2024–2025学年高一化学必修第一册同步学与练（人教版）第05课 离子反应的应用-离子共存与推断（解析版）

第5课离子反应的应用——离子共存与推断001学习目标1．能根据常见离子的性质，判断在给定条件下离子能否大量共存。2．能根据常见离子的性质，推断离子的存在。002预习导学自主梳理判断以下各组离子在溶液中能否大量共存：离子组能否大量共存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】离子组能否大量共存Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、Ca2＋、NO－、Cl－、CO2－Ca2＋与CO2－反应生成CaCO3沉淀，不能大量共存H＋、K＋、NHeq\o\al(＋,4)、CO2－、SO2－、Cl－、NO－H＋与CO2－反应生成CO2气体，不能大量共存K＋、NHeq\o\al(＋,4)、Na＋、NO－、OH－、SO2－、Cl－NHeq\o\al(＋,4)与OH－反应生成难电离的NH3·H2O，不能大量共存预习检测1．（2022年北京市丰台区期中）某工业废水中含有大量的H＋、Cu2＋、Cl－、SO2－。下列离子中，可能大量存在于该废水中的是A．Na＋ B．OH－ C．HCO－ D．Ag＋【答案】A【解析】A项，Na＋与H＋、Cu2＋、Cl－、SO2－大量共存，因此能存在该废水中，符合题意；B项，OH－与H＋反应生成水，OH－与Cu2＋生成沉淀，因此不能存在该废水中，不符合题意；C项，HCO－与H＋反应生成二氧化碳和水，因此不能存在该废水中，不符合题意；D项，Ag＋与Cl－、SO2－都会生成沉淀，因此不能存在该废水中，不符合题意。2．（2022年湖北省期中）某溶液中存在大量的H＋、SO2－、Cl－，该溶液中还可能大量存在的离子是A．OH－ B．NO－ C．Ag＋ D．Ba2＋【答案】B【解析】A项，H＋、OH－能够反应生成水，不能大量共存，不符合题意；B．NO－与H＋、SO2－、Cl－离子之间都不反应，可大量共存，符合题意；C项，Ag＋、Cl－能够结合生成沉淀，不能大量共存，不符合题意；D项，SO2－、Ba2＋能够结合生成沉淀，不能大量共存，不符合题意。3．（2022年北京交通大学附属中学期中）在强酸性的无色溶液中，能够大量共存的离子组是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项，Cu2＋在溶液中为淡蓝色，则无色溶液中不可能含有铜离子，错误；B项，在强酸性的无色溶液中，CO2－与H＋反应，不能大量共存，错误；C项，在强酸性的无色溶液中，OH－与H＋反应，不能大量共存，错误；D项，在强酸性的无色溶液中，Mg2＋、Na＋、Cl－、SO2－四种离子不能发生任何反应，能大量共存，正确。4．（2023年福建省宁德市上学期期中）下列各组离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项，Mg2＋与OH－会发生反应生成沉淀，不能大量共存，不符合题意；B项，Fe3＋与OH－发生复分解反应生成氢氧化铁沉淀，OH－与HCO－相互间也会反应，不符合题意；C项，该组离子不反应，能共存，符合题意；D项，Ba2＋会与CO2－发生反应生成沉淀，不能大量共存，不符合题意。5．（2022年湖北省孝感市期中）在无色溶液中能大量共存的一组离子是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项，NO－、SO2－、K＋、Cl－属于无色离子，且离子之间不反应，所以能大量共存，符合题意；B项，Ag＋和OH－能发生反应，生成氢氧化银沉淀，Ag＋和Cl－反应生成白色沉淀，所以Ag＋、Cl－、OH－在溶液中不能大量共存，不符合题意；C项，Cu2＋为蓝色溶液，不符合题意；D项，OH－和Mg2＋生成白色沉淀，所以OH－和Mg2＋不能大量共存，不符合题意。6．（2022年河南省新乡市期中）在某强酸性的溶液中能大量共存且溶液为无色透明的离子组是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项，在溶液中，Cu2＋呈蓝色，不符合题意；B项，在某强酸性的溶液中，CO2－能与酸反应，生成CO2和水，不符合题意；C项，在溶液中，Cl－、Ag＋会发生反应，生成AgCl沉淀，不符合题意；D项，在某强酸性的溶液中，Na＋、Cl－、K＋、NO－能大量共存，且溶液呈无色，符合题意。►环节一离子共存情境材料在图在图(Ⅰ)所示的装置中，烧杯中盛放的是Ba(OH)2溶液，当从滴定管中逐渐加入H2SO4溶液时，溶液的导电性的变化趋势如图(Ⅱ)所示。问题探究1．导电性从大到小，后又增大的原因是什么？2．离子间在溶液中不能大量共存有哪几种情况？1．Ba(OH)2溶液中的Ba2＋与OH－与滴入的硫酸溶液中的SO2－与H＋发生反应生成BaSO4和H2O，离子浓度减少，溶液的导电性减少；后再继续滴入硫酸溶液，离子浓度又增大，导电性又增强。2．由上分析可知：Ba2＋与SO2－生成BaSO4，离子间发生反应生成沉淀，不能大量共存；H＋与OH－生成H2O，离子间发生反应生成弱电解质，不能大量共存；此外如离子间发生反应生成气体，也不能大量共存。要点归纳一、离子共存1．离子共存概念几种离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间不能发生离子反应；若离子之间能发生离子反应，则不能大量共存。离子不共存生成气体H＋与CO2－、HCO－、SO2－、HSO－、S2－、HS－生成沉淀Ba2＋、Ca2＋与COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、SOeq\o\al(2－,3)等Ag＋与Cl－、Br－、I－、COeq\o\al(2－,3)等OH－与Mg2＋、Zn2＋、Ag＋、Al3＋、Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋生成弱电解质H＋与CH3COO－、ClO－、SiO2－、F－OH－与NHeq\o\al(＋,4)、HCOeq\o\al(－,3)、HSOeq\o\al(－,3)、HS－、H2POeq\o\al(－,4)、HPOeq\o\al(2－,4)审题技巧注意判断离子共存的情况“能、不能”，“一定、可能、一定不能”注意题干中提示的溶液酸碱性酸性溶液应考虑H＋的存在，碱性溶液应考虑OH－的存在注意题干中提示的溶液颜色溶液无色时，有色离子不能存在注意隐含条件无色透明不存在有色离子，如Cu2＋(蓝色)、Fe3＋(棕黄色)、Fe2＋(浅绿色)、MnO－(紫红色)酸性溶液①酸性溶液；②pH＜7的溶液；③使石蕊溶液变红的溶液碱性溶液①碱性溶液；②pH＞7的溶液；③使石蕊溶液变蓝的溶液或使无色酚酞变红色的溶液透明溶液“透明”与溶液有无颜色无关，不能认为“有色”就不透明。只要溶液不形成混浊或沉淀，即为透明溶液。如：NaCl溶液、KOH溶液为无色透明溶液，CuSO4溶液、FeCl3溶液是有色透明溶液。典例精讲【例1】（2023年北京丰台区期中）下列各组中的离子，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项，氢离子和碳酸根离子生成水和二氧化碳，不共存，错误；B项，银离子和氯离子生成氯化银沉淀，不共存，错误；C项，K＋、Mg2＋、Cl－、SO2－相互不反应，能共存，正确；D项，氢离子和氢氧根离子生成水，不能共存，错误。【例2】（2022年广东潮州潮安区期末）下列各组离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项，钡离子和硫酸根离子或碳酸根离子反应生成沉淀，不能大量共存，错误；B项，四种离子都不反应，能大量共存，正确；C项，铝离子和氢氧根离子或碳酸根离子反应不能共存，错误；D项，氢离子和碳酸氢根离子反应不能共存，错误。【例3】（2022年四川省成都区期中改编）下列各组离子在给定条件下一定能大量共存的是A．无色溶液：Na＋、Cu2＋、Cl−、QUOTENO3−NO－B．加入锌生成氢气的溶液：NHeq\o\al(＋,4)、Fe3＋、CO2－QUOTECO32−、SO2－C．遇酚酞变红的溶液：Na＋、K＋、SO2－、NO－QUOTENO3−D．pH＞7的溶液：K＋、H＋、SO2－、NO－【答案】C【解析】A项，Cu2＋为蓝色，不符合题意；B项，加入锌生成氢气的溶液显酸性，CO2－不能大量存在，不符合题意；C项，遇酚酞变红的溶液显碱性，OH－及Na＋、K＋、SO2－、NO－各离子间均不会发生反应，能大量共存，符合题意；D项，pH＞7的溶液显碱性，H＋不能大量存在，不符合题意。►环节二离子推断情境材料某工厂排放的工业废水中可能含有某工厂排放的工业废水中可能含有K＋、H＋、Mg2＋、SO2－、Cl－、NO－等离子。经检测废水呈明显的碱性。问题探究确定该厂废水中肯定不含有的离子是___________。【答案】H＋、Mg2＋【解析】某工厂排放的工业废水中经检测废水呈明显的碱性，说明含有大量OH－，由于H＋与OH－会反应产生弱电解质H2O，不能大量共存；OH－与Mg2＋会形成Mg(OH)2沉淀，也不能大量共存，因此该溶液中离子H＋、Mg2＋不能大量存在，故答案是H＋、Mg2＋。要点归纳二、离子推断1．离子推断的一般解题思路为：根据实验现象判断一定含有的离子→根据离子共存判断一定不含有的离子→可能含有的离子。2．离子推断的“常用原则”①肯定性原则：据现象推断肯定存在或肯定不存在的离子。②互斥性原则：如溶液中含有Ba2＋，则不存在大量的COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)。③进出性原则：要注意所加试剂引入什么离子，是否造成干扰。④守恒原则(电中性原则)：阳离子和阴离子同时存在于溶液中且正负电荷总量相等。（1）注意操作过程中上一步中所加的试剂的离子，是否会对后续实验产生影响。（2）若某种离子无法确定，可利用电荷守恒来确定该离子是否存在。典例精讲【例4】（2022年山西省名校期末）在甲、乙两烧杯溶液中，含有大量的Fe3＋、K＋、H＋、SO2－、CO2－、OH－等6种离子。已知甲烧杯的溶液显黄色，则乙烧杯的溶液中大量存在的离子是A．Fe3＋、H＋、SO2－ B．CO2－、OH－、SO2－C．K＋、OH－、CO2－ D．H＋、K＋、SO2－【答案】C【解析】已知甲烧杯的溶液显黄色，说明存在Fe3＋，则与Fe3＋能够发生反应的CO2－、OH－在甲烧杯中肯定不存在，而存在于乙烧杯中。由溶液呈电中性可知，甲中必须存在阴离子SO2－；而H＋与CO2－、OH－会发生反应而不能共存，故H＋只能存在于甲烧杯中，所以乙烧杯的溶液中大量存在的离子有K＋、CO2－、OH－，故合理选项是C项。【例5】（2022年山西省晋城市高平市期中）某无色溶液只含有下列离子中的若干种：H＋、Na＋、Cu2＋、Ba2＋、Al3＋、CO2－、Cl－、OH－。向该溶液中加入铁粉，有气体生成，则原溶液中能大量存在的离子最多有A．3种 B．4种 C．5种 D．6种【答案】C【解析】无色溶液中不可能大量存在Cu2＋，向该溶液中加入铁粉，有气体生成，说明含有大量H＋，则一定不能大量存在CO2－、OH－，所以原溶液中能大量存在的离子最多有H＋、Na＋、Ba2＋、Al3＋、Cl－，共计是5种。答案选C项。004课堂总结一、溶液中的离子，如能形成沉淀、气体、弱电解质，则在溶液中不能大量共存。解题时，要关注试题的前提设置，如强酸性、强碱性、无色溶液等。二、离子的推断：一是根据现象直接判断某离子存在或不存在，二是根据确定存在的离子，再判断其它离子能否存在。00503强化训练1．（2022年江苏省徐州市第七中学期中）在含有大量H＋、Ca2＋、Cl－的溶液中，还可能大量共存的离子是A．OH－ B．CO2－ C．Ag＋ D．Mg2＋【答案】D【解析】A项，OH－与H＋会发生反应产生H2O而不能大量共存，不符合题意；B项，CO2－与Ca2＋会反应产生CaCO3沉淀而不能大量共存，不符合题意；C项，Ag＋与Cl－会发生反应产生AgCl沉淀而不能大量共存，不符合题意；D项，Mg2＋与选项离子之间不能发生任何反应，可以大量共存，符合题意。2．（2023年江苏省海门中学期中）下列各组离子能在酸性的无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项，无色溶液中不可能含有MnO－，错误；B项，Mg2＋、Cl－、Al3＋、NO－彼此间不发生离子反应，溶液为无色，且能在酸性溶液中大量存在，正确；C项，HCO－在酸性溶液中不可能大量存在，故错误；D项，无色溶液中不可能含有Fe3＋，错误。3．（2023年广东省中山市上学期期中）某无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项，Cu2＋在溶液中显蓝色，与无色透明溶液不相符，错误；B项，酸性溶液中不能大量存在HCO－，会反应产生二氧化碳气体，错误；C项，NHeq\o\al(＋,4)、Na＋、Cl－各离子及氢离子之间相互不反应，且均无色，符合条件，正确；D项，Mg2＋、Fe3＋均能与OH－反应生成沉淀而不能大量共存，且OH－与氢离子反应生成水而不能大量存在于酸性溶液中，错误。4．（2022年黑龙江省大庆外国语学校期中）常温时下列各组离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．碳酸钠溶液中：K＋、Ba2＋、Cl－、OH－D．强碱性溶液中：Na＋、HCO－、Cl－、NO－【答案】A【解析】A项，Cu2＋、Mg2＋、NO－、Cl－相互之间不发生反应，且溶液澄清透明，可以大量共存，符合题意；B项，酸性溶液中含有H＋，H＋与CO2－反应生成CO2和H2O而不能大量共存，不符合题意；C项，CO2－与Ba2＋反应生成BaCO3沉淀而不能共存，不符合题意；D项，强碱性溶液中含有OH－，OH－与HCO－反应生成CO2－和H2O而不能大量共存，不符合题意。5．（2022年贵州省毕节市第一次联考）某老师做实验的时候发现一未贴标签的烧杯内盛有无色透明的酸性溶液，该老师根据实验记录列出了溶液中可能存在的几种离子组合，下列离子组合中合理的是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项，Ca2＋和CO2－形成沉淀，不能共存，错误；B项，含Fe3＋是黄色溶液，不符合题意的无色溶液，错误；C项，四种离子之间不反应，能共存，正确；D项，酸性溶液中H＋与OH－不能共存，错误。6．（2022年陕西省宝鸡市金台区期末）下列各组离子能大量共存的是A．无色溶液中：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．与Fe反应产生气体的溶液：Na＋、K＋、Cl－、SO2－【答案】D【解析】A项，无色溶液不能含有有色离子，铜离子显蓝色，不符合题意；B项，pH＝4的溶液显酸性，氢氧根不能大量存在，不符合题意；C项，Ba2＋与SO2－反应生成硫酸钡沉淀，不能大量共存，不符合题意；D项，与Fe反应产生气体的溶液显酸性，Na＋、K＋、Cl﹣、SO2－在酸性溶液中相互间不会反应，能大量共存，符合题意。7．（2022年福建漳州正兴学校期中）下列各组离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项，含有大量Ba2＋的溶液，Ba2＋与SO2－发生反应，生成BaSO4沉淀，即Ba2＋＋SO2－BaSO4↓，该组离子不能大量共存，不符合题意；B项，含有大量H＋的溶液，H＋与OH－、CO2－分别发生反应，即H＋＋OH－H2O，2H＋＋CO2－CO2↑＋H2O，该组离子不能大量共存，不符合题意；C项，含有大量Mg2＋的溶液，K＋、Cl－、NO－离子之间不发生反应，能够大量共存，符合题意；D项，含有大量OH－的溶液，OH－与Cu2＋、NHeq\o\al(＋,4)分别发生反应，即Cu2＋＋2OH－Cu(OH)2↓，NHeq\o\al(＋,4)＋OH－NH3·H2O，该组离子不能大量共存，不符合题意。8．（2022年江苏省盐城市响水中学期中）室温下，在强酸性和强碱性溶液中都能大量共存的离子组是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项，HCO－与H＋、OH－都不能共存，错误；B项，K＋、Na＋、Cl－、SO2－在强酸性和强碱性溶液中都能大量共存，正确；C项，CO2－与H＋不能共存，错误；D项，Fe2＋，NO－在酸性条件下会发生氧化还原反应，Fe2＋与OH－不能共存，错误。9．（2022·河南郑州中牟县期中）下列各组离子在给定条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．使酚酞变红的溶液中：Na＋、SO2－、Fe3＋、Cl－【答案】C【解析】A项，酸性溶液中存在大量氢离子，与CO2－不能大量共存，错误；B项，SO2－与