子提出合理的检验方法：取(1)中所得溶液少许于试管中，用硝酸酸化后滴加AgNO3溶液，若有白色沉淀生成则含有Cl－，否则不含Cl－。
7．
解析：选C。能使石蕊显红色的溶液呈酸性，HCO不能大量存在，A错误；水电离出来的c(H＋)＝10－13mol·L－1的溶液可能呈强酸性或强碱性，酸性条件下NO将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe2＋和NO(H＋)不能大量共存，碱性条件下NH、Fe2＋不能大量存在，B错误；＝的溶液呈酸性，K＋、Fe3＋、Cl－、SO互不反应，能大量共存，C正确；加入铝片能放出H2的溶液可能呈酸性或强碱性，酸性条件下CH3COO－与H＋反应生成弱电解质CH3COOH，碱性条件下Cu2＋与OH－反应生成沉淀Cu(OH)2，不能大量共存，D错误。
8．
Al3+、NH4+、Fe2＋、SO42—CO32-、SO32-、NO3-、Ba2+Fe3+、Cl—取少量X溶液放在试管中，加入几滴KSCN，溶液不变红色说明无Fe3+Fe(OH)33Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++NO↑+2H2O[Al(OH)4]－+CO2＝Al(OH)3↓+HCO3－
由于H+会与SO32-反应，该强酸性溶液必无SO32-；加入过量Ba(NO3)2后产生沉淀，则溶液中必有CO32-或SO42-，说明原溶液中不含Ba2+；溶液中加入过量NaOH后产生气体，则含NH4+；得到的溶液再通入过量CO2又得到沉淀，由Al的化合物间的转化关系可知溶液中必有Al3+，则无CO32-(Al3+与CO32-发生双水解）而有SO42-(溶液中不含Ba2+）；气体D在常温常压下呈红棕色，可推知由于加入Ba(NO3)2后产生NO气体，说明溶液中有还原性物质，即含有Fe2＋，原溶液中不含有NO3-；
(1）综合以上分析可知，溶液X中除H+外肯定还含有的离子是Al3+、NH4+、Fe2＋、SO42—；一定不含的离子是CO32-、SO32-、NO3-、Ba2+；不能确定是否含有的离子是Fe3+、Cl—；检验Fe3+的方法为：取少量X溶液放在试管中，加入几滴KSCN，溶液不变红色说明无Fe3+；综上所述，本题答案是：Al3+、NH4+、Fe2＋、SO42—；CO32-、SO32-、NO3-、Ba2+；Fe3+、Cl—；取少量X溶液放在试管中，加入几滴KSCN，溶液不变红色说明无Fe3+。
(2）原溶液中含有H+、Al3+、NH4+、Fe2＋、SO42—，加入硝酸钡后，Fe2＋被硝酸氧化为铁离子，硫酸根离子与钡离子生成硫酸沉淀过滤除去；因此剩余的滤液中加入过量的氢氧化钠溶液，生成红褐色沉淀氢氧化铁，因此沉淀G的化学式为Fe(OH)3；本题答案是：Fe(OH)3。
(3）结合以上分析可知，Fe2＋被硝酸氧化为铁离子，离子方程式:3Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++NO↑+2H2O；综上所述，本题答案是：3Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++NO↑+2H2O。
(4）溶液H中含有偏酸酸根离子，通入过量CO2，反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，离子方程式：[Al(OH)4]－+CO2＝Al(OH)3↓+HCO3－；综上所述，本题答案是：[Al(OH)4]－+CO2＝Al(OH)3↓+HCO3－。
9．
解析：选D。根据表中电离常数可知，酸性：CH3COOHH2CO3HCNHCO。H2CO3的酸性强于HCN，H2CO3和CN－能够反应生成HCO和HCN，H2CO3和CN－在溶液中不能大量共存，故A错误；CH3COOH的酸性强于H2CO3和HCN，CH3COOH能够与HCO、CO、CN－反应，在溶液中不能大量共存，故B错误；HCN的酸性强于HCO，HCN与CO反应生成HCO，在溶液中不能大量共存，故C错误；HCN、HCO、CH3COO－、CN－之间不反应，在溶液中能够大量共存，故D正确。
10．
CO32—I－NO3－Fe3＋Mg2＋Al3＋Ba2＋SO42—NH4+焰色反应
①用pH试纸测得该溶液呈酸性，说明溶液中肯定含有H+，而H+与CO32—发生反应而不能共存，说明溶液中肯定不含有CO32—；
②取部分溶液，加入数滴新制的氯水及少量CCl4，经振荡、静置后，CCl4层呈紫红色，说明有I2生成，这是由于I-被氯气氧化所产生的，从而说明溶液中含有I-，而I-与Fe3+或NO3-、H+发生氧化还原反应而不能共存，说明溶液中肯定不含有Fe3+、NO3－；
③另取部分溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变为碱性，在整个滴加过程中无沉淀生成，而Mg2+、Al3+能与碱反应产生沉淀，说明溶液中肯定不含有Mg2+、Al3+；
④取部分上述碱性溶液，加入Na2CO3溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中肯定含有Ba2+，而Ba2+能与SO42—产生沉淀，说明溶液中不含SO42—；
⑤将③得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则该气体为氨气，说明溶液中肯定含NH4+；则
(1）由步骤①知，溶液中一定不存在CO32—；
(2）由步骤②知，溶液中含有I－，一定不存在NO3－和Fe3＋。
(3）由步骤③可排除Mg2＋、Al3＋的存在。
(4）由步骤④知，溶液中含有Ba2＋，由此可排除SO42—的存在。
(5）由步骤⑤知，溶液中含有NH4+。
(6）根据以上分析可知实验中不能确定是否存在的离子是钾离子，可用焰色反应进行检验。
11．
解析：由a知一定含有Na＋；由b知沉淀一定是硫酸钡，因此一定存在SO，其物质的量是4.66g÷g·mol－1＝0.02mol；根据c中图像可知开始即产生沉淀，达到最大值后，继续加入一定量NaOH溶液，沉淀不变化，这说明含有铵根，最后沉淀完全消失，所以沉淀一定是氢氧化铝，即一定存在铝离子，不存在镁离子、铁离子和碳酸根离子。氢氧化铝的最大质量是0.78g，其物质的量是0.01mol，消耗氢氧化钠0.03mol，沉淀铝离子消耗氢氧化钠溶液30mL，则氢氧化钠的物质的量浓度是0.03mol÷0.03L＝1.0mol·L－1；与铵根反应消耗氢氧化钠溶液10mL，其物质的量是0.01mol，则铵根是0.01mol。(1)根据以上分析可知该工业废水中一定不存在的离子有Mg2＋、Fe3＋、CO。(3)由题意得，溶液中n(SO)＝0.02mol，n(Al3＋)＝0.01mol，n(NH)＝0.01mol，且含有Na＋，根据电荷守恒可知，溶液中一定含有NO。
答案：(1)Mg2＋、Fe3＋、CO(2)1.0mol·L－1
(3)存在 由题意得，溶液中n(SO)＝0.02mol，n(Al3＋)＝0.01mol，n(NH)＝0.01mol，且含有Na＋，根据电荷守恒可知，溶液中一定含有NO
12．
溶液呈无色,则不含Fe3+,加入过量盐酸只产生气体,则一定含有CO32—,不含Ag+,反应后溶液呈酸性,加入过量碳酸氢铵溶液,生成气体和白色沉淀,则发生反应应为:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,则原溶液中含有AlO2—,则一定不含Ba2+、Al3+、Fe3+,因这些离子与AlO2—发生相互促进的水解而不能大量共存,根据溶液电中性原则,一定含有Na+,最后加入过量氢氧化钡溶液,因之前加入的碳酸氢铵过量,则生成的白色沉淀可能为BaCO3,不能确定SO42—是否存在。
(1)气体A的成分是CO2,所涉及反应有:CO32-+2H+=H2O+CO2↑,Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,气体B为NH3,所涉及反应为:NH4++OH-=NH3↑+H2O；正确答案:NH3。
(2)溶液中含有AlO2—,加入过量盐酸发生反应:AlO2—+4H+=Al3++2H2O,加入过量碳酸氢铵溶液,生成气体和白色沉淀,则发生反应为:Al3++3HCO3-===Al(OH)3↓+3CO2↑；正确答案:Al3++3HCO3-===Al(OH)3↓+3CO2↑。
(3)由以上分析可以知道,X溶液中一定存在的离子是CO32-、AlO2-、Na+,因最后加入过量氢氧化钡溶液，因之前加入的碳酸氢铵过量,则生成的白色沉淀可能为BaCO3,不能确定SO42—是否存在；可向所得沉淀乙中滴加足量的稀硝酸,若沉淀不完全溶解,则证明含有SO42—；正确答案：CO32-、AlO2-、Na+；SO42-；在沉淀乙中加入过量稀硝酸，若有沉淀不溶解的现象存在，说明有该离子，若沉淀全溶则无该离子。
13．
解析：(1)在强酸性溶液中氢离子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，氢离子和硅酸根离子反应生成硅酸沉淀，所以一定不会存在CO、SiO。
(2)加入过量硝酸钡溶液生成沉淀，钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，说明一定含有SO，含有SO就一定不含Ba2＋；气体A连续氧化生成D和E，则A为NO，D为NO2，E为HNO3，说明溶液中含有还原性离子，一定为Fe2＋，则在酸性条件下一定不含NO，否则酸性条件下NO会将Fe2＋氧化而不能大量共存，答案选b。
(3)溶液B中加入过量NaOH溶液并加热，生成气体F，则F为NH3，其电子式为；溶液E为HNO3，气体F为NH3，E与F反应生成的I为NH4NO3，其含有的化学键类型有离子键和(极性)共价键。
(4)根据题中提供的离子，前面已排除SiO的存在，则在过量氢氧化钠作用下得到的溶液H，通入过量二氧化碳后能产生沉淀K，K应该为氢氧化铝，则溶液H中含有偏铝酸根离子，故溶液X中含有Al3＋，转化⑦的离子方程式为AlO＋2H2O＋CO2===HCO＋Al(OH)3↓。
(5)综上可知，溶液中一定含有Fe2＋、Al3＋、NH、SO，一定不含有Ba2＋、CO、NO、SiO，不能确定是否含有Fe3＋，最好选择KSCN溶液对Fe3＋进行检验，答案选②。
答案：(1)CO、SiO(2)b
(3)(极性)共价键和离子键
(4)AlO＋2H2O＋CO2===HCO＋Al(OH)3↓
(5)②
14.
(1).Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O浓硫酸或饱和的NaHSO3溶液(2).Ag2SO3+4NH3H2O=2Ag(NH3)2++SO32-+4H2OH2O2溶液，产生白色沉淀，则证明B中含有Ag2SO3(3).Ag+因为若含有Ag2SO4，加入BaCl2溶液会生成难溶的BaSO4白色沉淀实验一中，SO2在AgNO3溶液中未被氧化生成Ag2SO4；实验二中，SO32-被氧化为SO42-(4).2Ag++SO2+H2O=Ag2SO3+2H+(6).二氧化硫与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银的速率大于生成银和硫酸根离子的速率，碱性溶液中亚硫酸根离子更易被氧化为硫酸根离子
(1)①铜和浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，化学方程式为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，
故答案为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O；
②由于烧瓶中的空气没有排出，反应生成的SO2可能会被氧气氧化为SO3，SO3会干扰后续的实验，所以试剂a应为除去杂质SO3的试剂，可以用饱和NaHSO3溶液；
故答案为：饱和NaHSO3溶液；
(2）①Ag2SO3溶于氨水得到Ag(NH3)2+，离子方程式为：Ag2SO3+4NH3H2O=2Ag(NH3)2++SO32-+4H2O，
故答案为：Ag2SO3+4NH3H2O=2Ag(NH3)2++SO32-+4H2O；
②推测沉淀D为BaSO3，加过量稀盐酸溶解得滤液E和少量沉淀F，则E中可能含有溶解的SO2，可加入双氧水溶液，若加入双氧水溶液可以将亚硫酸或亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，从而生成白色的硫酸钡沉淀，则证明B中含有Ag2SO3；
故答案为：H2O2，溶液，产生白色沉淀，则证明B中含有Ag2SO3；
(3）①加入过量盐酸产生白色沉淀，说明含有Ag+；B中不含Ag2SO4，因若含有Ag2SO4，加入BaCl2溶液会生成难溶的BaSO4白色沉淀，
故答案为：Ag+；因若含有Ag2SO4，加入BaCl2溶液会生成难溶的BaSO4白色沉淀；
②实验三的结论：实验一中，SO2在AgNO3溶液中未被氧化生成Ag2SO4；实验二中，SO32-被氧化为SO42-；
(4）根据以上分析，二氧化硫与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银沉淀，离子方程式为：2Ag++SO2+H2O=Ag2SO3+2H+，
故答案为：2Ag++SO2+H2O=Ag2SO3+2H+；
(6）综合实验一、实验二和实验三的分析，可以得出该实验的结论为：二氧化硫与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银的速率大于生成银和硫酸根离子的速率，碱性溶液中亚硫酸根离子更易被氧化为硫酸根离子。
故答案为：二氧化硫与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银的速率大于生成银和硫酸根离子的速率，碱性溶液中亚硫酸根离子更易被氧化为硫酸根离子。
