2024–2025學(xué)年高一化學(xué)必修第一冊同步學(xué)與練（人教版）第05課 離子反應(yīng)的應(yīng)用-離子共存與推斷（解析版）

第5課離子反應(yīng)的應(yīng)用——離子共存與推斷001學(xué)習(xí)目標1．能根據(jù)常見離子的性質(zhì)，判斷在給定條件下離子能否大量共存。2．能根據(jù)常見離子的性質(zhì)，推斷離子的存在。002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)自主梳理判斷以下各組離子在溶液中能否大量共存：離子組能否大量共存Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、Ca2＋、NO－、Cl－、CO2－H＋、K＋、NHeq\o\al(＋,4)、CO2－、SO2－、Cl－、NO－K＋、NHeq\o\al(＋,4)、Na＋、NO－、OH－、SO2－、Cl－【答案】離子組能否大量共存Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、Ca2＋、NO－、Cl－、CO2－Ca2＋與CO2－反應(yīng)生成CaCO3沉淀，不能大量共存H＋、K＋、NHeq\o\al(＋,4)、CO2－、SO2－、Cl－、NO－H＋與CO2－反應(yīng)生成CO2氣體，不能大量共存K＋、NHeq\o\al(＋,4)、Na＋、NO－、OH－、SO2－、Cl－NHeq\o\al(＋,4)與OH－反應(yīng)生成難電離的NH3·H2O，不能大量共存預(yù)習(xí)檢測1．（2022年北京市豐臺區(qū)期中）某工業(yè)廢水中含有大量的H＋、Cu2＋、Cl－、SO2－。下列離子中，可能大量存在于該廢水中的是A．Na＋ B．OH－ C．HCO－ D．Ag＋【答案】A【解析】A項，Na＋與H＋、Cu2＋、Cl－、SO2－大量共存，因此能存在該廢水中，符合題意；B項，OH－與H＋反應(yīng)生成水，OH－與Cu2＋生成沉淀，因此不能存在該廢水中，不符合題意；C項，HCO－與H＋反應(yīng)生成二氧化碳和水，因此不能存在該廢水中，不符合題意；D項，Ag＋與Cl－、SO2－都會生成沉淀，因此不能存在該廢水中，不符合題意。2．（2022年湖北省期中）某溶液中存在大量的H＋、SO2－、Cl－，該溶液中還可能大量存在的離子是A．OH－ B．NO－ C．Ag＋ D．Ba2＋【答案】B【解析】A項，H＋、OH－能夠反應(yīng)生成水，不能大量共存，不符合題意；B．NO－與H＋、SO2－、Cl－離子之間都不反應(yīng)，可大量共存，符合題意；C項，Ag＋、Cl－能夠結(jié)合生成沉淀，不能大量共存，不符合題意；D項，SO2－、Ba2＋能夠結(jié)合生成沉淀，不能大量共存，不符合題意。3．（2022年北京交通大學(xué)附屬中學(xué)期中）在強酸性的無色溶液中，能夠大量共存的離子組是A．Cu2＋、Cl－、Ba2＋、Na＋ B．K＋、CO2－、Na＋、Cl－C．K＋、Ba2＋、OH－、NO－ D．Mg2＋、Na＋、Cl－、SO2－【答案】D【解析】A項，Cu2＋在溶液中為淡藍色，則無色溶液中不可能含有銅離子，錯誤；B項，在強酸性的無色溶液中，CO2－與H＋反應(yīng)，不能大量共存，錯誤；C項，在強酸性的無色溶液中，OH－與H＋反應(yīng)，不能大量共存，錯誤；D項，在強酸性的無色溶液中，Mg2＋、Na＋、Cl－、SO2－四種離子不能發(fā)生任何反應(yīng)，能大量共存，正確。4．（2023年福建省寧德市上學(xué)期期中）下列各組離子中可以大量共存的是A．Mg2＋、K＋、NO－、OH－ B．Fe3＋、Na＋、OH－、HCO－C．Ba2＋、Na＋、Cl－、NO－ D．Ba2＋、Ca2＋、I－、CO2－【答案】C【解析】A項，Mg2＋與OH－會發(fā)生反應(yīng)生成沉淀，不能大量共存，不符合題意；B項，F(xiàn)e3＋與OH－發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，OH－與HCO－相互間也會反應(yīng)，不符合題意；C項，該組離子不反應(yīng)，能共存，符合題意；D項，Ba2＋會與CO2－發(fā)生反應(yīng)生成沉淀，不能大量共存，不符合題意。5．（2022年湖北省孝感市期中）在無色溶液中能大量共存的一組離子是A．NO－、SO2－、K＋、Cl－ B．Ag＋、OH－、Na＋、Cl－C．Cu2＋、Cl－、Na＋、Ca2＋ D．NO－、OH－、Mg2＋、Na＋【答案】A【解析】A項，NO－、SO2－、K＋、Cl－屬于無色離子，且離子之間不反應(yīng)，所以能大量共存，符合題意；B項，Ag＋和OH－能發(fā)生反應(yīng)，生成氫氧化銀沉淀，Ag＋和Cl－反應(yīng)生成白色沉淀，所以Ag＋、Cl－、OH－在溶液中不能大量共存，不符合題意；C項，Cu2＋為藍色溶液，不符合題意；D項，OH－和Mg2＋生成白色沉淀，所以O(shè)H－和Mg2＋不能大量共存，不符合題意。6．（2022年河南省新鄉(xiāng)市期中）在某強酸性的溶液中能大量共存且溶液為無色透明的離子組是A．Cu2＋、Na＋、Cl－、NO－ B．Na＋、K＋、CO2－、Cl－C．Na＋、Cl－、Ag＋、NO－ D．Na＋、Cl－、K＋、NO－【答案】D【解析】A項，在溶液中，Cu2＋呈藍色，不符合題意；B項，在某強酸性的溶液中，CO2－能與酸反應(yīng)，生成CO2和水，不符合題意；C項，在溶液中，Cl－、Ag＋會發(fā)生反應(yīng)，生成AgCl沉淀，不符合題意；D項，在某強酸性的溶液中，Na＋、Cl－、K＋、NO－能大量共存，且溶液呈無色，符合題意。?環(huán)節(jié)一離子共存情境材料在圖在圖(Ⅰ)所示的裝置中，燒杯中盛放的是Ba(OH)2溶液，當(dāng)從滴定管中逐漸加入H2SO4溶液時，溶液的導(dǎo)電性的變化趨勢如圖(Ⅱ)所示。問題探究1．導(dǎo)電性從大到小，后又增大的原因是什么？2．離子間在溶液中不能大量共存有哪幾種情況？1．Ba(OH)2溶液中的Ba2＋與OH－與滴入的硫酸溶液中的SO2－與H＋發(fā)生反應(yīng)生成BaSO4和H2O，離子濃度減少，溶液的導(dǎo)電性減少；后再繼續(xù)滴入硫酸溶液，離子濃度又增大，導(dǎo)電性又增強。2．由上分析可知：Ba2＋與SO2－生成BaSO4，離子間發(fā)生反應(yīng)生成沉淀，不能大量共存；H＋與OH－生成H2O，離子間發(fā)生反應(yīng)生成弱電解質(zhì)，不能大量共存；此外如離子間發(fā)生反應(yīng)生成氣體，也不能大量共存。要點歸納一、離子共存1．離子共存概念幾種離子在同一溶液中能大量共存，就是指離子之間不能發(fā)生離子反應(yīng)；若離子之間能發(fā)生離子反應(yīng)，則不能大量共存。離子不共存生成氣體H＋與CO2－、HCO－、SO2－、HSO－、S2－、HS－生成沉淀Ba2＋、Ca2＋與COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、SOeq\o\al(2－,3)等Ag＋與Cl－、Br－、I－、COeq\o\al(2－,3)等OH－與Mg2＋、Zn2＋、Ag＋、Al3＋、Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋生成弱電解質(zhì)H＋與CH3COO－、ClO－、SiO2－、F－OH－與NHeq\o\al(＋,4)、HCOeq\o\al(－,3)、HSOeq\o\al(－,3)、HS－、H2POeq\o\al(－,4)、HPOeq\o\al(2－,4)審題技巧注意判斷離子共存的情況“能、不能”，“一定、可能、一定不能”注意題干中提示的溶液酸堿性酸性溶液應(yīng)考慮H＋的存在，堿性溶液應(yīng)考慮OH－的存在注意題干中提示的溶液顏色溶液無色時，有色離子不能存在注意隱含條件無色透明不存在有色離子，如Cu2＋(藍色)、Fe3＋(棕黃色)、Fe2＋(淺綠色)、MnO－(紫紅色)酸性溶液①酸性溶液；②pH＜7的溶液；③使石蕊溶液變紅的溶液堿性溶液①堿性溶液；②pH＞7的溶液；③使石蕊溶液變藍的溶液或使無色酚酞變紅色的溶液透明溶液“透明”與溶液有無顏色無關(guān)，不能認為“有色”就不透明。只要溶液不形成混濁或沉淀，即為透明溶液。如：NaCl溶液、KOH溶液為無色透明溶液，CuSO4溶液、FeCl3溶液是有色透明溶液。典例精講【例1】（2023年北京豐臺區(qū)期中）下列各組中的離子，能在溶液中大量共存的是A．H＋、K＋、NO－、CO2－ B．Ag＋、Na＋、Cl－、NO－C．K＋、Mg2＋、Cl－、SO2－ D．H＋、K＋、Cl－、OH－【答案】C【解析】A項，氫離子和碳酸根離子生成水和二氧化碳，不共存，錯誤；B項，銀離子和氯離子生成氯化銀沉淀，不共存，錯誤；C項，K＋、Mg2＋、Cl－、SO2－相互不反應(yīng)，能共存，正確；D項，氫離子和氫氧根離子生成水，不能共存，錯誤?！纠?】（2022年廣東潮州潮安區(qū)期末）下列各組離子在水溶液中一定能大量共存的是A．含有大量Ba2＋的溶液中：Cl－、K＋、SO2－、CO2－B．含有大量Na＋溶液中：H＋、K＋、NO－、SO2－C．含有大量OH－的溶液中：Al3＋、NO－、SO2－、CO2－D．含有大量H＋的溶液中：Al3＋、Na＋、SO2－、HCO－【答案】B【解析】A項，鋇離子和硫酸根離子或碳酸根離子反應(yīng)生成沉淀，不能大量共存，錯誤；B項，四種離子都不反應(yīng)，能大量共存，正確；C項，鋁離子和氫氧根離子或碳酸根離子反應(yīng)不能共存，錯誤；D項，氫離子和碳酸氫根離子反應(yīng)不能共存，錯誤。【例3】（2022年四川省成都區(qū)期中改編）下列各組離子在給定條件下一定能大量共存的是A．無色溶液：Na＋、Cu2＋、Cl?、QUOTENO3?NO－B．加入鋅生成氫氣的溶液：NHeq\o\al(＋,4)、Fe3＋、CO2－QUOTECO32?、SO2－C．遇酚酞變紅的溶液：Na＋、K＋、SO2－、NO－QUOTENO3?D．pH＞7的溶液：K＋、H＋、SO2－、NO－【答案】C【解析】A項，Cu2＋為藍色，不符合題意；B項，加入鋅生成氫氣的溶液顯酸性，CO2－不能大量存在，不符合題意；C項，遇酚酞變紅的溶液顯堿性，OH－及Na＋、K＋、SO2－、NO－各離子間均不會發(fā)生反應(yīng)，能大量共存，符合題意；D項，pH＞7的溶液顯堿性，H＋不能大量存在，不符合題意。?環(huán)節(jié)二離子推斷情境材料某工廠排放的工業(yè)廢水中可能含有某工廠排放的工業(yè)廢水中可能含有K＋、H＋、Mg2＋、SO2－、Cl－、NO－等離子。經(jīng)檢測廢水呈明顯的堿性。問題探究確定該廠廢水中肯定不含有的離子是___________?！敬鸢浮縃＋、Mg2＋【解析】某工廠排放的工業(yè)廢水中經(jīng)檢測廢水呈明顯的堿性，說明含有大量OH－，由于H＋與OH－會反應(yīng)產(chǎn)生弱電解質(zhì)H2O，不能大量共存；OH－與Mg2＋會形成Mg(OH)2沉淀，也不能大量共存，因此該溶液中離子H＋、Mg2＋不能大量存在，故答案是H＋、Mg2＋。要點歸納二、離子推斷1．離子推斷的一般解題思路為：根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷一定含有的離子→根據(jù)離子共存判斷一定不含有的離子→可能含有的離子。2．離子推斷的“常用原則”①肯定性原則：據(jù)現(xiàn)象推斷肯定存在或肯定不存在的離子。②互斥性原則：如溶液中含有Ba2＋，則不存在大量的COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)。③進出性原則：要注意所加試劑引入什么離子，是否造成干擾。④守恒原則(電中性原則)：陽離子和陰離子同時存在于溶液中且正負電荷總量相等。（1）注意操作過程中上一步中所加的試劑的離子，是否會對后續(xù)實驗產(chǎn)生影響。（2）若某種離子無法確定，可利用電荷守恒來確定該離子是否存在。典例精講【例4】（2022年山西省名校期末）在甲、乙兩燒杯溶液中，含有大量的Fe3＋、K＋、H＋、SO2－、CO2－、OH－等6種離子。已知甲燒杯的溶液顯黃色，則乙燒杯的溶液中大量存在的離子是A．Fe3＋、H＋、SO2－ B．CO2－、OH－、SO2－C．K＋、OH－、CO2－ D．H＋、K＋、SO2－【答案】C【解析】已知甲燒杯的溶液顯黃色，說明存在Fe3＋，則與Fe3＋能夠發(fā)生反應(yīng)的CO2－、OH－在甲燒杯中肯定不存在，而存在于乙燒杯中。由溶液呈電中性可知，甲中必須存在陰離子SO2－；而H＋與CO2－、OH－會發(fā)生反應(yīng)而不能共存，故H＋只能存在于甲燒杯中，所以乙燒杯的溶液中大量存在的離子有K＋、CO2－、OH－，故合理選項是C項?！纠?】（2022年山西省晉城市高平市期中）某無色溶液只含有下列離子中的若干種：H＋、Na＋、Cu2＋、Ba2＋、Al3＋、CO2－、Cl－、OH－。向該溶液中加入鐵粉，有氣體生成，則原溶液中能大量存在的離子最多有A．3種 B．4種 C．5種 D．6種【答案】C【解析】無色溶液中不可能大量存在Cu2＋，向該溶液中加入鐵粉，有氣體生成，說明含有大量H＋，則一定不能大量存在CO2－、OH－，所以原溶液中能大量存在的離子最多有H＋、Na＋、Ba2＋、Al3＋、Cl－，共計是5種。答案選C項。004課堂總結(jié)一、溶液中的離子，如能形成沉淀、氣體、弱電解質(zhì)，則在溶液中不能大量共存。解題時，要關(guān)注試題的前提設(shè)置，如強酸性、強堿性、無色溶液等。二、離子的推斷：一是根據(jù)現(xiàn)象直接判斷某離子存在或不存在，二是根據(jù)確定存在的離子，再判斷其它離子能否存在。00503強化訓(xùn)練1．（2022年江蘇省徐州市第七中學(xué)期中）在含有大量H＋、Ca2＋、Cl－的溶液中，還可能大量共存的離子是A．OH－ B．CO2－ C．Ag＋ D．Mg2＋【答案】D【解析】A項，OH－與H＋會發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生H2O而不能大量共存，不符合題意；B項，CO2－與Ca2＋會反應(yīng)產(chǎn)生CaCO3沉淀而不能大量共存，不符合題意；C項，Ag＋與Cl－會發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生AgCl沉淀而不能大量共存，不符合題意；D項，Mg2＋與選項離子之間不能發(fā)生任何反應(yīng)，可以大量共存，符合題意。2．（2023年江蘇省海門中學(xué)期中）下列各組離子能在酸性的無色溶液中大量共存的是A．K＋、Na＋、SO2－、MnO－ B．Mg2＋、Cl－、Al3＋、NO－C．NHeq\o\al(＋,4)、Cl－、HCO－、NO－ D．Ca2＋、Na＋、Fe3＋、Br－【答案】B【解析】A項，無色溶液中不可能含有MnO－，錯誤；B項，Mg2＋、Cl－、Al3＋、NO－彼此間不發(fā)生離子反應(yīng)，溶液為無色，且能在酸性溶液中大量存在，正確；C項，HCO－在酸性溶液中不可能大量存在，故錯誤；D項，無色溶液中不可能含有Fe3＋，錯誤。3．（2023年廣東省中山市上學(xué)期期中）某無色透明的酸性溶液中能大量共存的是A．Na＋、Cu2＋、SO2－ B．K＋、HCO－、NO－C．NHeq\o\al(＋,4)、Na＋、Cl－ D．Mg2＋、Fe3＋、OH－【答案】C【解析】A項，Cu2＋在溶液中顯藍色，與無色透明溶液不相符，錯誤；B項，酸性溶液中不能大量存在HCO－，會反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳氣體，錯誤；C項，NHeq\o\al(＋,4)、Na＋、Cl－各離子及氫離子之間相互不反應(yīng)，且均無色，符合條件，正確；D項，Mg2＋、Fe3＋均能與OH－反應(yīng)生成沉淀而不能大量共存，且OH－與氫離子反應(yīng)生成水而不能大量存在于酸性溶液中，錯誤。4．（2022年黑龍江省大慶外國語學(xué)校期中）常溫時下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是A．澄清透明的溶液中：Cu2＋、Mg2＋、NO－、Cl－B．酸性溶液中：Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、CO2－、SO2－C．碳酸鈉溶液中：K＋、Ba2＋、Cl－、OH－D．強堿性溶液中：Na＋、HCO－、Cl－、NO－【答案】A【解析】A項，Cu2＋、Mg2＋、NO－、Cl－相互之間不發(fā)生反應(yīng)，且溶液澄清透明，可以大量共存，符合題意；B項，酸性溶液中含有H＋，H＋與CO2－反應(yīng)生成CO2和H2O而不能大量共存，不符合題意；C項，CO2－與Ba2＋反應(yīng)生成BaCO3沉淀而不能共存，不符合題意；D項，強堿性溶液中含有OH－，OH－與HCO－反應(yīng)生成CO2－和H2O而不能大量共存，不符合題意。5．（2022年貴州省畢節(jié)市第一次聯(lián)考）某老師做實驗的時候發(fā)現(xiàn)一未貼標簽的燒杯內(nèi)盛有無色透明的酸性溶液，該老師根據(jù)實驗記錄列出了溶液中可能存在的幾種離子組合，下列離子組合中合理的是A．Na＋、Ca2＋、CO2－、NO－ B．Na＋、Fe3＋、Cl－、NO－C．K＋、Ca2＋、Cl－、NO－ D．Ba2＋、K＋、OH－、NO－【答案】C【解析】A項，Ca2＋和CO2－形成沉淀，不能共存，錯誤；B項，含F(xiàn)e3＋是黃色溶液，不符合題意的無色溶液，錯誤；C項，四種離子之間不反應(yīng)，能共存，正確；D項，酸性溶液中H＋與OH－不能共存，錯誤。6．（2022年陜西省寶雞市金臺區(qū)期末）下列各組離子能大量共存的是A．無色溶液中：Na＋、Cu2＋、NO－、Cl－B．在pH＝4的溶液中：Na＋、K＋、OH－、Cl－C．在含Ba2＋的溶液中：H＋、Na＋、Cl﹣、SO2－D．與Fe反應(yīng)產(chǎn)生氣體的溶液：Na＋、K＋、Cl－、SO2－【答案】D【解析】A項，無色溶液不能含有有色離子，銅離子顯藍色，不符合題意；B項，pH＝4的溶液顯酸性，氫氧根不能大量存在，不符合題意；C項，Ba2＋與SO2－反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，不能大量共存，不符合題意；D項，與Fe反應(yīng)產(chǎn)生氣體的溶液顯酸性，Na＋、K＋、Cl﹣、SO2－在酸性溶液中相互間不會反應(yīng)，能大量共存，符合題意。7．（2022年福建漳州正興學(xué)校期中）下列各組離子一定能大量共存的是A．含有大量Ba2＋的溶液中：Cl－、K＋、SO2－B．含有大量H＋的溶液中：Na＋、OH－、CO2－C．含有大量Mg2＋的溶液中：K＋、Cl－、NO－D．含有大量OH－的溶液中：SO2－、Cu2＋、NHeq\o\al(＋,4)【答案】C【解析】A項，含有大量Ba2＋的溶液，Ba2＋與SO2－發(fā)生反應(yīng)，生成BaSO4沉淀，即Ba2＋＋SO2－BaSO4↓，該組離子不能大量共存，不符合題意；B項，含有大量H＋的溶液，H＋與OH－、CO2－分別發(fā)生反應(yīng)，即H＋＋OH－H2O，2H＋＋CO2－CO2↑＋H2O，該組離子不能大量共存，不符合題意；C項，含有大量Mg2＋的溶液，K＋、Cl－、NO－離子之間不發(fā)生反應(yīng)，能夠大量共存，符合題意；D項，含有大量OH－的溶液，OH－與Cu2＋、NHeq\o\al(＋,4)分別發(fā)生反應(yīng)，即Cu2＋＋2OH－Cu(OH)2↓，NHeq\o\al(＋,4)＋OH－NH3·H2O，該組離子不能大量共存，不符合題意。8．（2022年江蘇省鹽城市響水中學(xué)期中）室溫下，在強酸性和強堿性溶液中都能大量共存的離子組是A．Ba2＋、NO－、Cl－、HCO－ B．K＋、Na＋、Cl－、SO2－C．K＋、Na＋、CO2－、SO2－ D．Ba2＋、Fe2＋、Cl－、NO－【答案】B【解析】A項，HCO－與H＋、OH－都不能共存，錯誤；B項，K＋、Na＋、Cl－、SO2－在強酸性和強堿性溶液中都能大量共存，正確；C項，CO2－與H＋不能共存，錯誤；D項，F(xiàn)e2＋，NO－在酸性條件下會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e2＋與OH－不能共存，錯誤。9．（2022·河南鄭州中牟縣期中）下列各組離子在給定條件下能大量共存的是A．在酸性溶液中：NHeq\o\al(＋,4)、SO2－、CO2－、K＋B．含有大量SO2－的溶液中：Na＋、Ba2＋、Mg2＋、Br－C．透明的溶液中：Cu2＋、Cl－、Ba2＋、NO－D．使酚酞變紅的溶液中：Na＋、SO2－、Fe3＋、Cl－【答案】C【解析】A項，酸性溶液中存在大量氫離子，與CO2－不能大量共存，錯誤；B項，SO2－與