课时数智作业(三) 离子共存与推断
(建议用时：30分钟 总分：40分)
(每小题只有一个选项正确，每小题3分，共18分)
1．(2025·北京海淀区模拟)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A．遇酚酞变红的溶液中：Na＋、K＋、、F－
B．无色透明溶液中：Cu2+、Al3+、、
C．能使品红褪色的溶液中：、Mg2+、I－、Ca2+
D．与Al反应能生成氢气的溶液中：、Fe3+、、
2．(2025·南昌模拟)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A．麦芽糖溶液：、Na＋、、H＋
B．该溶液加水后的值变大：K＋、Cu2+、Br－、
C．lg <0的溶液：CH3COO－、Ba2+、、Br－
D．能使pH试纸变深蓝色的溶液：K＋、Na＋、、
3．下列有关粒子大量共存的分析正确的是( )
选项 限定条件及粒子组 判断与分析
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，发生反应：ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
C 硫酸钠溶液中：Mg2+、、Cl－、 不能大量共存，会产生白色沉淀
D 常温下，pH＝7的溶液中：Al3+、Fe3+、、Cl－ 能大量共存，因为它们之间不反应
4．根据下列实验内容得出的结论正确的是( )
选项 实验内容 结论
A 某物质的水溶液能使红色石蕊试纸变蓝 该物质中一定含有OH－，而且一定是碱
B 向废液中加入少量的葡萄糖溶液，无砖红色沉淀产生 废液中不含Cu2+
C 向某物质的水溶液中加入盐酸能产生无色无味气体 该溶液中一定含有
D 向某溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解 该溶液中可能含有Al3+
5．(2025·安顺模拟)X溶液中含有下表离子中的某5种，且其浓度均为0.1 mol·L-1(不考虑水的电离与离子水解)。向X溶液中加入足量稀盐酸，有无色气体生成，经分析，反应前后阴离子种类没有变化。下列叙述不正确的是( )
阳离子 阴离子
Na＋、Fe3+、Ca2+、Fe2+、Mg2+、Al3+ OH－、、、、、Cl－
A．X溶液中含有2种阳离子和3种阴离子
B．X溶液中不可能含有或
C．生成的无色气体是NO
D．根据电荷守恒，原溶液中一定含Ca2+
6．下列各组离子能大量共存，加入(或通入)试剂X后仍能大量共存的是( )
选项 粒子组 试剂X
A K＋、Mg2+、Br－、I－ NaHSO4溶液
B Na＋、Al3+、Cl－、 NH3
C H＋、Fe3+、、Cl－ 过量铜粉
D Na＋、K＋、、 稀盐酸
7．(6分)有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K＋、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、、、Cl－、I－、，实验如下：
实验步骤 实验现象
①用玻璃棒蘸取少量该溶液，点在pH试纸中部 试纸变为红色
②取少量该溶液，加入铜片和浓硫酸，加热 有无色气体产生，气体遇空气可以变成红棕色
③取少量该溶液，加入BaCl2溶液 有白色沉淀生成
④取③中反应后的上层清液，加入AgNO3溶液 有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸
⑤取少量该溶液，加入NaOH溶液 有白色沉淀生成，当NaOH过量时，沉淀部分溶解
(1)溶液中一定存在的离子是________________；溶液中肯定不存在的离子是______________。(2分)
(2)写出实验步骤②中所发生反应的离子方程式：____________________________________________。(2分)
(3)为了进一步确定其他离子，应该补充的实验及对应欲检验离子的名称：____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。(2分)
8．(5分)在Na＋浓度为0.5 mol ·L-1的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子(已知H2SiO3为不溶于水的胶状沉淀，加热时易分解为两种氧化物)。
阳离子 K＋ Ag＋ Ca2+ Ba2+
阴离子
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)。
序号 实验内容 实验结果
Ⅰ 向该溶液中加入足量稀盐酸 产生白色胶状沉淀并放出标准状况下0.56 L气体
Ⅱ 将Ⅰ的反应混合液过滤，将沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体质量 固体质量为2.4 g
Ⅲ 向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液 无明显现象
请回答下列问题：
(1)实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是________________。(1分)
(2)实验Ⅰ中生成气体的离子方程式为____________________________________
_____________________________________________________________。(2分)
(3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，填写下表中阴离子的浓度(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“？”)。(2分)
阴离子
c/(mol·L-1)
9．(11分)(2025·信阳模拟)有一未知的无色溶液，只可能含有以下离子中的若干种：H＋、、K＋、Mg2+、Cu2+、Al3+、、、，现取三份100 mL溶液进行如下实验：
①第一份加入足量AgNO3溶液后，有白色沉淀产生。
②第二份加入足量BaCl2溶液后，有白色沉淀产生，经洗涤、干燥后，沉淀质量为6.99 g。
③第三份逐滴滴加NaOH溶液，测得沉淀与NaOH溶液的体积关系如图所示。
根据上述实验，回答下列问题：
(1)原溶液中一定不存在的离子是____________________。(1分)
(2)图中25～35 mL阶段发生反应的离子方程式为___________________。(2分)
(3)图中35～40 mL阶段发生反应的离子方程式为___________________。(2分)
(4)实验所加的NaOH溶液的浓度为________。(3分)
(5)原溶液中的物质的量为，根据提供的图像和数据，试计算每份溶液中的取值范围为__________________。(3分)
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1．A [遇酚酞变红的溶液显碱性，碱性条件下，Na+、K+、S、F-之间不反应，能大量共存，A项正确；Cu2+在水溶液中显蓝色，且Cu2+和HC、Al3+和HC均能发生相互促进的水解反应而不能大量共存，B项错误；能使品红褪色的溶液可能含有SO2或Cl2等，SO2可与Mn反应，Cl2可氧化I-，且Mn与I-也能发生氧化还原反应而不能大量共存，C项错误；铝与强酸、强碱反应均能产生氢气，强碱性条件下，Fe3+、N都不能大量存在，D项错误。]
2．C [麦芽糖具有还原性，酸性条件下能被Mn氧化，A项错误；加水后的值变大的溶液呈碱性，Cu2+不能大量存在，B项错误；lg <0，即c(H+)3．B [透明溶液可能是有色溶液，但溶液中Fe2+与S2-会发生反应生成黑色沉淀，离子方程式为Fe2+＋S2-===FeS↓，所以不能大量共存，故A项错误；pH=1的溶液中，因为发生反应：ClO-＋Cl-＋2H+===Cl2↑＋H2O，所以不能大量共存，故B项正确；硫酸钠溶液中，Mg2+、N、Cl-、N之间均不发生化学反应，所以可以大量共存，故C项错误；常温下，pH=7的溶液中，Fe3+会发生水解反应，生成氢氧化铁沉淀，所以不能大量存在，故D项错误。]
4．D [显碱性的盐溶液也能使红色石蕊试纸变蓝，如Na2CO3溶液，A项错误；若废液呈酸性，即使含Cu2+，加入少量的葡萄糖溶液也无砖红色沉淀产生，B项错误；若该溶液中含有HC，加入盐酸也能产生无色无味气体，C项错误。]
5．D [向X溶液中加入足量的稀盐酸，阴离子种类没有发生改变，说明X溶液中含有Cl-，加入稀盐酸有无色气体产生，该气体不能是CO2，气体如果是CO2，则X溶液中含有C或HC，X溶液与足量的稀盐酸反应，导致阴离子种类减少，因此无色气体为NO，X溶液中含有N，N在酸性条件下具有强氧化性，转化成NO，X溶液中应含有还原性离子，即Fe2+，X溶液中有5种离子，离子浓度均为0.1 mol·L-1，溶液呈电中性，另外两种为Mg2+和S。A项，含有的离子是N、Fe2+、Cl-、Mg2+、S，3种阴离子和2种阳离子，正确；B项，X溶液中一定不含有HC或C，正确；C项，无色气体为NO，正确；D项，X溶液中有S，能与Ca2+反应生成硫酸钙沉淀，因此X溶液中一定不含有Ca2+，错误。]
6．A [A项，加入NaHSO4溶液，与K+、Mg2+、Br-、I-均不会发生反应，能大量共存；B项，通入NH3生成NH3·H2O，溶液显碱性，发生反应：Al3+＋3NH3·H2O===3N＋Al(OH)3↓，不能大量共存；C项，加入过量铜粉，会先与N、H+反应：3Cu＋8H+＋2N===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O，过量的铜会与Fe3+反应：2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，不能大量共存；D项，稀盐酸会与Si发生反应：2H+＋Si===H2SiO3↓，不能大量共存。]
7．解析：因为是无色透明溶液，则Fe2+不能大量存在；步骤①pH试纸变为红色，说明溶液显酸性，HC不能大量存在；步骤②说明有N，在酸性条件下N有强氧化性，因此还原性的I-就不能大量存在；步骤③说明有S，Ba2+就不能大量存在；步骤④不能说明有Cl-，因为步骤③中引入了Cl-；步骤⑤说明有Mg2+和Al3+。
答案：(1)N、S、Mg2+、Al3+ Fe2+、HC、I-、Ba2+
(2)3Cu＋8H+＋2N===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O
(3)K+的检验可以用焰色试验；Cl-的检验：取少量该溶液，向溶液中加足量的Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解，可证明有Cl-存在
8．解析：(1)由实验Ⅰ可知，该溶液一定含有C，则一定没有Ag+、Ca2+、Ba2+，由生成的白色胶状沉淀判断溶液中一定含有Si，生成H2SiO3沉淀，所以由实验Ⅰ可知，该溶液一定含有C、Si，一定没有Ag+、Ca2+、Ba2+。(2)由实验Ⅰ可知，与足量盐酸反应产生气体的阴离子为C，故反应的离子方程式为C＋2H+===H2O＋CO2↑。(3)由实验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，由实验Ⅲ可知溶液中不含S，由电荷守恒知，溶液中一定含有K+，不能确定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：根据无色溶液可知，一定不含Cu2+；①第一份加入足量AgNO3溶液后，有白色沉淀产生，所以至少有C、S两种离子中的一种；②第二份加入足量BaCl2溶液后，有白色沉淀产生，经洗涤、干燥后，沉淀质量为6.99 g，则推断至少有C、S两种离子中的一种；③第三份逐滴滴加NaOH溶液，由题图可知，开始加入氢氧化钠溶液时立即有沉淀生成，说明不含有H+；沉淀物质的量最大时，滴加氢氧化钠溶液，沉淀不溶解，说明含有铵根离子，继续加入氢氧化钠溶液时沉淀部分溶解，最后溶液中仍然有沉淀，推断一定含有Mg2+、Al3+，Mg2+、Al3+和碳酸根离子不共存，所以溶液中一定不含碳酸根离子，一定含有硫酸根离子，硫酸钡的物质的量是=0.03 mol，则每一份溶液中硫酸根离子的物质的量是0.03 mol。根据题图可知与铵根离子反应的氢氧化钠溶液的体积为10 mL，溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠溶液的体积为5 mL，则沉淀Al3+消耗氢氧化钠溶液的体积为15 mL，所以沉淀Mg2+消耗氢氧化钠溶液的体积为25 mL-15 mL=10 mL。最终得到氢氧化镁沉淀是0.01 mol，所以每一份溶液中Mg2+的物质的量是0.01 mol，与Mg2+反应的氢氧化钠的物质的量是0.02 mol，则氢氧化钠溶液的浓度是=2 mol·L-1，所以每一份溶液中铵根离子的物质的量是0.01 L×2 mol·L-1=0.02 mol，与氢氧化铝反应的氢氧化钠的物质的量是2 mol·L-1×0.005 L=0.01 mol，则每一份溶液中Al3+的物质的量是0.01 mol。根据电荷守恒可知溶液中一定存在硝酸根离子，而钾离子不能确定。(5)如果存在钾离子，则忽略水的电离，依据电荷守恒可知每一份溶液中N的物质的量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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