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第3讲　离子反应的应用
[目标速览]　1.掌握离子共存的条件,会判断溶液中离子能否大量共存。2.能利用典型代表物的性质和反应,进行离子的推断和设计常见物质检验的方案。
微考点　核心突破
考点　离子共存的判断
　
知|识|梳|理
1.离子共存的本质
几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。
(1)抓住关键词语。
解答离子共存类试题要审清题目要求的关键词语,如“一定大量共存”“可能大量共存”或“不能大量共存”等。
(2)理解两大条件。
若溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性时,“可能大量共存”的含义是在两种条件下只要有一种能大量共存即符合题目要求。“一定大量共存”的含义是两种条件下离子均能大量共存才符合题目要求。
2.判断离子能否大量共存的“四个要点”
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是:一色、二性、三特殊、四反应。
(1)一色——溶液颜色。
几种常见离子的颜色
离子 Cu2+ Fe3+ Fe2+ Mn Cr2
溶液颜色 蓝色 棕黄色 浅绿色 紫红色 橙色
(2)二性——溶液的酸碱性。
①常见表示呈酸性的溶液。
a.常温下,pH<7的溶液;b.使pH试纸变红的溶液;c.使甲基橙呈红色的溶液;d.与镁粉反应放出氢气的溶液;e.常温下,c(OH-)<1×10-7 mol·L-1的溶液。在酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子(如C、S、S2-、CH3COO-等)不能大量存在。
②常见表示呈碱性的溶液。
a.常温下,pH>7的溶液;b.使pH试纸变蓝的溶液;c.使酚酞溶液变红的溶液;d.常温下,c(H+)<1×10-7 mol·L-1的溶液。在碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如N、Al3+、Fe3+等)不能大量存在。
③常见表示可能呈酸性也可能呈碱性的溶液。
a.与铝粉反应放出氢气的溶液;b.常温下水电离出的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液;c.与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
(3)三特殊——三种特殊情况。
①[Al(OH)4]-与HC不能大量共存:[Al(OH)4]-+HC===Al(OH)3↓+C+H2O。
②“N+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、S等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
③N与CH3COO-、C,Mg2+与HC等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中仍能大量共存。
(4)四反应——四种反应类型。
四反应是指离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然不能大量共存。
①复分解反应:如Ba2+与S,N与OH-,H+与CH3COO-等。
②氧化还原反应:如Fe3+与I-、S2-,N(H+)与Fe2+等。
③相互促进的水解反应:如Al3+与C、HC或[Al(OH)4]-等。
④配合反应:如Fe3+与SCN-等。
知|识|对|练
角度一　警惕关键词“一定”还是“可能”
1.常温下,在由水电离出的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液中,一定能大量共存的离子组是(　　)
A.K+、Na+、HC、Cl-
B.K+、Mn、Br-、Cl-
C.Na+、Cl-、N、S
D.Al3+、N、Cl-、S
角度二　警惕特定情况下的隐含因素
2.下列能在溶液中大量共存,加入(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体后仍能大量存在的离子组是(　　)
A.Na+、H+、Cl-、N
B.K+、Ba2+、OH-、I-
C.Na+、Mg2+、Cl-、S
D.Cu2+、S2-、Br-、ClO-
角度三　警惕“颜色陷阱”
3.在一无色透明溶液中,下列各组离子能大量共存的是(　　)
A.H+、Cl-、K+、Si
B.Cl-、Cu2+、S、N
C.K+、Na+、HC、Ca2+
D.Fe3+、N、Cl-、I-
角度四　警惕溶液的酸碱性
4.常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是(　　)
A.使酚酞变为红色的溶液中:Na+、Al3+、S、Cl-
B.=1×10-13 mol·L-1的溶液中:N、Ca2+、Cl-、N
C.与Al反应能放出H2的溶液中:Fe2+、K+、N、S
D.水电离的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:K+、Na+、[Al(OH)4]-、C
角度五　离子推断
5.某无色溶液中只可能含有K+、Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-、OH-、C、S中的一种或几种,对其进行如下实验操作:(1)取少量溶液,滴加无色酚酞溶液,酚酞溶液变红;(2)另取少量溶液,加入足量BaCl2溶液,产生白色沉淀;(3)向(2)所得混合物中加足量盐酸,沉淀部分溶解,并有无色气体生成;(4)将(3)所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。下列对该溶液的说法正确的是 (　　)
A.无法确定是否含有K+、Cl-
B.可能含有Cl-、OH-
C.一定不含有Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-
D.一定含有K+、OH-、C、S
巧解离子推断
1.离子推断的四项基本原则。
(1)肯定性原则:根据实验现象推出肯定存在或肯定不存在的离子。
(2)互斥性原则:相互反应的离子不能共存。
(3)进出性原则:考虑加入试剂时带入的离子和反应时消耗的离子。
(4)电中性原则:溶液中有阳离子则必定有阴离子,阴、阳离子的电荷总数相等。
2.电荷守恒在离子推断中的应用。
若多种离子共存,且只有一种离子的物质的量未知,可以用电荷守恒来确定最后一种离子是否存在。
微充电　素养提升
教考衔接——基于教材习题的情境命题
　
【母题】　(教材有源)
如图,牙膏是常见的日用化学品,是由多种无机物和有机物组成的,它包括摩擦剂、洗涤泡沫剂、黏合剂、保湿剂、甜味剂、芳香剂和水分等。近年来,牙膏中还加入了各种药物,制成多种药物牙膏。其中,摩擦剂是牙膏的主体,常用的摩擦剂有碳酸钙(CaCO3)、二氧化硅(SiO2)、磷酸氢钙(CaHPO4·2H2O)等,用量在30%~55%之间。
牙膏中的摩擦剂碳酸钙可以用石灰石来制备。以下为由甲、乙两同学设计的在实验室中制备碳酸钙的实验方案:
甲:石灰石生石灰熟石灰碳酸钙;
乙:石灰石氯化钙碳酸钙。
[问题探究]
(1)依据用途推测并说明CaHPO4·2H2O在水中的溶解性。
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(2)乙同学的实验方案与甲同学的相比,有哪些优点
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___________________________________________________________。
(3)写出乙同学的方案中有关反应的离子方程式。
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(4)若乙同学在实验中加入了过量的盐酸,当加入Na2CO3溶液时,首先发生反应的离子方程式是什么
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
【衍生】　某固体样品可能含有NaNO3、NaHCO3、Na2SO3和Na2SO4。取少量样品进行如下实验:①将样品溶于水,得到澄清溶液;②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,有气泡产生;③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液,有沉淀生成。下列说法中正确的是(　　)
A.该固体样品中一定含有Na2SO4
B.该固体样品中一定含有NaHCO3
C.该固体样品不可能只含有Na2SO3
D.步骤②的试管口产生的气体一定是无色的
微真题　把握方向
　
考向一　考查离子共存的判断
1.(2024·浙江卷1月)在溶液中能大量共存的离子组是(　　)
A.H+、I-、Ba2+、N
B.Fe3+、K+、CN-、Cl-
C.Na+、Si、Br-、Ca2+
D.N、S、CH3COO-、HC
2.(2022·湖北卷)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+、N、S
B.在0.1 mol·L-1氯化钠溶液中:Fe3+、I-、Ba2+、HC
C.在0.1 mol·L-1醋酸溶液中:S、N、Br-、H+
D.在0.1 mol·L-1硝酸银溶液中:K+、Cl-、Na+、C
3.(2021·天津卷)常温下,下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是(　　)
A.pH=1的溶液:Fe2+、Mg2+、S、N
B.pH=12的溶液:K+、Na+、N、C
C.pH=7的溶液:Na+、Cu2+、S2-、Cl-
D.pH=7的溶液:Al3+、K+、Cl-、HC
考向二　离子的检验和推断
4.(2022·广东卷)实验室进行粗盐提纯时,需除去Ca2+、Mg2+和S,所用试剂包括BaCl2以及(　　)
A.Na2CO3、NaOH、HCl
B.Na2CO3、HCl、KOH
C.K2CO3、HNO3、NaOH
D.Na2CO3、NaOH、HNO3
5.(2022·重庆卷)下列操作中,不会影响溶液中K+、Al3+、Fe3+、Ba2+、Cl-、N等离子大量共存的是(　　)
A.加入ZnSO4 B.加入Fe粉
C.通入NH3 D.通入CO2
6. (2022·浙江卷6月)亚硝酸钠俗称“工业盐”,其外观、口感与食盐相似,人若误服会中毒。现将适量某样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液,分别取少量该溶液于试管中进行实验。下列方案设计、现象和结论都正确的是(　　)
选项 方案设计 现象和结论
A 先加入少量KClO3溶液,再加AgNO3溶液和足量稀硝酸,振荡 若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
B 加到少量KMnO4溶液中,再加硫酸酸化,振荡 若溶液褪色,则样品为亚硝酸钠
C 先加到少量FeCl2溶液中,再加入稀盐酸酸化,振荡 若溶液变黄色,则样品为亚硝酸钠
D 先加入少量Na2SO3溶液,再加入BaCl2溶液和稀硝酸,振荡 若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
第3讲　离子反应的应用
微考点·核心突破
考点
知识对练
1.C　解析　由题意可知溶液可能呈酸性也可能呈碱性;当溶液呈酸性时,HC能与酸反应,Mn能氧化Cl-,故A、B两项中的离子不能大量共存;当溶液呈碱性时HC能与碱反应,Al3+和N也能与碱反应,故A、D两项中的离子不能大量共存;C项在酸性或碱性条件下都不发生反应,能大量共存。
2.C　解析　A项中H+、N能将(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体溶于水后产生的Fe2+氧化为Fe3+;B项中OH-与N、Fe2+不能大量共存,Ba2+与S不能大量共存;D项中S2-与Cu2+、ClO-不能大量共存。
3.C　解析　本题的隐含条件是“溶液中不含有颜色的离子”,所以有颜色的离子组可直接排除。B项中的Cu2+是蓝色,D项中的Fe3+是棕黄色,直接排除;A项中H+和Si反应生成H2SiO3沉淀,不能大量共存。故选C。
4.B　解析　使酚酞变为红色的溶液显碱性,而Al3+在碱性条件下不能大量存在,A项错误;溶液显酸性,各离子之间不发生反应,可以大量共存,B项正确;与铝反应放出氢气的溶液可能显酸性也可能显碱性,若溶液显碱性,亚铁离子不能大量共存,若溶液显酸性,Fe2+和N不能大量共存,C项错误;该溶液可能显酸性也可能显碱性,如果显酸性,四羟基合铝酸根离子和碳酸根离子不能大量共存,D项错误。
5.B　解析　溶液无色,说明溶液中不含Cu2+。(1)取少量溶液,滴加无色酚酞溶液,酚酞溶液变红,说明溶液中可能含有OH-或C中的一种或两种,则Ag+一定不存在。(2)另取少量溶液,加入足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明C、S至少存在一种。(3)向(2)所得混合物中加入足量盐酸,沉淀部分溶解,说明不溶的沉淀为BaSO4沉淀,有无色气体生成,说明溶解的沉淀为BaCO3沉淀,说明溶液中含有C、S,不含有Ba2+,根据溶液呈电中性,一定含有K+。(4)将(3)所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,得到AgCl白色沉淀,由于前面加了足量盐酸,因此不能说明含有Cl-。
微充电·素养提升
母题　答案　(1)因为CaHPO4·2H2O为摩擦剂,刷牙时必须以固体形式存在,故其难溶于水
(2)步骤少、产品纯度高、能耗低
(3)CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O,Ca2++C===CaCO3↓
(4)若加入过量盐酸,则CaCl2溶液中含有剩余盐酸,当加入Na2CO3溶液时,盐酸首先与Na2CO3反应,故首先发生反应的离子方程式为C+2H+===CO2↑+H2O
衍生　C　解析　步骤①取少量样品溶于水得到无色透明溶液,说明固体溶于水且相互之间能大量共存;步骤②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,有气泡产生,说明可能含有NaHCO3或Na2SO3或两者都有;若气泡是NO,说明是NaNO3和Na2SO3均有;步骤③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液,有沉淀生成,则沉淀为BaSO4,说明固体中存在Na2SO3和Na2SO4中的至少一种。结合分析可知不一定含有Na2SO4,可能是NaNO3和Na2SO3在加盐酸后发生氧化还原反应生成硫酸根离子,硫酸根离子和钡离子生成白色的硫酸钡沉淀,A项错误;若气泡是NO,说明是NaNO3和Na2SO3均有,不一定有NaHCO3,B项错误;该固体样品中若只含有Na2SO3,则步骤③不会产生沉淀,故该固体样品中不可能只含有Na2SO3,C项正确;由分析可知步骤②产生的气体可能是NaNO3和Na2SO3在加盐酸后发生氧化还原反应生成的NO,NO易与试管内的氧气反应生成红棕色二氧化氮,试管口产生的气体可能是红棕色的,D项错误。
微真题·把握方向
1.D　解析　H+、I-、N三种离子会发生氧化还原反应而不能大量共存,A项错误;Fe3+、CN-反应生成Fe(CN而不能大量共存,B项错误;Si、Ca2+反应生成CaSiO3沉淀而不能大量共存,C项错误;N、CH3COO-、HC虽然都不同程度水解,但水解是微弱的,能大量共存,D项正确。
2.C　解析　氨水显碱性,会与Ag+、Cu2+反应,不能大量共存,A项错误;Fe3+、I-会发生氧化还原反应,不能大量共存,B项错误;醋酸显酸性,在醋酸溶液中S、N、Br-、H+均不会发生反应,能大量共存,C项正确;硝酸银中的银离子会与氯离子反应生成沉淀,不能大量共存,D项错误。
3.B　解析　pH=1的溶液中,N在酸性条件下会与Fe2+发生氧化还原反应,不能大量共存,A项错误;pH=12的溶液中,K+、Na+、N、C均不能发生反应,能大量共存,B项正确;pH=7的溶液中,Cu2+、S2-会发生反应生成沉淀,不能大量共存,C项错误;pH=7的溶液中,Al3+、HC会发生相互促进的水解反应,不能大量共存,D项错误。
4.A　解析　粗盐的主要成分为NaCl。除去Ca2+选用C将其转化为沉淀,为了不引入新杂质,所加物质的阳离子为Na+,即选用Na2CO3除去Ca2+,同理可知,除去Mg2+需选用NaOH,除去S需选用BaCl2,因所加除杂试剂均过量,因此向粗盐样品中加入除杂试剂的顺序是BaCl2先于Na2CO3加入,利用Na2CO3除去Ca2+和多余的Ba2+,因Na2CO3、NaOH均过量,成为新杂质,需要过滤后向滤液中加入HCl至溶液中不再有气泡产生,以此除去Na2CO3、NaOH,然后将溶液蒸干得到较为纯净的食盐产品。
5.D　解析　向溶液中加入硫酸锌溶液,S会与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,会影响溶液中离子的大量共存,A项不符合题意;向溶液中加入铁粉,Fe3+会与铁反应生成Fe2+,会影响溶液中离子的大量共存,B项不符合题意;向溶液中通入氨气,铝离子、铁离子会与氨水反应生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀,会影响溶液中离子的大量共存,C项不符合题意;向溶液中通入二氧化碳,二氧化碳与溶液中的离子不发生任何反应,不会影响溶液中离子的大量共存,D项符合题意。
6.C　解析　酸性条件下KClO3能被NaNO2还原生成Cl-,加入AgNO3溶液和稀硝酸后生成白色沉淀,Cl-可能是KClO3被还原得到的,也可能是NaCl中的,所以根据实验现象不能确定样品为NaNO2,A项错误;氯化钠电离出的氯离子也可以被酸性高锰酸钾氧化而使其褪色,B项错误;Fe2+能被N氧化为Fe3+,导致溶液呈黄色,根据实验现象可知,样品为NaNO2,C项正确;稀硝酸可以把亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,再加入氯化钡可以生成硫酸钡白色沉淀,D项错误。(共44张PPT)
第3讲
大单元一 化学基本概念
离子反应的应用
目
标
速
览
1.掌握离子共存的条件，会判断溶液中离子能否大量共 存。2.能利用典型代表物的性质和反应，进行离子的推断和设计常见物质检验的方案。
考点　离子共存的判断
微考点/核心突破
第一部分
1.离子共存的本质
几种离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间不发生任何反应；若离子之间能发生反应，则不能大量共存。
(1)抓住关键词语。
解答离子共存类试题要审清题目要求的关键词语，如“一定大量共存”“可能大量共存”或“不能大量共存”等。
(2)理解两大条件。
若溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性时，“可能大量共存”的含义是在两种条件下只要有一种能大量共存即符合题目要求。“一定大量共存”的含义是两种条件下离子均能大量共存才符合题目要求。
2.判断离子能否大量共存的“四个要点”
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中，归纳起来就是：一色、二性、三特殊、四反应。
(1)一色——溶液颜色。
几种常见离子的颜色
离子 Cu2+ Fe3+ Fe2+ Mn Cr2
溶液颜色 蓝色 棕黄色 浅绿色 紫红色 橙色
(2)二性——溶液的酸碱性。
①常见表示呈酸性的溶液。
a.常温下，pH<7的溶液；b.使pH试纸变红的溶液；c.使甲基橙呈红色的溶液；d.与镁粉反应放出氢气的溶液；e.常温下，c(OH-)<1×10-7 mol·L-1的溶液。在酸性溶液中，OH-及弱酸根阴离子(如C、S、S2-、CH3COO-等)不能大量存在。
②常见表示呈碱性的溶液。
a.常温下，pH>7的溶液；b.使pH试纸变蓝的溶液；c.使酚酞溶液变红的溶液；d.常温下，c(H+)<1×10-7 mol·L-1的溶液。在碱性溶液中，H+及弱碱阳离子(如N、Al3+、Fe3+等)不能大量存在。
③常见表示可能呈酸性也可能呈碱性的溶液。
a.与铝粉反应放出氢气的溶液；b.常温下水电离出的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液；c.与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
(3)三特殊——三种特殊情况。
①[Al(OH)4]-与HC不能大量共存：[Al(OH)4]-+HC=== Al(OH)3↓+C+H2O。
②“N+H+”组合具有强氧化性，能与S2-、Fe2+、I-、S等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
③N与CH3COO-、C，Mg2+与HC等组合中，虽然两种离子都能水解且水解相互促进，但总的水解程度仍很小，它们在溶液中仍能大量共存。
(4)四反应——四种反应类型。
四反应是指离子间通常能发生的四种类型的反应，能相互反应的离子显然不能大量共存。
①复分解反应：如Ba2+与S，N与OH-，H+与CH3COO-等。
②氧化还原反应：如Fe3+与I-、S2-，N(H+)与Fe2+等。
③相互促进的水解反应：如Al3+与C、HC或[Al(OH)4]-等。
④配合反应：如Fe3+与SCN-等。
角度一　警惕关键词“一定”还是“可能”
1.常温下，在由水电离出的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液中，一定能大量共存的离子组是( )
A.K+、Na+、HC、Cl-
B.K+、Mn、Br-、Cl-
C.Na+、Cl-、N、S
D.Al3+、N、Cl-、S
由题意可知溶液可能呈酸性也可能呈碱性；当溶液呈酸性时，HC能与酸反应，Mn能氧化Cl-，故A、B两项中的离子不能大量共存；当溶液呈碱性时HC能与碱反应，Al3+和N也能与碱反应，故A、D两项中的离子不能大量共存；C项在酸性或碱性条件下都不发生反应，能大量共存。
解析
角度二　警惕特定情况下的隐含因素
2.下列能在溶液中大量共存，加入(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体后仍能大量存在的离子组是( )
A.Na+、H+、Cl-、N
B.K+、Ba2+、OH-、I-
C.Na+、Mg2+、Cl-、S
D.Cu2+、S2-、Br-、ClO-
A项中H+、N能将(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体溶于水后产生的Fe2+氧化为Fe3+；B项中OH-与N、Fe2+不能大量共存，Ba2+与S不能大量共存；D项中S2-与Cu2+、ClO-不能大量共存。
解析
角度三　警惕“颜色陷阱”
3.在一无色透明溶液中，下列各组离子能大量共存的是( )
A.H+、Cl-、K+、Si B.Cl-、Cu2+、S、N
C.K+、Na+、HC、Ca2+ D.Fe3+、N、Cl-、I-
本题的隐含条件是“溶液中不含有颜色的离子”，所以有颜色的离子组可直接排除。B项中的Cu2+是蓝色，D项中的Fe3+是棕黄 色，直接排除；A项中H+和Si反应生成H2SiO3沉淀，不能大量共存。故选C。
解析
角度四　警惕溶液的酸碱性
4.常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是( )
A.使酚酞变为红色的溶液中：Na+、Al3+、S、Cl-
B.=1×10-13 mol·L-1的溶液中：N、Ca2+、Cl-、N
C.与Al反应能放出H2的溶液中：Fe2+、K+、N、S
D.水电离的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:K+、Na+、[Al(OH)4]-、C
使酚酞变为红色的溶液显碱性，而Al3+在碱性条件下不能大量存在，A项错误；溶液显酸性，各离子之间不发生反应，可以大量共存，B项正确；与铝反应放出氢气的溶液可能显酸性也可能显碱性，若溶液显碱性，亚铁离子不能大量共存，若溶液显酸性，Fe2+和N不能大量共存，C项错误；该溶液可能显酸性也可能显碱性，如果显酸性，四羟基合铝酸根离子和碳酸根离子不能大量共存，D项错误。
解析
角度五　离子推断
5.某无色溶液中只可能含有K+、Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-、OH-、C、S中的一种或几种，对其进行如下实验操作：(1)取少量溶液，滴加无色酚酞溶液，酚酞溶液变红；(2)另取少量溶液,加入足量BaCl2溶液，产生白色沉淀；(3)向(2)所得混合物中加足量盐酸，沉淀部分溶解，并有无色气体生成；(4)将(3)所得混合物过滤，向滤液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。下列对该溶液的说法正确的是 ( )
A.无法确定是否含有K+、Cl- B.可能含有Cl-、OH-
C.一定不含有Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl- D.一定含有K+、OH-、C、S
溶液无色，说明溶液中不含Cu2+。(1)取少量溶液，滴加无色酚酞溶液，酚酞溶液变红，说明溶液中可能含有OH-或C中的一种或两种，则Ag+一定不存在。(2)另取少量溶液，加入足量BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明C、S至少存在一种。(3)向(2)所得混合物中加入足量盐酸，沉淀部分溶解，说明不溶的沉淀为BaSO4沉淀，有无色气体生成，说明溶解的沉淀为BaCO3沉淀，说
解析
明溶液中含有C、S，不含有Ba2+，根据溶液呈电中性，一定含有K+。(4)将(3)所得混合物过滤，向滤液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，得到AgCl白色沉淀，由于前面加了足量盐酸，因此不能说明含有Cl-。
解析
巧解离子推断
1.离子推断的四项基本原则。
(1)肯定性原则：根据实验现象推出肯定存在或肯定不存在的离子。
(2)互斥性原则：相互反应的离子不能共存。
(3)进出性原则：考虑加入试剂时带入的离子和反应时消耗的离子。
(4)电中性原则：溶液中有阳离子则必定有阴离子，阴、阳离子的电荷总数相等。
2.电荷守恒在离子推断中的应用。
若多种离子共存，且只有一种离子的物质的量未知，可以用电荷守恒来确定最后一种离子是否存在。
教考衔接——基于教材习题的情境命题
微充电/素养提升
第二部分
【母题】　(教材有源)如图，牙膏是常见的日用化学品，是由多种无机物和有机物组成的，它包括摩擦剂、洗涤泡沫剂、黏合剂、保湿剂、甜味剂、芳香剂和水分等。近年来，牙膏中还加入了各种药物，制成多种药物牙膏。其中，摩擦剂是牙膏的主体，常用的摩擦剂有碳酸钙(CaCO3)、二氧化硅(SiO2)、磷酸氢钙(CaHPO4·2H2O)等，用量在30%~55%之间。
[问题探究]
(1)依据用途推测并说明CaHPO4·2H2O在水中的溶解性。
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(2)乙同学的实验方案与甲同学的相比，有哪些优点
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(3)写出乙同学的方案中有关反应的离子方程式。
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因为CaHPO4·2H2O为摩擦剂，刷牙时必须以固体形式存在，故其难溶于水
步骤少、产品纯度高、能耗低
CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O，Ca2++C===CaCO3↓
(4)若乙同学在实验中加入了过量的盐酸，当加入Na2CO3溶液时，首先发生反应的离子方程式是什么
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
若加入过量盐酸，则CaCl2溶液中含有剩余盐酸，当加入Na2CO3溶液时，盐酸首先与Na2CO3反应，故首先发生反应的离子方程式为C+2H+===CO2↑+H2O
【衍生】　某固体样品可能含有NaNO3、NaHCO3、Na2SO3和
Na2SO4。取少量样品进行如下实验：①将样品溶于水，得到澄清溶液；②向①的溶液中滴加过量稀盐酸，有气泡产生；③取②的上层清液，向其中滴加BaCl2溶液，有沉淀生成。下列说法中正确的是
( )
A.该固体样品中一定含有Na2SO4
B.该固体样品中一定含有NaHCO3
C.该固体样品不可能只含有Na2SO3
D.步骤②的试管口产生的气体一定是无色的
步骤①取少量样品溶于水得到无色透明溶液，说明固体溶于水且相互之间能大量共存；步骤②向①的溶液中滴加过量稀盐酸，有气泡产生，说明可能含有NaHCO3或Na2SO3或两者都有；若气泡是NO，说明是NaNO3和Na2SO3均有；步骤③取②的上层清液，向其中滴加BaCl2溶液，有沉淀生成，则沉淀为BaSO4，说明固体中存在Na2SO3和Na2SO4中的至少一种。结合分析可知不一定含有Na2SO4，可能是NaNO3和Na2SO3在加盐酸后发生氧化还原反应生
解析
成硫酸根离子，硫酸根离子和钡离子生成白色的硫酸钡沉淀，A项错误；若气泡是NO，说明是NaNO3和Na2SO3均有，不一定有NaHCO3，B项错误；该固体样品中若只含有Na2SO3，则步骤③不会产生沉淀，故该固体样品中不可能只含有Na2SO3，C项正确；由分析可知步骤②产生的气体可能是NaNO3和Na2SO3在加盐酸后发生氧化还原反应生成的NO，NO易与试管内的氧气反应生成红棕色二氧化氮，试管口产生的气体可能是红棕色的，D项错误。
解析
微真题/把握方向
第三部分
考向一　考查离子共存的判断
1.(2024·浙江卷1月)在溶液中能大量共存的离子组是( )
A.H+、I-、Ba2+、N
B.Fe3+、K+、CN-、Cl-
C.Na+、Si、Br-、Ca2+
D.N、S、CH3COO-、HC
H+、I-、N三种离子会发生氧化还原反应而不能大量共存，A项错误；Fe3+、CN-反应生成Fe(CN而不能大量共存，B项错误；Si、Ca2+反应生成CaSiO3沉淀而不能大量共存，C项错误；N、CH3COO-、HC虽然都不同程度水解,但水解是微弱的，能大量共存，D项正确。
解析
2.(2022·湖北卷)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+、N、S
B.在0.1 mol·L-1氯化钠溶液中：Fe3+、I-、Ba2+、HC
C.在0.1 mol·L-1醋酸溶液中：S、N、Br-、H+
D.在0.1 mol·L-1硝酸银溶液中：K+、Cl-、Na+、C
氨水显碱性，会与Ag+、Cu2+反应，不能大量共存，A项错误；Fe3+、I-会发生氧化还原反应，不能大量共存，B项错误；醋酸显酸性，在醋酸溶液中S、N、Br-、H+均不会发生反应，能大量共存，C项正确；硝酸银中的银离子会与氯离子反应生成沉 淀，不能大量共存，D项错误。
解析
3.(2021·天津卷)常温下，下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
A.pH=1的溶液：Fe2+、Mg2+、S、N
B.pH=12的溶液：K+、Na+、N、C
C.pH=7的溶液：Na+、Cu2+、S2-、Cl-
D.pH=7的溶液：Al3+、K+、Cl-、HC
pH=1的溶液中，N在酸性条件下会与Fe2+发生氧化还原反应，不能大量共存，A项错误；pH=12的溶液中，K+、Na+、N、C均不能发生反应，能大量共存，B项正确；pH=7的溶液中，Cu2+、S2-会发生反应生成沉淀，不能大量共存，C项错误；pH=7的溶液中，Al3+、HC会发生相互促进的水解反应，不能大量共存，D项错误。
解析
考向二　离子的检验和推断
4.(2022·广东卷)实验室进行粗盐提纯时，需除去Ca2+、Mg2+和
S，所用试剂包括BaCl2以及( )
A.Na2CO3、NaOH、HCl
B.Na2CO3、HCl、KOH
C.K2CO3、HNO3、NaOH
D.Na2CO3、NaOH、HNO3
粗盐的主要成分为NaCl。除去Ca2+选用C将其转化为沉淀，为了不引入新杂质，所加物质的阳离子为Na+，即选用Na2CO3除去Ca2+，同理可知，除去Mg2+需选用NaOH,除去S需选用BaCl2，因所加除杂试剂均过量，因此向粗盐样品中加入除杂试剂的顺序是BaCl2先于Na2CO3加入，利用Na2CO3除去Ca2+和多余的Ba2+，因Na2CO3、NaOH均过量，成为新杂质，需要过滤后向滤液中加入HCl至溶液中不再有气泡产生，以此除去Na2CO3、NaOH，然后将溶液蒸干得到较为纯净的食盐产品。
解析
5.(2022·重庆卷)下列操作中，不会影响溶液中K+、Al3+、Fe3+、
Ba2+、Cl-、N等离子大量共存的是( )
A.加入ZnSO4 B.加入Fe粉
C.通入NH3 D.通入CO2
向溶液中加入硫酸锌溶液，S会与Ba2+反应生成BaSO4沉淀，会影响溶液中离子的大量共存，A项不符合题意；向溶液中加入铁粉，Fe3+会与铁反应生成Fe2+，会影响溶液中离子的大量共存，B项不符合题意；向溶液中通入氨气，铝离子、铁离子会与氨水反应生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀，会影响溶液中离子的大量共存，C项不符合题意；向溶液中通入二氧化碳，二氧化碳与溶液中的离子不发生任何反应，不会影响溶液中离子的大量共存，D项符合题意。
解析
6. (2022·浙江卷6月)亚硝酸钠俗称“工业盐”，其外观、口感与食盐相似，人若误服会中毒。现将适量某样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液，分别取少量该溶液于试管中进行实验。下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
选项 方案设计 现象和结论
A 先加入少量KClO3溶液，再加AgNO3溶液和足量稀硝酸，振荡 若产生白色沉淀，则样品为亚硝酸钠
B 加到少量KMnO4溶液中，再加硫酸酸化，振荡 若溶液褪色，则样品为亚硝酸钠
C 先加到少量FeCl2溶液中，再加入稀盐酸酸化，振荡 若溶液变黄色，则样品为亚硝酸钠
D 先加入少量Na2SO3溶液，再加入BaCl2溶液和稀硝酸，振荡 若产生白色沉淀，则样品为亚硝酸钠
酸性条件下KClO3能被NaNO2还原生成Cl-，加入AgNO3溶液和稀硝酸后生成白色沉淀，Cl-可能是KClO3被还原得到的，也可能是NaCl中的，所以根据实验现象不能确定样品为NaNO2，A项错 误；氯化钠电离出的氯离子也可以被酸性高锰酸钾氧化而使其褪色，B项错误；Fe2+能被N氧化为Fe3+，导致溶液呈黄色，根据实验现象可知，样品为NaNO2，C项正确；稀硝酸可以把亚硫酸 根离子氧化为硫酸根离子，再加入氯化钡可以生成硫酸钡白色沉淀，D项错误。
解析课时微练(三)　离子反应的应用
　
基础训练
1.某溶液含有K+、Fe3+、S、C、I-中的几种。取样,滴加KSCN溶液后显红色。为确定该溶液的组成,还需检验的离子是(　　)
A.K+ B.I-
C.S D.C
2.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.在新制饱和氯水中:N、Na+、S、S
B.在能使酚酞变红的溶液中:K+、C、ClO-、Cl-
C.在加入铝粉能产生H2的溶液中:Fe2+、Na+、S、N
D.在水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、K+、C、[Al(OH)4]-
3.某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解;②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。该白色粉末可能为(　　)
A.NaHCO3、Al(OH)3 　B.AgCl、NaHCO3
C.Na2SO3、BaCO3 　D.Na2CO3、CuSO4
4.(2025·重庆模拟)常温下,下列各组离子在给定溶液中可能大量共存的是(　　)
A.在酸性溶液中:Fe2+、Mg2+、S、N
B.0.1 mol/L NaClO溶液:H+、K+、S、Cl-
C.能使酚酞变红的溶液中:Na+、Al3+、HC、S
D.加入铝片产生H2的溶液中:Na+、Ba2+、CH3COO-、N
5.符合如图所示条件的离子组是(　　)
A.Ba2+、Mg2+、N、C
B.H+、Ba2+、Al3+、Cl-
C.K+、Ba2+、Cl-、HC
D.N、Ba2+、Fe2+、Cl-
6.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.澄清透明的溶液中:Na+、H+、Mn、OH-
B.=1×1012的溶液中:K+、Na+、C、[Al(OH)4]-
C.0.1 mol·L-1 FeCl3溶液:K+、N、I-、SCN-
D.能使甲基橙变红的溶液中:Na+、Ca2+、S2-、C
7.某固体混合物中可能含有K+、Na+、Cl-、C、S等离子,将该固体溶解所得到的溶液进行如下实验:
下列说法正确的是(　　)
A.该混合物一定是K2CO3和NaCl
B.该混合物可能是Na2CO3和KCl
C.该混合物可能是Na2SO4和Na2CO3
D.该混合物一定是Na2CO3和NaCl
能力训练
8.(2025·马鞍山统考)某溶液仅由N、Cl-、S、C、N、Fe3+、Al3+和K+中的若干种离子组成,且各离子浓度相等,取适量溶液进行如下实验:
①取该溶液加入过量NaOH溶液,加热,产生无色气体;
②将①过滤、洗涤、灼烧,得到固体a;
③向上述滤液中加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀。
根据以上实验,下列推断错误的是(　　)
A.根据操作①,推断一定存在N
B.②中固体a为氧化铁
C.原溶液中一定不存在C、Al3+,可能含有K+
D.说明原溶液中一定存在N、Cl-、S、N、Fe3+
9.Ⅰ.镉具有毒性,长期过量接触镉会引起慢性中毒,影响人体肾功能。
目前,对于含镉(主要含Cd2+)废水的处理主要采用沉淀法等化学方法。
(1)目前,沉淀法是处理含镉废水的一种主要方法。该方法是在含镉的工业废水中投入消石灰,使Cd2+形成难溶的Cd(OH)2沉淀而除去。写出相应的离子方程式:________________________________。
(2)除去镉离子的另一方法是还原法。利用置换反应,加入铁等金属单质,将Cd2+从废水体系中还原出来,然后分离即可。写出该过程的离子方程式:________________________________。
(3)已知甲同学取一定量含镉的工业废水检测,发现溶液呈碱性。乙同学指出甲同学的检测不对。他的理由是________________________________________________________________________。
Ⅱ.某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Fe3+和Cu2+。为了减少污染并变废为宝,工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜。实验室模拟该工业流程如图所示:
(4)检验废水中的Fe2+,实验室中用酸性KMnO4溶液,发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(5)加入过量物质1后,发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
10.在废水处理、粗盐提纯等过程中通常会涉及离子检验、除杂等过程。
(1)某工厂废水只含Na+、K+、Cu2+、Ba2+、Mg2+、OH-、C中的若干种。实验小组对废水进行了检测:
步骤1:对废水进行观察,废水为无色澄清液体。
步骤2:取少量废水,向水样中加入过量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,静置。
步骤3:取少量步骤2所得上层清液,向其中滴加酚酞,溶液变红。
①由步骤1可得的结论是____________________________________。
②步骤2中所发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
③实验中不能确定是否存在的离子是____________。
④设计实验方案对溶液中还未能确定的离子进行检测,方法是____________________________________________________________________________________________________________。
(2)某粗盐溶液经检测其中含有的杂质离子是Ca2+、Mg2+、Br-、S。实验小组经过下列实验过程最终获得NaCl晶体:步骤1为向溶液中加入试剂除去Ca2+、Mg2+和S,过滤,向滤液中加入盐酸至无气泡产生。步骤2为向步骤1所得溶液中通入适量的气体X,充分反应后加入CCl4,振荡后分液。步骤3为将步骤2所得水层蒸发结晶。
①按使用顺序写出步骤1所用试剂的化学式: ________________________。
②步骤2中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
课时微练(三)　离子反应的应用
1.A　解析　能反应的离子不共存,电解质溶液呈电中性;取样,滴加KSCN溶液后显红色,则溶液中含有Fe3+,Fe3+与C会发生相互促进的水解反应而不共存,I-与Fe3+发生氧化还原反应而不共存,则阴离子只有S,电解质溶液呈电中性,故溶液中一定有S,为确定该溶液的组成,还需检验的离子只有K+。故选A。
2.B　解析　在新制饱和氯水中存在强氧化性物质HClO和Cl2,均能氧化S,A项不符合题意;在能使酚酞变红的溶液中存在大量的OH-,与K+、C、ClO-、Cl-之间均不反应,能够大量共存,B项符合题意;加入铝粉能产生H2的溶液可能是强酸性溶液也可能是强碱性溶液,碱性时OH-与Fe2+反应生成Fe(OH)2沉淀,酸性时H+、N和Fe2+会发生氧化还原反应而不能大量共存,C项不符合题意;水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液可能是酸性溶液也可能是碱性溶液,若为酸性,则H+与C、[Al(OH)4]-反应,不能够大量共存,D项不符合题意。
3.C　解析　NaHCO3、Al(OH)3中加入足量稀硫酸有气泡产生,生成硫酸钠、硫酸铝、二氧化碳和水,最终无固体存在,A项错误;AgCl不溶于酸,固体不能全部溶解,B项错误;亚硫酸钠和碳酸钡中加入水,碳酸钡不溶于水,使得部分固体不溶解,加入稀盐酸,碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水,固体全部溶解,再取少量样品加入足量稀硫酸,稀硫酸和碳酸钡反应生成硫酸钡沉淀、二氧化碳和水,符合题意,C项正确;Na2CO3、CuSO4中加入足量稀硫酸,振荡后无固体存在,D项错误。
4.D　解析　在酸性溶液中Fe2+、N之间发生氧化还原反应,不能大量共存,A项不符合题意;0.1 mol/L NaClO溶液中ClO-、H+、Cl-发生氧化还原反应生成氯气,ClO-、S也发生氧化还原反应,不能大量共存,B项不符合题意;能使酚酞变红的溶液显碱性,Al3+、HC均与氢氧根离子反应,不能大量共存,C项不符合题意;加入铝片产生H2的溶液如果显碱性,Na+、Ba2+、CH3COO-、N之间不反应,可以大量共存,D项符合题意。
5.C　解析　B、C、D三项中的离子能大量共存,A项中的离子不能大量共存。B项,加少量稀硫酸因生成BaSO4而有白色沉淀,但加入过量NaOH溶液时,溶液中无白色沉淀产生,不符合题意;C项,加入少量稀硫酸时产生BaSO4沉淀,加入过量NaOH溶液时产生BaCO3沉淀,符合题意;D项,加入稀硫酸时产生BaSO4沉淀,但加入过量NaOH溶液时,因生成的Fe(OH)2很快被氧化,最终看不到白色沉淀,不符合题意。
6.B　解析　H+和OH-无法大量共存,A项错误;=1×1012的溶液显碱性,K+、Na+、C、[Al(OH)4]-、OH-之间不反应,一定能大量共存,B项正确;Fe3+和SCN-反应生成Fe(SCN)3,不能大量共存,Fe3+和I-能发生氧化还原反应,也不能大量共存,C项错误;能使甲基橙变红的溶液显酸性,H+和S2-、C均不能大量共存,Ca2+、C也不共存,D项错误。
7.B　解析　加入过量硝酸钡后产生的白色沉淀溶于过量盐酸,说明有C无S,溶液加入AgNO3/HNO3产生白色沉淀说明有Cl-,焰色试验显黄色说明有Na+,但不能确定是否含有K+。故选B。
8.C　解析　加入过量的碱产生的气体为NH3,溶液中有N。信息②知加入过量的碱产生了沉淀Fe(OH)3,溶液中有Fe3+,C与Fe3+会发生相互促进的水解反应不能共存,则溶液中不存在C。信息③知溶液中有S。由分析知溶液中一定有N,A项正确;Fe(OH)3受热分解为Fe2O3,B项正确;溶液中一定有N 和Fe3+而阴离子有S,又溶液中各离子浓度相同,溶液中电荷不守恒,所以一定还有Cl-和N。溶液中这五种离子刚好电荷守恒,所以一定不存在C和Al3+、K+,C项错误,D项正确。
9.答案　Ⅰ.(1)Cd2++Ca(OH)2===Cd(OH)2+Ca2+　(2)Fe+Cd2+===Fe2++Cd　(3)如果溶液呈碱性,则含有OH-,OH-会与Cd2+反应生成Cd(OH)2沉淀,所以含有镉离子的工业废水不可能为碱性
Ⅱ.(4)5Fe2++Mn+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O
(5)Fe+2Fe3+===3Fe2+、Cu2++Fe===Cu+Fe2+
解析　Ⅰ.(1)利用镉离子与氢氧根离子反应生成难溶的Cd(OH)2沉淀。(2)利用置换反应,然后写出离子方程式。Ⅱ.(4)亚铁离子能与高锰酸钾发生氧化还原反应,反应的离子方程式为5Fe2++Mn+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。(5)含有铁离子、铜离子,加入过量铁后,发生反应的离子方程式为Fe+2Fe3+===3Fe2+、Cu2++Fe===Cu+Fe2+。
10.答案　(1)①废水中不存在Cu2+　②C+Ba2+===BaCO3↓　③Na+、K+　④用洁净的铂丝(或铁丝)蘸取废水,在无色火焰上灼烧,若火焰为黄色,则含有Na+,再透过蓝色钴玻璃继续观察,若火焰为紫色,则含有K+　(2)①NaOH、BaCl2、Na2CO3(或BaCl2、Na2CO3、NaOH或BaCl2、NaOH、Na2CO3)　②Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
解析　(1)废水中Mg2+与C、OH-不能共存,Ba2+与C不能大量共存;由步骤1可知废水为无色澄清液体,则废水中一定不含Cu2+,由步骤2可知,加入过量BaCl2溶液有白色沉淀生成,则沉淀为碳酸钡沉淀,则废水中一定含有C,一定不含Ba2+和Mg2+,由步骤3可知,滴加酚酞,溶液变红,说明废水显碱性,则废水中一定含有OH-,废水中不能确定是否含有Na+和K+。①由分析可知步骤1可得的结论是废水中不存在Cu2+。②由分析可知步骤2中Ba2+与C反应生成碳酸钡沉淀,反应的离子方程式为C+Ba2+===BaCO3↓。③由分析可知实验中不能确定是否存在的离子是Na+、K+。④溶液中还未能确定的离子为Na+、K+,检验Na+、K+通常使用焰色试验,方法是用洁净的铂丝(或铁丝)蘸取废水,在无色火焰上灼烧,若火焰为黄色,则含有Na+,再透过蓝色钴玻璃继续观察,若火焰为紫色,则含有K+。(2)要先用BaCl2除S,然后再用Na2CO3除Ca2+,Na2CO3还可以除去过量的Ba2+,所以Na2CO3一定加在BaCl2的后面,如果加反了,过量的Ba2+就没法除去,至于加NaOH除去Mg2+的顺序不受限制,因为过量的NaOH可以通过加入HCl调节,只要将三种离子除完、过滤,最后加盐酸除去过量的氢氧根离子、碳酸根离子。①由分析可知,步骤1中按使用顺序所用试剂的化学式为NaOH、BaCl2、Na2CO3(或BaCl2、Na2CO3、NaOH或BaCl2、NaOH、Na2CO3)。②粗盐溶液中含有Br-,可以通入适量的氯气,氯气与Br-发生氧化还原反应生成Br2,反应的离子方程式为Cl2+2Br-===Br2+2Cl-,反应后加入CCl4,振荡后分液。(共29张PPT)
课时微练(三)
离子反应的应用
1.某溶液含有K+、Fe3+、S、C、I-中的几种。取样，滴加KSCN溶液后显红色。为确定该溶液的组成，还需检验的离子是( )
A.K+　　　 B.I-　　　
C.S　　　 D.C
基础训练
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能反应的离子不共存，电解质溶液呈电中性；取样，滴加KSCN溶液后显红色，则溶液中含有Fe3+，Fe3+与C会发生相互促进的水解反应而不共存，I-与Fe3+发生氧化还原反应而不共存，则阴离子只有S，电解质溶液呈电中性，故溶液中一定有S，为确定该溶液的组成，还需检验的离子只有K+。故选A。
解析
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2.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.在新制饱和氯水中：N、Na+、S、S
B.在能使酚酞变红的溶液中：K+、C、ClO-、Cl-
C.在加入铝粉能产生H2的溶液中：Fe2+、Na+、S、N
D.在水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中：Na+、K+、
C、[Al(OH)4]-
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在新制饱和氯水中存在强氧化性物质HClO和Cl2，均能氧化S，A项不符合题意；在能使酚酞变红的溶液中存在大量的OH-，与
K+、C、ClO-、Cl-之间均不反应，能够大量共存，B项符合题意；加入铝粉能产生H2的溶液可能是强酸性溶液也可能是强碱性溶液，碱性时OH-与Fe2+反应生成Fe(OH)2沉淀，酸性时H+、N和Fe2+会发生氧化还原反应而不能大量共存，C项不符合题意；水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液可能是酸性溶液也可能是碱性溶液，若为酸性，则H+与C、[Al(OH)4]-反应，不能够大量共存，D项不符合题意。
解析
3.某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产 生，振荡后仍有固体存在。该白色粉末可能为( )
A.NaHCO3、Al(OH)3 　 B.AgCl、NaHCO3
C.Na2SO3、BaCO3 　 D.Na2CO3、CuSO4
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NaHCO3、Al(OH)3中加入足量稀硫酸有气泡产生，生成硫酸钠、硫酸铝、二氧化碳和水，最终无固体存在，A项错误；AgCl不溶于酸，固体不能全部溶解，B项错误；亚硫酸钠和碳酸钡中加入水，碳酸钡不溶于水，使得部分固体不溶解，加入稀盐酸，碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水，固体全部溶解，再取少量样品加入足量稀硫酸，稀硫酸和碳酸钡反应生成硫酸钡沉 淀、二氧化碳和水，符合题意，C项正确；Na2CO3、CuSO4中加入足量稀硫酸，振荡后无固体存在，D项错误。
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4.(2025·重庆模拟)常温下，下列各组离子在给定溶液中可能大量共存的是( )
A.在酸性溶液中：Fe2+、Mg2+、S、N
B.0.1 mol/L NaClO溶液：H+、K+、S、Cl-
C.能使酚酞变红的溶液中：Na+、Al3+、HC、S
D.加入铝片产生H2的溶液中：Na+、Ba2+、CH3COO-、N
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在酸性溶液中Fe2+、N之间发生氧化还原反应,不能大量共存，A项不符合题意；0.1 mol/L NaClO溶液中ClO-、H+、Cl-发生氧化还原反应生成氯气，ClO-、S也发生氧化还原反应，不能大量共存，B项不符合题意；能使酚酞变红的溶液显碱性，Al3+、HC均与氢氧根离子反应，不能大量共存，C项不符合题意；加入铝片产生H2的溶液如果显碱性，Na+、Ba2+、CH3COO-、N之间不反应，可以大量共存，D项符合题意。
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5.符合如图所示条件的离子组是( )

A.Ba2+、Mg2+、N、C B.H+、Ba2+、Al3+、Cl-
C.K+、Ba2+、Cl-、HC D.N、Ba2+、Fe2+、Cl-
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B、C、D三项中的离子能大量共存，A项中的离子不能大量共 存。B项，加少量稀硫酸因生成BaSO4而有白色沉淀，但加入过量NaOH溶液时，溶液中无白色沉淀产生，不符合题意；C项，加入少量稀硫酸时产生BaSO4沉淀，加入过量NaOH溶液时产生BaCO3沉淀，符合题意；D项，加入稀硫酸时产生BaSO4沉淀，但加入过量NaOH溶液时，因生成的Fe(OH)2很快被氧化，最终看不到白色沉淀，不符合题意。
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6.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.澄清透明的溶液中：Na+、H+、Mn、OH-
B.=1×1012的溶液中：K+、Na+、C、[Al(OH)4]-
C.0.1 mol·L-1 FeCl3溶液：K+、N、I-、SCN-
D.能使甲基橙变红的溶液中：Na+、Ca2+、S2-、C
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H+和OH-无法大量共存，A项错误；=1×1012的溶液显碱 性，K+、Na+、C、[Al(OH)4]-、OH-之间不反应，一定能大量共存，B项正确；Fe3+和SCN-反应生成Fe(SCN)3，不能大量共存，Fe3+和I-能发生氧化还原反应，也不能大量共存，C项错误；能 使甲基橙变红的溶液显酸性，H+和S2-、C均不能大量共存，Ca2+、C也不共存，D项错误。
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7.某固体混合物中可能含有K+、
Na+、Cl-、C、S等离子，
将该固体溶解所得到的溶液进
行如下实验：
下列说法正确的是( )
A.该混合物一定是K2CO3和NaCl
B.该混合物可能是Na2CO3和KCl
C.该混合物可能是Na2SO4和Na2CO3
D.该混合物一定是Na2CO3和NaCl
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加入过量硝酸钡后产生的白色沉淀溶于过量盐酸，说明有C无S，溶液加入AgNO3/HNO3产生白色沉淀说明有Cl-，焰色试验显黄色说明有Na+，但不能确定是否含有K+。故选B。
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8.(2025·马鞍山统考)某溶液仅由N、Cl-、S、C、N、Fe3+、Al3+和K+中的若干种离子组成，且各离子浓度相等，取适量溶液进行如下实验：
①取该溶液加入过量NaOH溶液，加热，产生无色气体；
②将①过滤、洗涤、灼烧，得到固体a；
③向上述滤液中加足量BaCl2溶液，产生白色沉淀。
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根据以上实验，下列推断错误的是( )
A.根据操作①，推断一定存在N
B.②中固体a为氧化铁
C.原溶液中一定不存在C、Al3+，可能含有K+
D.说明原溶液中一定存在N、Cl-、S、N、Fe3+
加入过量的碱产生的气体为NH3，溶液中有N。信息②知加入过量的碱产生了沉淀Fe(OH)3，溶液中有Fe3+，C与Fe3+会发生相互促进的水解反应不能共存，则溶液中不存在C。信息③知溶液中有S。由分析知溶液中一定有N，A项正确；Fe(OH)3受热分解为Fe2O3，B项正确；溶液中一定有N 和Fe3+而阴离子有S，又溶液中各离子浓度相同，溶液中电荷不守恒，所以一定还有Cl-和N。溶液中这五种离子刚好电荷守恒，所以一定不存在C和Al3+、K+，C项错误，D项正确。
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9.Ⅰ.镉具有毒性，长期过量接触镉会引起慢性中毒，影响人体肾功 能。
目前，对于含镉(主要含Cd2+)废水的处理主要采用沉淀法等化学方 法。
(1)目前，沉淀法是处理含镉废水的一种主要方法。该方法是在含镉的工业废水中投入消石灰，使Cd2+形成难溶的Cd(OH)2沉淀而除去。写出相应的离子方程式： 。
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Cd2++Ca(OH)2===Cd(OH)2+Ca2+
(2)除去镉离子的另一方法是还原法。利用置换反应，加入铁等金属单质，将Cd2+从废水体系中还原出来，然后分离即可。写出该过程的离子方程式： 。
(3)已知甲同学取一定量含镉的工业废水检测，发现溶液呈碱性。乙同学指出甲同学的检测不对。他的理由是_______________________
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Fe+Cd2+===Fe2++Cd
如果溶液呈碱性，则含有OH-，OH-会与Cd2+反应生成Cd(OH)2沉淀，所以含有镉离子的工业废水不可能为碱性
Ⅱ.某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Fe3+和Cu2+。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属 铜。实验室模拟该工业流程如图所示：
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(4)检验废水中的Fe2+，实验室中用酸性KMnO4溶液，发生反应的离子方程式为 。
(5)加入过量物质1后，发生反应的离子方程式为
。
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5Fe2++Mn+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O
Fe+2Fe3+===3Fe2+、Cu2++Fe===Cu+Fe2+
Ⅰ.(1)利用镉离子与氢氧根离子反应生成难溶的Cd(OH)2沉淀。(2)利用置换反应，然后写出离子方程式。Ⅱ.(4)亚铁离子能与高锰酸钾发生氧化还原反应，反应的离子方程式为5Fe2++Mn+8H+=== 5Fe3++Mn2++4H2O。(5)含有铁离子、铜离子，加入过量铁后，发生反应的离子方程式为Fe+2Fe3+===3Fe2+、Cu2++Fe===Cu+Fe2+。
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10.在废水处理、粗盐提纯等过程中通常会涉及离子检验、除杂等过程。
(1)某工厂废水只含Na+、K+、Cu2+、Ba2+、Mg2+、OH-、C中的若干种。实验小组对废水进行了检测：
步骤1：对废水进行观察，废水为无色澄清液体。
步骤2：取少量废水，向水样中加入过量BaCl2溶液，有白色沉淀生 成，静置。
步骤3：取少量步骤2所得上层清液，向其中滴加酚酞，溶液变红。
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①由步骤1可得的结论是___________________。
②步骤2中所发生反应的离子方程式为_______________________。
③实验中不能确定是否存在的离子是 __________。
④设计实验方案对溶液中还未能确定的离子进行检测，方法是
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废水中不存在Cu2+
C+Ba2+===BaCO3↓
Na+、K+
用洁净的铂丝(或铁丝)蘸取废水，在无色火焰上灼烧，若火焰为黄色，则含有Na+，再透过蓝色钴玻璃继续观察，若火焰为紫色，则含有K+
(2)某粗盐溶液经检测其中含有的杂质离子是Ca2+、Mg2+、Br-、 S。实验小组经过下列实验过程最终获得NaCl晶体：步骤1为向溶液中加入试剂除去Ca2+、Mg2+和S，过滤，向滤液中加入盐酸至无气泡产生。步骤2为向步骤1所得溶液中通入适量的气体X，充分反应后加入CCl4，振荡后分液。步骤3为将步骤2所得水层蒸发结晶。
①按使用顺序写出步骤1所用试剂的化学式： ________________________
_____________________________________________________________________。
②步骤2中发生反应的离子方程式为 ________________________。
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NaOH、BaCl2、Na2CO3(或BaCl2、Na2CO3、NaOH或BaCl2、NaOH、Na2CO3)
Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
(1)废水中Mg2+与C、OH-不能共存，Ba2+与C不能大量共 存；由步骤1可知废水为无色澄清液体，则废水中一定不含Cu2+，由步骤2可知，加入过量BaCl2溶液有白色沉淀生成，则沉淀为碳酸钡沉淀，则废水中一定含有C，一定不含Ba2+和Mg2+，由步骤3可知，滴加酚酞，溶液变红，说明废水显碱性，则废水中一定含有OH-，废水中不能确定是否含有Na+和K+。①由分析可知步骤1可得的结论是废水中不存在Cu2+。②由分析可知步骤2中Ba2+与
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C反应生成碳酸钡沉淀，反应的离子方程式为C+Ba2+=== BaCO3↓。③由分析可知实验中不能确定是否存在的离子是Na+、K+。④溶液中还未能确定的离子为Na+、K+，检验Na+、K+通常使用焰色试验，方法是用洁净的铂丝(或铁丝)蘸取废水，在无色火焰上灼烧，若火焰为黄色，则含有Na+，再透过蓝色钴玻璃继续观察，若火焰为紫色，则含有K+。(2)要先用BaCl2除S，然后再用Na2CO3除Ca2+，Na2CO3还可以除去过量的Ba2+，所以Na2CO3一定加在BaCl2的后面，如果加反了，过量的Ba2+就没法除去，至于
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加NaOH除去Mg2+的顺序不受限制，因为过量的NaOH可以通过加入HCl调节，只要将三种离子除完、过滤，最后加盐酸除去过量的氢氧根离子、碳酸根离子。①由分析可知，步骤1中按使用顺序所用试剂的化学式为NaOH、BaCl2、Na2CO3(或BaCl2、Na2CO3、NaOH或BaCl2、NaOH、Na2CO3)。②粗盐溶液中含有Br-，可以通入适量的氯气，氯气与Br-发生氧化还原反应生成Br2，反应的离子方程式为Cl2+2Br-===Br2+2Cl-，反应后加入CCl4，振荡后分液。
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