示例一：

某无色溶液甲中仅含有下列离子中的几种(不考虑水的电离以及离子的水解)。

阳离子：K^＋、Al^3＋、Fe^3＋、Ba^2＋、NH₄^＋，

阴离子：Cl^－、CO₃^2－、HCO₃^－、SO₄^2－。

取100mL 溶液甲并分成两等份进行如下实验(假设每步完全反应)：

下列说法正确的是：

A、由①可知，原溶液中存在的离子有NH₄^＋，浓度为0.2mol•L^－1

B、实验②中生成沉淀的离子方程式为2AlO₂^－＋CO₂＋3H₂O=2Al(OH)₃↓＋CO₃^2－

C、通入过量CO₂充分反应后，需将反应后的混合溶液加热再过滤，其目的主要是为了加快反应进行

D、某同学通过分析认为该溶液中一定存在K^＋，这位同学利用的方法是电荷守恒

答案：D

推理过程：

(1)根据题干中的无色溶液，推理出溶液中没有Fe^3＋。

阳离子：K^＋、Al^3＋、Ba^2＋、NH₄^＋，阴离子：Cl^－、CO₃^2－、HCO₃^－、SO₄^2－。

(2)根据流程①：气体为NH₃，n(NH₃)=224mL/(22400mL•mol^－1)=0.02mol。

推理出有NH₄^＋，且为0.02mol。

阳离子：K^＋、Al^3＋、Ba^2＋、NH₄^＋，阴离子：Cl^－、CO₃^2－、HCO₃^－、SO₄^2－。

(3)根据流程②：过量CO₂生成HCO₃^－，不会产生BaCO₃沉淀。所以生成的沉淀是Al(OH)₃，灼烧后为Al₂O₃。n(Al₂O₃)=1.02g/(102g•mol^－1)=0.01mol。

推理出有Al^3＋，且为0.02mol。

阳离子：K^＋、Al^3＋、Ba^2＋、NH₄^＋，阴离子：Cl^－、CO₃^2－、HCO₃^－、SO₄^2－。

(4)根据流程③：推理得到的沉淀为BaSO₄，n(BaSO₄)= 11.65g/(233g•mol^－1)=0.05mol。

推理出有SO₄^2－，且为0.05mol。

阳离子：K^＋、Al^3＋、Ba^2＋、NH₄^＋，阴离子：Cl^－、CO₃^2－、HCO₃^－、SO₄^2－。

(5)根据离子共存：溶液中有Al^3＋，则不存在CO₃^2－、HCO₃^－。溶液中有SO₄^2－，则不存在Ba^2＋。

阳离子：K^＋、Al^3＋、NH₄^＋，阴离子：Cl^－、SO₄^2－。

(6)根据溶液的电荷守恒：Al^3＋、NH₄^＋带的正电荷数为0.08mol，SO₄^2－带的正电荷数为0.1mol，推理出K^＋最少为0.02mol。

阳离子：K^＋、Al^3＋、NH₄^＋，阴离子：Cl^－、SO₄^2－。

示例二

某试液中只可能含有K^＋、NH₄^＋、Fe^2＋、Al^3＋、Cl^－、SO₄^2－、CO₃^2－、AlO₂^－中的若干种离子。离子浓度均为0.3mol•L^－1。某同学进行了如图实验：

下列说法正确的是：

A、无法确定原试液中是否含有Al^3＋、Cl^－

B、原试液中存在的离子为NH₄^＋、Fe^2＋、Cl^－、SO₄^2－、

C、滤液X中大量存在的阳离子有NH₄^＋、Fe^2＋、Ba^2＋

D、无法确定沉淀C的成分

答案：B

推理过程：

(1)根据“稀硫酸过量，无明显现象”，推理出溶液中没有CO₃^2－。但不能确定AlO₂^－肯定没有。

结果为：K^＋、NH₄^＋、Fe^2＋、Al^3＋、Cl^－、SO₄^2－、AlO₂^－。

(2)根据“Ba(NO₃)₂溶液过量”有“气体”，推理出气体为NO，溶液中有Fe^2＋。

结果为：K^＋、NH₄^＋、Fe^2＋、Al^3＋、Cl^－、SO₄^2－、AlO₂^－。

(3)根据“Ba(NO₃)₂溶液过量”有“沉淀”，推理出沉淀为BaSO₄。但不能推理出溶液中肯定有SO₄^2－。

结果为：K^＋、NH₄^＋、Fe^2＋、Al^3＋、Cl^－、SO₄^2－、AlO₂^－。

(4)根据“NaOH溶液过量”有“气体”，推理出气体为NH₃，溶液中有NH₄^＋。

结果为：K^＋、NH₄^＋、Fe^2＋、Al^3＋、Cl^－、SO₄^2－、AlO₂^－。

(5)根据根据“NaOH溶液过量”有“沉淀”，推理出沉淀为Fe(OH)₃。

结果为：K^＋、NH₄^＋、Fe^2＋、Al^3＋、Cl^－、SO₄^2－、AlO₂^－。

(6)根据“CO₂少量”先判断溶液中会出现CO₃^2－，肯定能产生BaCO₃沉淀。确定“沉淀”中肯定有BaCO₃。然后推理无法确定“沉淀”中有Al(OH)₃。从而无法确定Al^3＋、AlO₂^－。

结果为：K^＋、NH₄^＋、Fe^2＋、Al^3＋、Cl^－、SO₄^2－、AlO₂^－。

(7)根据离子共存：推理AlO₂^－肯定不存在。

结果为：K^＋、NH₄^＋、Fe^2＋、Al^3＋、Cl^－、SO₄^2－。

(8)根据电荷守恒：推理Cl^－、SO₄^2－肯定存在且均为0.3mol•L^－1。

结果为：K^＋、NH₄^＋、Fe^2＋、Al^3＋、Cl^－、SO₄^2－。

(9)根据电荷守恒：推理K^＋、Al^3＋肯定不存在。

结果为：NH₄^＋、Fe^2＋、Cl^－、SO₄^2－。

【练习】

1、某溶液可能含有Cl^－、SO₄^2－、CO₃^2－、NH₄^＋、Fe^3＋、Al^3＋和K^＋。取该溶液100 mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02 mol 气体，同时产生红褐色沉淀；过滤，洗涤，灼烧，得到1.6 g 固体；向上述滤液中加足量BaCl₂溶液，得到4.66 g 不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中( )

A．至少存在5种离子

B．Cl^－一定存在，且c(Cl^－)≥0.4mol·L^－1

C．SO₄^2－、NH₄^＋一定存在，Cl^－可能不存在

D．CO₃^2－、Al^3＋一定不存在，K^＋可能存在

2、某未知溶液X可能含有Al^3＋、Na^＋、NH₄^＋、Cl^－、CO₃^2－、SO₄^2－中的若干种，取该溶液进行如下实验，若实验过程中所加试剂均过量，产生的气体全部逸出。则下列说法正确的是( )

A．原溶液中一定存在Na^＋，可能存在Cl^－

B．原溶液中一定存在CO₃^2－、SO₄^2－、NH₄^＋，且均为0.01 mol

C．原溶液中可能存在Na^＋，n(Cl^－)≥0.01mol

D．原溶液中一定不存在Al^3＋、Cl^－

【练习答案】

1、答案：B

解析：根据加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02 mol 气体，说明有NH₄^＋，物质的量为0.02 mol，同时产生红褐色沉淀，说明有Fe^3＋，而且为0.02 mol，则没有CO₃^2－；根据不溶于盐酸的4.66 g 沉淀，说明有SO₄^2－，且为0.02 mol，则根据电荷守恒可知一定有Cl^－，至少有0.04 mol，B正确。

2、答案：C

解析：滤液中加入了烧碱溶液，通过焰色反应不能确定原溶液中是否存在Na^＋；加入BaCl₂溶液生成沉淀1，说明原溶液中至少含有CO₃^2－、SO₄^2－中的一种，沉淀1部分溶于盐酸，所以沉淀1一定是BaSO₄、BaCO₃的混合物，故原溶液中一定存在CO₃^2－、SO₄^2－，CO₃^2－和Al^3＋不能大量共存，所以原溶液中一定不存在Al^3＋；沉淀2为硫酸钡沉淀，其物质的量为0.01 mol，CO₃^2－的物质的量为0.01 mol；向所得滤液中加入氢氧化钠溶液，生成了气体，则该气体应为氨气，证明原溶液中一定含有NH₄^＋，其物质的量为0.05 mol，CO₃^2－、SO₄^2－所带负电荷的物质的量之和为0.01 mol×2＋0.01 mol×2＝0.04 mol，根据电荷守恒，原溶液中一定存在Cl^－，不能确定是否存在Na^＋，所以n(Cl^－)≥0.01mol。