2022年高考化学一轮复习 第2章 第9讲 离子共存 离子的检验和推断
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1、第第 9 讲讲 离子共存离子共存 离子的检验和推断离子的检验和推断 复习目标 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.掌握常见离子的检 验,能根据实验现象推断溶液中的某些离子。 考点一考点一 离子共存离子共存 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。 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 MnO 4 溶液颜色 蓝色 棕黄色 浅绿色 紫红色 (2)
2、二性溶液的酸碱性 在强酸性溶液中,OH 及弱酸根阴离子(如 CO2 3、SO 2 3、S 2、CH 3COO 等)不能大量存在。 在强碱性溶液中,H 及弱碱阳离子(如 NH 4、Al 3、Fe3等)不能大量存在。 (3)三特殊三种特殊情况: AlO 2与 HCO 3不能大量共存:AlO 2HCO 3H2O=Al(OH)3CO 2 3。 “NO 3H ”组合具有强氧化性,能与 S2、Fe2、I、SO2 3等还原性的离子发生氧化还 原反应而不能大量共存。 NH 4与 CH3COO 、CO2 3,Mg 2与 HCO 3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
3、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。 复分解反应:如 Ba2 与 SO2 4,NH 4与 OH ,H与 CH 3COO 等。 氧化还原反应:如 Fe3 与 I、S2,NO 3(H )与 Fe2等。 相互促进的水解反应:如 Al3 与 CO2 3、HCO 3或 AlO 2等。 络合反应:如 Fe3 与 SCN等。 指出下列离子组不能大量共存的原因。 (1)Na 、OH、SO2 4、Fe 3_。 (2)K 、Mg2、I、ClO_。 (3)含有大量 Fe3 的溶液:Na、SCN、Cl、I_。 (4)含有大量 NO 3
4、的溶液:H 、Fe2、Cl、SO2 4_。 (5)常温下,pH12 的溶液:K 、Cl、SO2 3、SiO 2 3、Ca 2_。 (6)c(H )0.1 mol L1 的溶液:Na 、NH 4、SO 2 4、S2O 2 3_。 (7)使 pH 试纸显蓝色的溶液中:Cu2 、NO 3、Fe 3、SO2 4_。 (8)与铝粉反应放出氢气的无色溶液中:NO 3、Al 3、Na、SO2 4_。 (9)pH0 的溶液中:Al3 、NH 4、Ca 2、ClO_。 答案 (1)Fe3 与 OH反应生成沉淀 (2)I 能被 ClO氧化 (3)Fe3 与 SCN发生络合反应,Fe3与 I发生氧化还原反应 (4)
5、NO 3在酸性条件下能氧化 Fe 2 (5)Ca2 与 SO2 3、SiO 2 3反应生成沉淀 (6)S2O2 3与 H 反应:S 2O 2 32H =SSO 2H2O (7)Cu2 、Fe3与 OH反应生成沉淀 (8)溶液可能呈碱性也可能呈酸性,NO 3在酸性溶液中与铝粉反应不能放出氢气,Al 3在碱性 溶液中不能大量共存 (9)ClO 与 H生成弱电解质 HClO 题组一 警惕“颜色陷阱” 应对策略 1若限定溶液无色,则 Cu2 、Fe3、Fe2、CrO2 4、MnO 4等有色离子不能大量存在。 2“透明溶液”并不代表无色,也可以有颜色。 1在一无色透明溶液中,下列各组离子能大量共存的是(
6、 ) AH 、Cl、K、SiO2 3 BCl 、Cu2、SO2 4、NO 3 CK 、Na、HCO 3、Ca 2 DFe3 、NH 4、Cl 、I 答案 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。 选项 B 中的 Cu2 是蓝色;选项 D 中的 Fe3是棕黄色,直接排除;选项 A 中 H和 SiO2 3反应 生成 H2SiO3沉淀。 2下列指定溶液中能大量共存的离子组是( ) A无色溶液中:H 、Cl、S 2O 2 3、K B无色透明的溶液中:Fe3 、NH 4、I 、CO2 3 C无色透明的溶液中:K 、Cu2、NO 3、Cl D澄清透明的溶液中:F
7、e3 、Mg2、Br、Cl 答案 D 解析 A 项,H 与 S 2O 2 3不能大量共存;B 项,Fe 3有颜色、Fe3与 I、CO2 3不能大量共存; C 项,Cu2 有颜色。 题组二 警惕溶液的酸碱性 应对策略 溶液酸碱性的判断方法 (1)常见表示呈酸性的溶液 常温下,pH7 的溶液;使 pH 试纸变红的溶液;使甲基橙呈红色的溶液;与镁 粉反应放出氢气的溶液;常温下,c(OH )1107 mol L1 的溶液。 (2)常见表示呈碱性的溶液 常温下,pH7 的溶液;使 pH 试纸变蓝的溶液;使酚酞溶液变红的溶液;常温 下,c(H )1107 mol L1 的溶液。 (3)常见表示可能呈酸性也
8、可能呈碱性的溶液 与铝粉反应放出氢气的溶液; 常温下水电离出的 c(OH )11012 mol L1 的溶液; 与 NH4HCO3反应能产生气体的溶液。 3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使酚酞变红色的溶液中:Na 、Al3、SO2 4、Cl B. Kw cH 110 13 mol L1 的溶液中:NH 4、Ca 2、Cl、NO 3 C与 Al 反应能放出 H2的溶液中:Fe2 、K、NO 3、SO 2 4 D由水电离的 c(H )11013 mol L1 的溶液中:K 、Na、AlO 2、CO 2 3 答案 B 解析 A 项,使酚酞变红色的溶液显碱性,而 Al3
9、在碱性条件下不能大量存在,错误;B 项, 溶液显酸性,各离子之间不发生反应,可以大量共存,正确;C 项,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 NO 3不能大量共存,错误;D 项,该溶液可能显酸性也可能显碱性,如果显酸性,偏铝酸 根离子和碳酸根离子不能大量共存,错误。 4下列溶液一定能大量共存的是( ) A使甲基橙变红的溶液中:Na 、Mg2、SO2 3、AlO 2 B水电离产生的 c(H )1013 mol L1 的溶液中:K 、Ca2、NO 3、HCO 3 C. cH cOH 11012的溶液中:NH 4、Na 、CO2
10、 3、SiO 2 3 DpH14 的溶液中:Na 、AlO 2、SO 2 4、Cl 答案 D 解析 A 项,使甲基橙变红的溶液显酸性,SO2 3、AlO 2均不能大量共存;B 项,可能是酸性 溶液或碱性溶液,HCO 3与 H 、OH均不能大量共存;C 项,溶液显酸性,CO2 3、SiO 2 3均 不能大量共存。 题组三 警惕特定情况下的隐含因素 应对策略 充分考虑指定微粒或物质对溶液酸碱性、氧化性和还原性的影响,如: (1)含有大量 Fe3 的溶液,隐含溶液呈酸性,并具有较强氧化性。 (2)含有大量 NO 3的酸性溶液,隐含溶液具有强氧化性。 (3)含有大量 S2 、SO2 3、AlO 2的溶
11、液,隐含溶液呈碱性。 5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 ( ) ANa 、H、Cl、NO 3 BK 、Ba2、OH、I CNa 、Mg2、Cl、SO2 4 DCu2 、S2、Br、ClO 答案 C 解析 A 项中 H 、NO 3能将(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O 晶体溶于水后产生的 Fe 2氧化为 Fe3;B 项中 OH 与 NH 4、Fe 2不能大量共存,Ba2与 SO2 4不能大量共存;D 项中 S 2与 Cu2、ClO 不能大量共存。 6下列溶液一定能大量共存的是( ) Ac(ClO )1.0 mol L1 的溶液
12、中:Na 、K、S2、SO2 4 Bc(Fe2 )1 mol L1 的溶液中:K 、Fe3、Cl、SO2 4 C0.1 mol L 1 AgNO 3溶液中:H 、K、Cl、Br Dc(Fe3 )1 mol L1 的溶液中:Na 、NH 4、SCN 、SO2 4 答案 B 解析 A 项,ClO 具有强氧化性,与 S2不能大量共存;C 项,Ag与 Cl、Br会生成 AgCl、 AgBr 沉淀,不能大量共存;D 项,Fe3 与 SCN会生成 Fe(SCN) 3络合物而不能大量共存。 题组四 警惕关键词“一定”还是“可能” 应对策略 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
13、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。 7室温时,在由水电离出的 c(OH )1.01014 mol L1 的溶液中,一定能大量共存的离子 组是( ) AK 、Na、HCO 3、Cl BK 、MnO 4、Br 、Cl CNa 、Cl、NO 3、SO 2 4 DAl3 、NH 4、Cl 、SO2 4 答案 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, HCO 3能
14、与酸反应, MnO 4 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 HCO 3能与碱反应,Al 3 和 NH 4也能与碱反应,故 A、D 两项中离子不能大量共存;选项 C 中的离子在酸性或碱性条 件下都不参与反应,能大量共存。 8常温下,下列各组微粒在指定溶液中因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的是 ( ) A某弱碱溶液中:AlO 2、HCO 3、Na 、Cl B能使 KSCN 溶液变红的溶液中:SO2 4、HCO 3、Na 、Cl C能使石蕊溶液变红的溶液中:Fe2 、I、NH 4、NO 3 D与 Al 反应能生成氢气的溶液中:MnO 4、NH 4、CH3COO
15、 、Na 答案 B 解析 离子不能大量共存的原因为 AlO 2HCO 3H2O=Al(OH)3CO 2 3,不是相互促进 的水解反应,故 A 不正确;能使 KSCN 溶液变红的溶液中含有 Fe3 ,其与 HCO 3发生相互促 进的水解反应,离子方程式为 Fe3 3HCO 3=Fe(OH)33CO2,故 B 正确;能使石蕊 溶液变红的溶液显酸性,NO 3与 H 共存时有强氧化性,Fe2、I不能存在,故 C 不正确;与 Al 反应能生成氢气的溶液可能显酸性,也可能显碱性,H 与 CH 3COO 因反应生成弱酸而不 能共存,OH 与 NH 4因反应生成弱碱而不能共存,故 D 不正确。 考点二考点二
16、离子的检验和推断离子的检验和推断 1常见阳离子的检验与推断依据 根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同, 可以把检验离子的方法归纳为三种类型: 生成沉淀;生成气体;显现特殊颜色。 (1)依据生成沉淀检验或推断 阳离子 试剂 实验现象(证据) Mg2 NaOH 溶液 开始产生白色沉淀,NaOH 溶液过量沉淀不溶解 Al3 NaOH 溶液 开始产生白色沉淀,NaOH 溶液过量沉淀溶解 Fe2 NaOH 溶液 先产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色 K3Fe(CN)6 (铁氰化钾)溶液 产生蓝色沉淀 Fe3 NaOH 溶液 产生红褐色沉淀 Cu2 NaOH 溶液 产生蓝色沉淀 (2)依
17、据生成气体检验或推断 NH 4 浓NaOH溶液 加热 产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。 (3)依据显示特殊颜色检验或推断 阳离子 试剂或方法 实验现象(证据) H 紫色石蕊溶液 溶液变红 Na 焰色反应 黄色火焰 K 焰色反应 紫色火焰(透过蓝色钴玻璃) Fe3 KSCN 溶液 溶液呈红色 Fe2 先加 KSCN 溶液再加氯水 先无明显变化,再变红色 2常见阴离子的检验与推断依据 (1)依据生成沉淀检验或推断 阴离子 试剂 实验现象(证据) Cl Br I AgNO3溶液和稀 HNO3 产生白色沉淀 AgCl 产生淡黄色沉淀 AgBr 产生黄色沉淀 AgI SO2 4 稀盐酸和 BaCl2
18、溶液 加盐酸无明显现象, 加 BaCl2溶液产生白色沉淀 CO2 3 CaCl2溶液和稀盐酸 加 CaCl2溶液产生白色沉淀,再加盐酸沉淀溶 解,产生无色无味气体 (2)依据生成气体检验或推断 阴离子 试剂 实验现象(证据) CO2 3 稀盐酸和澄清石灰水 产生无色、无味能使澄清石灰水变浑浊的气体 HCO 3 稀盐酸和澄清石灰水 产生无色、无味能使澄清石灰水变浑浊的气体 SO2 3 稀 H2SO4和品红溶液 加硫酸产生有刺激性气味的气体,且气体能使品 红溶液褪色 HSO 3 稀 H2SO4和品红溶液 加硫酸产生有刺激性气味的气体,且气体能使品 红溶液褪色 (3)依据显示特殊颜色检验或推断 Br
19、 I 氯水 CCl4 有机层(下层) 橙红色,表明有Br 紫红色,表明有I I 氯水或H2O2 淀粉溶液 溶液变蓝,表明有 I 。 3离子推断的“四原则” (1)向某溶液中加入 BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再加入稀盐酸,沉淀不消失,则溶液中一 定存在 SO2 4() 错因:Ag 干扰。 (2)向某溶液中加入 Ba(NO3)2溶液, 产生不溶于稀 HNO3的白色沉淀, 则溶液中一定存在 SO2 4 () 错因:SO2 3、HSO 3干扰。 (3)向某溶液中加入 Ca(OH)2溶液,有白色沉淀生成,则溶液中一定存在 CO2 3() 错因:HCO 3、SO 2 3、HSO 3干扰。 (4)某溶液
20、的焰色反应呈黄色,则溶液中一定有钠元素,不能确定是否有钾元素() (5)无色溶液加入 CCl4无现象,滴加氯水后 CCl4层呈紫红色,则溶液中一定存在 I () (6)向某溶液中加入稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,溶液中一定存在 CO2 3() 错因:HCO 3、SO 2 3、HSO 3干扰。 在练习中体会“四原则” 某无色透明溶液中可能大量存在 Ag 、Mg2、Cu2、Fe3、Na中的几种,请填写下列空白: (1)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是_。 (2)取少量原溶液,加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成;再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失。 说明原溶液中肯定存在的离子是_,有关
21、的离子方程式为_。 (3)取(2)中的滤液,加入过量的稀氨水(NH3 H2O),出现白色沉淀,说明原溶液中肯定有 _,有关的离子方程式为_。 (4)原溶液可能大量存在的阴离子是下列的_(填字母)。 ACl BNO 3 CCO 2 3 DOH 答案 (1)Cu2 、Fe3 (2)Ag AgCl=AgCl (3)Mg2 Mg22NH 3 H2O=Mg(OH)22NH 4 (4)B 离子检验中的常见干扰离子以及排除措施 待检离子 干扰离子 排除措施 Cl SO2 4 加过量的 Ba(NO3)2溶液 CO2 3 加稀硝酸酸化 OH SO2 4 CO2 3 加盐酸酸化 SO2 3 Ag SO2 3 CO
22、2 3 加盐酸后将产生的气体通入品红溶液中,溶液褪色 CO2 3 SO2 3 加硝酸后将产生的无色无味气体通入澄清石灰水, 溶 液变浑浊 题组一 常见离子的检验及干扰因素的排除 1下列关于离子检验的说法正确的是( ) A检验溶液中是否含有 Ba2 :取少量待测液,向其中加入少量稀硫酸,若有白色沉淀产生, 则溶液中含有 Ba2 B检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁,可选用的试剂是酸性 KMnO4溶液 C检验溶液中是否含有 CO2 3:取少量待测液,向其中加入适量稀盐酸,观察是否有大量气 泡产生 D在未知溶液中滴加 BaCl2溶液出现白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,说明该未知溶液 中存在
23、 SO2 4或 SO 2 3 答案 B 解析 如果溶液中含有 Ca2 、Ag等,向其中加入少量稀硫酸,会有硫酸钙、硫酸银等白色 沉淀产生,所以不能确定溶液中含有 Ba2 ,故 A 项错误;硫酸亚铁可将酸性 KMnO 4还原而 使酸性 KMnO4溶液褪色,故 B 项正确;HCO 3、SO 2 3、HSO 3遇稀盐酸也可产生大量气泡, 故 C 项错误;若存在 Ag ,加入 BaCl 2溶液会产生氯化银白色沉淀,故 D 项错误。 2下列离子在未知溶液中的检验方法正确的是( ) 选项 离子 检验方法 A CO2 3 向样品中加入足量盐酸,将生成的无色无味的气体通入澄清石灰水中, 观察溶液是否变浑浊 B
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