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第3 讲 离子反应的应用
1．下列各组离子能大量共存的是( )
A．Fe3＋、Na＋、SCN－、SO
B．K＋、Na＋、ClO－、I－
C．Al3＋、Ca2＋、HCO、NO
D．NH、Cu2＋、CH3COO－、NO
【答案】D
【解析】 Fe3＋和SCN－反应生成络合离子，不能大量共存，A 错误；ClO－、I－两者会发生氧化还原反应，
不能大量共存，B 错误；Al3＋和HCO 会发生相互促进的水解反应，不能大量共存，C 错误；四种离子相互
之间不反应，能大量共存，D 正确。
2．常温下，下列各组离子在指定条件下能大量共存的是（ ）
A．
溶液中：
、
、
、
B．
的溶液中：
、
、
、
C．
的溶液中：
、
、
、
D．与
反应能产生大量氢气的溶液中：
、
、
、
【答案】B
【解析】A.
与
会发生氧化还原反应，同时
和
还会发生络合反应，故
与
、
在溶液中均不能大量共存，故A 错误；
B.
的溶液显碱性，离子之间均不反应，可以大量共存，故B 正确；
C.
与
会结合生成碳酸钙沉淀，故不能大量共存，故C 错误；
D. 与
反应能产生大量氢气的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，但
既不能与H+大量共存，也不能
与OH-大量共存，故D 错误；
3．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
1
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A．由水电离出的H+浓度为1×10-9 mol/L 的溶液中：Al3+、
、Na+、Cl-
B．遇酚酞变红的溶液中：
、Na+、
、K+
C．c(
)=1mol/L 的溶液中：H+、Fe2+、Cl-、
D．pH=1 的溶液中：
、
、K+、Cl-
【答案】B
【解析】A. 水电离出的H+浓度为1×10-9mol/L 的溶液可酸可碱，碱性溶液中，Al3+与OH-反应生成Al(OH)3
的沉淀，不能共存，A 错误；
B. 遇酚酞变红的溶液为碱性溶液，
、Na+、
、K+均能共存，B 正确；
C. 酸性溶液中，
具有强氧化性，氧化Fe2+，不能共存，C 错误；
D. pH=1 的溶液为强酸性溶液，
与H+反应生成CO2和H2O，不能共存，D 错误；
4．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．使甲基橙变红色的溶液：Mg2+、 K+ 、
、
B．使酚酞变红色的溶液：Na+ 、Cu2+ 、
、
C．0.1 mol·L-1AgNO3溶液：H+ 、K+、
、 I－
D．1.0 mol·L-1的KNO3溶液：H+ 、Fe2+、 Cl－ 、
【答案】A
【解析】A．使甲基橙变红色的溶液呈酸性，Mg2+、 K+ 、
、
共存，故A 符合；
B．使酚酞变红色的溶液显碱性，与Cu2+反应生成氢氧化铜沉淀，与
反应生成碳酸根和水，故B
不符；
C．Ag＋可与I－、
生成白色沉淀，故C 不符；
2
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D．
与H+ 、
不能大量共存，故D 不符；
5．一瓶无色澄清的溶液，其中可能含有H＋、NH、Na＋、Al3＋、Fe3＋、I－、NO、CO、SO、AlO。取该溶
液进行以下实验：
①用pH 试纸检验，溶液呈强酸性 ②取溶液适量，加入少量CCl4和数滴新制氯水，振荡，CCl4层呈紫红
色 ③该溶液的焰色试验没有黄色；根据以上实验结果，下列推断正确的是( )
A．向该溶液中加入BaCl2溶液不一定能观察到白色沉淀
B．可以确定没有Na＋、Fe3＋、CO、AlO，不能确定是否有NO
C．该溶液可能是NH4NO3与HI 的混合
D．一定没有Al3＋、CO 和NO
【答案】A
【解析】不能确定是否含SO，则向该溶液中加入BaCl2溶液不一定能观察到白色沉淀，故A 正确；一定不
含Na＋、Fe3＋、NO、CO、AlO，故B、C 错误；不能确定是否含Al3＋，故D 错误。
6．在含有大量H+、Ba2+、Cl-的溶液中，还可能大量共存的离子是（ ）
A．Ag+
B．K+
C．
D．
【答案】B
【解析】A．Ag+与Cl-会发生反应生成AgCl 沉淀，不能大量共存，A 不合题意；
B．K+与H+、Ba2+、Cl-都不反应，能大量共存，B 符合题意；
C．
与Ba2+会发生反应生成BaCO3沉淀，不能大量共存，C 不合题意；
D．
与Ba2+会发生反应生成BaSO4沉淀，不能大量共存，D 不合题意；故选B。
7．下列各组离子在无色溶液中能大量共存的是
A．
、
、
、
B．
、
、
、
C．
、
、
、
D．
、
、
、
【答案】C
【解析】A.
、
反应生成水和
，故A 不符合题意；
B.
在溶液中呈黄色，故B 不符合题意；
C.
、
、
、
互不反应，在溶液中可以大量共存，故C 符合题意；
3
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D.
、
反应生成二氧化碳和水，
、
生成沉淀，
、
生成微溶物，故D 不符合题
意。答案为C。
8．在某无色透明的酸性溶液中，能共存的离子组是
A．Na+、K+、
、
B．Cu2+、K+、Cl-、
C．Na+、K+、Cl-、
D．Ba2+、K+、
、Cl-
【答案】C
【解析】A．酸性溶液中存在大量H+，H+与
会发生复分解反应，不能大量共存，故A 不符合题意；
B．含Cu2+的溶液呈蓝色，故B 不符合题意；
C．离子之间均不发生反应，能够大量共存，故C 符合题意；
D．Ba2+与
能够发生复分解反应，不能大量共存，故D 不符合题意；故答案为：C。
9．某无色澄清溶液中Cl－浓度为0.5 mol·L－1，还可能含有下表中的若干种离子。
阳离子
K＋、Al3＋、Mg2＋、Ba2＋、Fe3＋
阴离子
NO3
-、CO3
2-、SiO3
2-、SO4
2-、OH－
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
产生白色沉淀并放出标准状况下1.12 L 气体
Ⅱ
将Ⅰ的反应混合液过滤，对沉淀洗涤、灼
烧至恒重，称量所得固体质量
固体质量为4.8 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）通过以上实验不能确定是否存在的离子有______________。能确定一定不存在的离子是
_____________________________________________________。
（2）实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为_____________________________。
（3）通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，请写出一定存在的阴离子______________ (不一定要填满)。
（4）判断K＋是否存在，若存在，求出其最小浓度，若不存在说明理由：_____________________。
【答案】（1）OH-、NO3
- Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+、SO4
2-
（2） SiO3
2-+2H+=H2SiO3↓
4
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（3）CO3
2-、SiO3
2-
（4） 存在，浓度至少为3.1mol•L-1
【解析】（1）通过以上实验不能确定是否存在的离子有
，确定一定不存在的离子是
；
（2）由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO3
2-，发生反应
；
（3）根据以上分析可知，一定存在CO3
2-、SiO3
2-；
（4）根据电荷守恒：
，溶液中一定含有
K+，且其浓度至少为3.1mol•L-1。
10. 某溶液中含有Ba2+，Cu2+，Ag+，现用NaOH 溶液、盐酸和Na2SO4溶液将这三种离子逐一沉淀分离。其
流程图如右图所示。
请回答相关问题：
（1）沉淀的化学式：沉淀1 ，沉淀2 ，沉淀3 ；
（2）写出混合液+A 的离子方程式：
（3）溶液+B 的离子方程式：
【答案】（1）AgCl Cu(OH) 2 BaSO4（后两空可互换）
（2）Ag++Cl－=AgCl↓ Cu2++2OH －=Cu(OH ) 2↓ Ba2++SO4
2－=BaSO4↓
【解析】每步反应只能分离出一种沉淀，NaOH 溶液与Cu2+、Ag+均有沉淀，Na2SO4溶液与Ba2+、 Ag+均有
沉淀，盐酸只与Ag+反应，从而得到答案。
5
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1．某无色溶液中加入氯化钡溶液后有白色沉淀，该沉淀不溶于稀硝酸，该溶液中( )
A．一定含有SO4
2-
B．一定含有Ag+
C．可能含有SO4
2-或Ag+
D．一定含有Ag+、SO4
2-
【答案】C
【解析】某无色溶液中加入BaCl2后生成白色沉淀，且该沉淀不溶于稀硝酸，该沉淀可能是AgCl、也可能
是BaSO4，二者均难溶于稀硝酸，还有可能是BaSO3，BaSO3能被稀硝酸氧化为BaSO4，故可能含有
SO4
2-、SO3
2-或Ag+；故选C。
2.向0.1 mol·L-1的NaOH 溶液中通入过量CO2后,溶液中存在的主要离子是( )
A.Na+、CO3
2-
B.Na+、HCO3
-
C.HCO3
-、CO3
2-
D.Na+、OH-
【答案】B
【解析】过量CO2与NaOH 溶液反应生成HC,离子方程式为CO2+OH-
HCO3
-。
3.对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是( )
粒子组
判断和分析
A
Na+、Al3+、Cl﹣、
NH3•H2O
不能大量共存，因发生反应：Al3++4NH3•H2O═AlO2
﹣
+4NH4
++2H2O
B
H+、K+、S2O3
2﹣、SO4
2﹣不能大量共存，因发生反应：2H++S2O3
2﹣
═S↓+SO2↑+H2O
C
Na+、Fe3+、SO4
2﹣、H2O2 能大量共存，粒子间不反应
D
H+、Na+、Cl﹣、MnO4
﹣
能大量共存，粒子间不反应
【答案】B
【解析】A 项，Na+ 、Al3+ 、Cl﹣、NH3•H2O 不能大量共存，因为发生反应Al3+
+3NH3•H2O═Al(OH)3↓+3NH4
+，A 项判断正确，分析错误，故A 错误；B 项，H+、K+、S2O3
2﹣、SO4
2﹣不能
大量共存，因发生反应：2H++S2O3
2﹣═S↓+SO2↑+H2O，B 项判断正确，分析正确，故B 正确；C 项，Na+、
Fe3+、SO4
2﹣、H2O2粒子中，Fe3+可以作为H2O2分解的催化剂，C 项判断错误，故C 错误；D 项，酸性条件
下，MnO4
﹣具有强氧化性，可以氧化Cl﹣，D 项判断错误，故D 错误；故选B。
4．水溶液X 中只可能溶有Na＋、Mg2＋、Al3＋、AlO2
-、SiO3
2-、SO3
2-、CO3
2-、NO3
-中的若干种离子。某同学
对该溶液进行了如下实验：
6
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下列判断正确的是( )
A．气体甲一定是纯净物
B．沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物
C．Na＋、AlO2
-和SiO3
2-一定存在于溶液X 中
D．CO3
2-和NO3
-一定不存在于溶液X 中
【答案】C
【解析】溶液中加入过量盐酸后有气体生成，说明原溶液中至少含有CO3
2-、SO3
2-中的一种，有沉淀生成，
说明原溶液中一定含有SiO3
2-，有SiO3
2-就一定不存在Al3+和Mg2+，阳离子只剩下Na＋，则一定存在Na＋；
当所得溶液甲继续加氨水时产生沉淀，沉淀只能是氢氧化铝，说明有Al3+存在，而该Al3+是由AlO2
-与过量
盐酸反应而转变所得，即一定存在AlO2
-；而NO3
-没有检验，则可能存在。A 项，根据分析，原溶液中至少
含有CO3
2-、SO3
2-中的一种，若CO3
2-、SO3
2-同时存在，则气体甲是混合物(二氧化碳和二氧化硫混合气体)，
A 错误；B 项，溶液中一定不含有Mg2+，沉淀甲是硅酸，B 错误；C 项，溶液中一定存在Na＋、AlO2
-和
SiO3
2-，C 正确；D 项，CO3
2-和NO3
-可能存在于溶液中，D 错误。故选C。
5．某固体混合物X，含有Al2(SO4)3、FeCl3、Na2CO3和CuSO4中的几种，进行如下实验：
①X 与水作用有气泡冒出，得到有色沉淀Y 和弱碱性溶液Z；
②沉淀Y 与NaOH 溶液作用，无变化。
下列说法不正确的是
A．混合物X 中必定含有Na2CO3，不含Al2(SO4)3
B．溶液Z 中溶质主要是钠盐，且必含NaHCO3
C．灼烧沉淀Y，可以得到黑色物质
D．往溶液Z 中加入Cu 粉，若不溶解，说明X 中不含FeCl3
【答案】D
【解析】某固体混合物X，含有Al2(SO4)3、FeCl3、Na2CO3和CuSO4中的几种，进行如下实验：①X 与水
作用有气泡冒出，四种物质中能生成气体的只有Na2CO3，所以一定有Na2CO3，而几种物质中没有酸，可
知推测因为发生双水解生成了二氧化碳，能与Na2CO3在溶液中双水解的有Al2(SO4)3、CuSO4和FeCl3；得
到有色沉淀Y，则Fe(OH)3、Cu(OH)2中至少有一种Al(OH)3不确定；弱碱性溶液Z，说明溶液中不存在铝
离子、铁离子和铜离子；②沉淀Y 与NaOH 溶液作用，无变化说沉淀中没有Al(OH)3，则X 中一定没有
7
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Al2(SO4)3。A 项，根据分析可知混合物X 中必定含有Na2CO3，不含Al2(SO4)3，故A 正确；B 项，溶液Z 显
弱碱性，所以大量存在的阳离子只能是钠离子，碳酸钠的水解分两步：CO3
2-+H2O=HCO3
-+OH-；HCO3
-+
H2O =H2CO3+OH-；由于发生双水解反应产生了二氧化碳且溶液显碱性说明溶液中依然存在第二步水解，第
一步水解有可能存在，即溶液中一定有碳酸氢根，所以溶液Z 中溶质主要是钠盐，且必含NaHCO3，故B
正确；C 项，沉淀Y 中可能含有氢氧化铜，故灼烧可以得到黑色固体，故C 正确；D 项，溶液Z 显弱碱性，
一定不存在FeCl3，故D 错误；故选D。
6．有一混合溶液中含有以下离子的若干种：K＋、Mg2＋、NH、Ba2＋、Cl－、CO、SO，现有两份体积相同
各为100 mL 的该溶液进行如下实验：①向第一份溶液中加入足量的NaOH 溶液并加热后，收集到0.224 L
的气体(标准状况下测定)，并产生0.58 g 白色沉淀；②向第二份溶液中加入足量的BaCl2溶液，产生6.99 g
白色沉淀。根据上述实验，以下推测正确的是( )
A．K＋一定不存在
B．Ba2＋一定不存在
C．可能存在CO
D．100 mL 该溶液中若含有0.01 mol Cl－，则K＋的物质的量浓度为0.04 mol·L－1
【答案】B
【解析】①第一份加过量NaOH 溶液后加热，收集到气体的物质的量为＝0.01 mol，0.01 mol 气体为氨气，
溶液中一定含有NH，并且物质的量为0.01 mol，产生0.58 g 白色沉淀，则溶液中含有Mg2＋，并且物质的
量为＝0.01 mol，由Mg2＋与CO 不能共存，得出一定不存在CO；②第二份加足量BaCl2溶液后，生成白色
沉淀，得到6.99 g 固体，沉淀为硫酸钡，其物质的量为＝0.03 mol，说明原溶液存在0.03 mol 的SO，一定
不存在Ba2＋，再根据电荷守恒，得出一定存在K＋，无法确定是否存在Cl－，据此进行解答。100 mL 该溶
液中若含有0.01 mol Cl－，则根据电荷守恒可知，n(K＋)＋2n(Mg2＋)＋n(NH)＝2n(SO)＋n(Cl－)，n(K＋)＋
2×0.01 mol＋0.01 mol＝2×0.03 mol＋0.01 mol，得n(K＋)＝
0.04 mol，K＋的物质的量浓度为＝0.4 mol·L－1，D 项错误。
7．某无色溶液中可能含有①Na＋、②Ba2＋、③Cl－、④Br－、⑤SO、⑥SO、⑦Fe2＋中的几种离子，依次
进行下列实验，且每步所加试剂均过量，观察到的现象如下：
步骤
操作
现象
Ⅰ
用pH 试纸检验
溶液的pH 大于7
Ⅱ
向溶液中滴加氯水，再加入CCl4，振荡，静置
CCl4层呈橙红色
Ⅲ
取Ⅱ的上层溶液，加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸
有白色沉淀产生
Ⅳ
将 Ⅲ 过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝
酸
有白色沉淀产生
下列结论正确的是( )
A．肯定含有的离子是①④⑤
B．肯定没有的离子是②⑤⑦
8
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C．可能含有的离子是①②⑥
D．不能确定的离子是①③⑥
【答案】A
【解析】根据步骤Ⅰ，该溶液呈碱性，则该溶液是强碱弱酸盐溶液，所以一定存在SO，则一定不存在Ba2
＋；在碱性的无色溶液中，一定不存在Fe2＋；溶液呈电中性，所以溶液中的阳离子只能是Na＋；步骤Ⅱ说
明该溶液中一定存在Br－；步骤Ⅲ不能说明有SO 存在，因为该溶液中一定存在SO，加入氯水后SO 被氧
化为SO，与Ba(NO3)2反应生成BaSO4沉淀；步骤Ⅳ不能确定Cl－的存在，因为加入的氯水中含有Cl－。因
此一定存在的离子是①④⑤，一定不存在的离子是②⑦，不能确定的离子是③⑥，故A 正确。
8．通过实验得出的结论正确的是( )
A．将某固体试样完全溶于盐酸，再滴加Ba(NO3)2溶液，出现白色沉淀，则该固体试样中存在SO
B．将某固体试样完全溶于盐酸，再滴加KSCN 溶液，没有出现红色，则该固体试样中不存在Fe3＋
C．在某固体试样加水后的溶液中，滴加NaOH 溶液，没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，该固体
试样中仍可能存在NH
D．在某固体试样加水后的上层清液中，滴加盐酸出现白色沉淀，再加NaOH 溶液沉淀溶解，则该固体试
样中存在SiO
【答案】C
【解析】 当固体中含有SO 时，在酸性条件下滴加Ba(NO3)2溶液会被氧化生成硫酸根离子，有相同现象，
故不一定是SO，A 错误；若固体为FeCl3和Fe 的混合物时，也有相同的现象，故固体试样中可能存在Fe3
＋，B 错误；检验NH 时应加NaOH 溶液，加热，产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，选项中没有加热，
故不能确定有没有铵根离子，C 正确；滴加盐酸出现白色沉淀，再加NaOH 溶液沉淀溶解，可能原固体中
有AlO，不一定为SiO，D 错误。
9．某无色溶液中含有NH、K＋、Al3＋、SO 四种离子，进行如下实验：
(1)取10 mL 该溶液于试管中并滴加Ba(NO3)2溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03 mol 白色沉淀；
(2)取10 mL 该溶液于试管中，滴加NaOH 溶液产生白色沉淀，当沉淀增加到一定量后开始产生气体(必要时
可加热)，最后沉淀完全溶解。并且随NaOH 溶液的加入，沉淀和气体的变化关系如图所示。
下列说法不符合事实的是( )
A．根据题图所示数据计算实验中使用的NaOH 溶液的物质的量浓度为1 mol·L－1
B．根据信息分析该溶液中焰色试验呈现紫色的离子的物质的量浓度为1 mol·L－1
C．另取一定量该溶液滴加一定量的Ba(OH)2溶液，能使Al3＋和SO 同时完全沉淀
D．NH、K＋、Al3＋、SO 四种离子的物质的量之比为2∶1∶1∶3
【答案】C
【解析】生成的沉淀为BaSO4，说明溶液中含有SO 的物质的量为0.03 mol；另结合图像知溶液中含有Al3＋
9
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0.01 mol，需OH－ 0.03 mol；当沉淀增加到一定量后开始产生气体，根据NH＋OH－=====NH3↑＋H2O 并结
合图像，知溶液中含有NH 0.02 mol，需OH－ 0.02 mol；最后沉淀完全溶解是由于氢氧化铝与NaOH 继续
反应，需OH－为0.01 mol；实验中使用的NaOH 溶液的总物质的量为0.03 mol＋0.02 mol＋0.01 mol＝0.06
mol，总体积为60 mL，则氢氧化钠溶液的物质的量浓度为1 mol·L－1，A 正确；溶液中正电荷总数为0.02
mol×1＋0.01 mol×3＋n(K＋)×1＝0.05 mol＋n(K＋)，负电荷总数为0.03 mol×2＝0.06 mol，所以n(K＋)＝0.01
mol，则溶液中焰色试验呈现紫色的离子的物质的量浓度为＝1 mol·L－1，B 正确；Al3＋为0.01 mol，SO 为
0.03 mol，加入氢氧化钡溶液，当硫酸根离子完全沉淀时，铝离子已转化为偏铝酸根离子，C 不正确；NH、
K＋、Al3＋、SO 四种离子的物质的量之比为0.02 mol∶0.01 mol∶0.01 mol∶0.03 mol＝2∶1∶1∶3，D 正确。
10．经检测，某化工厂排出的废水呈酸性，且其中含有大量 Na＋、Cu2＋、SO、Cl－、NO。回答下列问题：
(1)下列离子中，能大量存在于该废水中的是______________(填字母)。
A．Ag＋ B．Mg2＋ C．OH－ D．HCO
(2)取100 mL 该废水于烧杯中，逐滴加入NaOH 溶液至呈碱性过程中，原废水中存在的离子的量会发生变
化的是Na＋、________(用离子符号表示)。
(3)某化学社团小组成员欲除去废水样品中的Cu2＋和SO，最终得到中性溶液，设计的方案流程如图：
①试剂c 为________(填化学式)；溶液3 所含溶质离子有Cl－、________。
②“分离操作”的名称是________，需用到的玻璃仪器主要有_________________。
③向“白色沉淀2”中加入足量盐酸，发生反应的离子方程式为________________
________________________________________________________________________。
【答案】 (1)B (2)H＋、Cu2＋ (3)①Na2CO3 Na＋、NO ②过滤 漏斗、烧杯、玻璃棒 ③BaCO3＋2H
＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑
【解析】(3)废水呈酸性，且其中含有大量 Na＋、Cu2＋、SO、Cl－、NO，欲除去废水样品中的Cu2＋和SO，
最终得到中性溶液，从流程知，a 为氢氧化钠溶液，加入氢氧化钠溶液除了中和氢离子，还产生氢氧化铜
沉淀，过滤后，溶液1 中含OH－、Na＋、SO、Cl－和NO，试剂b 为氯化钡或硝酸钡，过量的钡离子用
Na2CO3除去，故试剂c 为Na2CO3；过滤后，白色沉淀2 为硫酸钡和碳酸钡的混合物，溶液2 含OH－、Na
＋、Cl－、NO 和CO，再加入适量盐酸即可得到中性溶液。
10
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