2023屆新高考化學(xué)選考一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案-第3講　離子共存、檢驗(yàn)與推斷

第3講離子共存、檢驗(yàn)與推斷內(nèi)容要求了解常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)方法。知識(shí)點(diǎn)1離子共存一、離子共存的本質(zhì)幾種離子在同一溶液中能大量共存,就是指離子之間不發(fā)生任何反應(yīng);若離子之間能發(fā)生反應(yīng),則不能大量共存。二、判斷離子能否大量共存的“四個(gè)要點(diǎn)”判斷多種離子能否大量共存于同一溶液中,歸納起來(lái)就是一色、二性、三特殊、四反應(yīng)。1.一色——溶液顏色幾種常見(jiàn)離子的顏色:離子Cu2+Fe3+Fe2+MnO溶液顏色藍(lán)色棕黃色淺綠色紫紅色2.二性——溶液的酸堿性(1)在強(qiáng)酸性溶液中,OH-及弱酸陰離子(如CO32-、SO32-、S(2)在強(qiáng)堿性溶液中,H+及弱堿陽(yáng)離子(如NH4+、Al3+、Fe3.三特殊——三種特殊情況(1)AlO2-與HCO3-不能大量共存:AlO2-+HCO3-+H(2)“NO3-+H+”組合具有強(qiáng)氧化性,能與S2-、Fe2+、I-、S(3)NH4+與CH3COO-、CO32-4.四反應(yīng)——四種反應(yīng)類型(1)復(fù)分解反應(yīng)型①生成難溶物或微溶物的離子不能大量共存②生成氣體及揮發(fā)性物質(zhì)的離子不能大量共存離子不能大量共存的離子H+S2O32-、SO32-、HSO3-OH-NH③生成難電離物質(zhì)(水、弱酸、一水合氨等)H+與CH3COO-、CO32-、S2-、SO32-、ClO-等生成弱酸不能大量共存;OH-與N(2)氧化還原反應(yīng)型具有較強(qiáng)氧化性的離子與具有較強(qiáng)還原性的離子,會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。氧化性離子還原性離子ClO-、MnO4-(HNO3-(H+)、FeCr2O72Fe2+(可與Fe3+共存)、S2-、I-、SO32-、HS(3)水解相互促進(jìn)型①常見(jiàn)的因發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存的離子如下:a.Al3+與CO32-、HCO3-、S2-、HS-b.Fe3+與CO32-、HCO3-②NH4+與CH3COO-、CO32-(4)絡(luò)合反應(yīng)型離子間因發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能大量共存,常見(jiàn)的反應(yīng)有①Fe3+與SCN-因生成Fe(SCN)3而不能大量共存;②Ag+與NH3·H2O因生成[Ag(NH3)2]+而不能大量共存。1.澄清透明的溶液中,Mg2+、Cu2+、SO42-2.能使酚酞溶液變紅的溶液中,NH4+、Ca2+、CH3COO-、N3.能使甲基橙變紅的溶液中,Na+、Ba2+、Cl-、HCO34.常溫下pH=7的溶液中,NH4+、Fe3+、Br-、S5.加入NaOH溶液后的溶液中,Na+、K+、Cl-、AlO26.含有大量NO3-的溶液中,H+、Fe2+、Cl-、S答案:1.√2.×3.×4.×5.√6.×題點(diǎn)一顏色、酸堿性條件下的離子共存1.下列溶液中能大量共存的離子組是(D)A.pH=13的溶液:K+、Ba2+、NO3-B.無(wú)色透明溶液:Na+、Fe2+、SO42C.常溫下,水電離的c(H+)=10-13mol·L-1的溶液:NH4+、K+、COD.能使紫色石蕊溶液變紅的溶液:Mg2+、Na+、Cl-、SO解析:A.pH=13的溶液中HCO3-不能大量存在,錯(cuò)誤;B.溶液中存在Fe2+顯淺綠色,錯(cuò)誤;C.水電離的c(H+)=10-13mol·L-1的溶液pH為1或13,堿性溶液中NH4+不能大量存在,酸性溶液中CO32-不能大量存在,錯(cuò)誤;D.能使紫色石蕊溶液變紅的是酸性溶液,其中Mg2+2.酸度(AG)可表示溶液的酸堿性,用公式表示為AG=lgc(A.NH4+、Ca2+、Cl-、HCOOB.Al3+、K+、Br-、S2OC.Na+、K+、ClO-、S2- D.NH4+、Fe2+、I-解析:AG=lgc(H+)c(OH-)。常溫下,AG=1的溶液,c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性。A.HCOO-與H+不能大量共存;B.S2O32-與H+不能大量共存;C.ClO-、S2-溶液酸堿性的判斷方法1.常見(jiàn)表示溶液呈酸性的表述(1)常溫下,pH=1的溶液;(2)使pH試紙變紅的溶液;(3)使甲基橙呈紅色的溶液;(4)與鎂粉反應(yīng)放出氫氣的溶液;(5)c(OH-)=1×10-14mol·L-1的溶液或c(2.常見(jiàn)表示溶液呈堿性的表述(1)常溫下,pH=14的溶液;(2)使pH試紙變藍(lán)的溶液;(3)使酚酞溶液變紅的溶液;(4)c(H+)=1×10-14mol·L-1的溶液;(5)通入NH3或加入Na2O2的溶液。3.常見(jiàn)表示溶液既能呈酸性也能呈堿性的表述(1)與鋁粉反應(yīng)放出氫氣的溶液;(2)常溫下水電離出的c(OH-)=1×10-12mol·L-1的溶液;(3)與NH4HCO3反應(yīng)能產(chǎn)生氣體的溶液。題點(diǎn)二特定情況下的離子共存3.室溫下,下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是(B)A.0.1mol·L-1FeCl3溶液:Na+、ClO-、SO42B.0.1mol·L-1NaOH溶液:K+、NO3-、Br-C.0.1mol·L-1H2S溶液:Cu2+、Na+、I-、SOD.0.1mol·L-1KI溶液:Mg2+、NH4+、MnO解析:A.鐵離子和碳酸根離子水解相互促進(jìn),不能大量共存,錯(cuò)誤;B.四種離子在堿性條件下共存,正確;C.Cu2+與H2S反應(yīng)生成CuS沉淀而不能大量存在,錯(cuò)誤;D.碘離子能被高錳酸根氧化,不能共存,錯(cuò)誤。4.下列離子組在溶液中能大量共存且通入相應(yīng)氣體后仍能大量存在的是(D)選項(xiàng)離子組通入氣體ACl-、Ca2+、HCO3-氨氣BBa2+、Na+、Cl-、NO二氧化硫CAl3+、HCO3-、SO氯化氫DK+、Na+、HSO3-二氧化碳解析:A.Cl-、Ca2+、HCO3-、NH4+可以大量共存,但通入氨氣后,溶液顯堿性,HCO3-轉(zhuǎn)化為CO32-,CO32-與Ca2+反應(yīng)生成CaCO3沉淀,不能大量共存;B.Ba2+、Na+、Cl-、NO3-可以大量共存,但通入二氧化硫后,二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸使溶液顯酸性,酸性條件下NO3-將SO32-警惕特定條件下的“隱含”因素解題時(shí)要充分考慮指定微?；蛭镔|(zhì)對(duì)溶液酸堿性、氧化性和還原性的影響。如:1.含有大量Fe3+的溶液,隱含溶液呈酸性,并具有較強(qiáng)氧化性。2.含有大量NO33.含有大量S2-、I-、Fe2+的溶液,隱含溶液具有強(qiáng)還原性。4.含有大量CO32-、AlO2-知識(shí)點(diǎn)2離子檢驗(yàn)與推斷一、常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)離子試劑現(xiàn)象注意Cl-、Br-、I-AgNO3溶液和稀硝酸AgCl(白色)、AgBr(淡黃色)、AgI(黃色)—NH濃NaOH溶液和濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,且氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)加熱Fe3+NaOH溶液紅褐色沉淀—KSCN溶液溶液呈紅色—SO稀硫酸和品紅溶液產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,且氣體能使品紅溶液褪色HSO3Na+、K+Pt(Fe)絲和稀鹽酸火焰分別呈黃色、紫色K+要透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃片觀察焰色Mg2+NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀—Al3+NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀,NaOH過(guò)量沉淀又溶解NaOH溶液逐滴滴加至過(guò)量Cu2+NaOH溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀—二、?？茧x子的檢驗(yàn)與干擾排除1.SO4(1)檢驗(yàn)方法被檢液取清液有白色沉淀生成(含有SO42-(2)排除干擾Ag+的干擾先用鹽酸酸化,能防止Ag+干擾CO32的干擾因?yàn)锽aCO3、BaSO3也是白色沉淀,與BaSO4白色沉淀不同的是這些沉淀能溶于鹽酸中,因此檢驗(yàn)SO42-時(shí),必須用鹽酸酸化(不能用HNO3、H22.CO3(1)檢驗(yàn)方法被檢液產(chǎn)生白色沉淀產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味氣體變渾濁(2)排除干擾HCO的干擾若被檢液中不含CO32-而含有HCO3-,則加入CaCl2(或BaCl2SO的干擾因?yàn)镃aSO3與CaCO3一樣,也是白色沉淀,且CaSO3也能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體(SO2),但SO2是有刺激性氣味的氣體,故可用無(wú)色、無(wú)味來(lái)排除SO33.Fe2+的檢驗(yàn)(1)溶液中只含F(xiàn)e2+:可用KSCN溶液和氯水檢驗(yàn)。(2)溶液中含F(xiàn)e2+、Fe3+,不含Cl-時(shí),可加入酸性KMnO4溶液,溶液褪色,說(shuō)明溶液中含有Fe2+,不能用KSCN溶液和氯水,原因是Fe3+形成干擾。(3)溶液中含有Fe2+、Fe3+、Cl-時(shí),加入K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液,生成藍(lán)色沉淀,不能用酸性KMnO4溶液,原因是Cl-也能使酸性KMnO4溶液褪色,Cl-能形成干擾。三、離子推斷的“四原則”1.某溶液中滴加KSCN溶液呈紅色,則溶液中含有Fe3+,不含F(xiàn)e2+。()2.某溶液的焰色反應(yīng)呈黃色,則溶液中一定有Na+,不能確定是否有K+。()3.向某溶液中加入Ca(OH)2溶液,有白色沉淀生成,說(shuō)明溶液中存在CO34.向某溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再加入稀硝酸,沉淀不消失,則溶液中含有Ag+。()5.向某溶液中加入淀粉溶液,無(wú)明顯現(xiàn)象,再滴加H2O2溶液,溶液變藍(lán),說(shuō)明溶液中存在I-。()6.向某溶液中加入稀鹽酸,產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體,則溶液中可能存在HSO3答案:1.×2.√3.×4.×5.√6.√題點(diǎn)一離子檢驗(yàn)1.下列檢驗(yàn)離子的方法及現(xiàn)象描述正確的是(D)A.檢驗(yàn)Al3+:滴入NaOH溶液,產(chǎn)生白色沉淀B.檢驗(yàn)SiO3C.檢驗(yàn)Na+:將用稀硫酸清洗的鉑絲蘸取少量溶液在酒精燈上灼燒,觀察火焰呈黃色D.檢驗(yàn)Cl-:確定溶液中無(wú)SO42-、SO解析:A.當(dāng)存在Mg2+、Zn2+等離子時(shí),加入NaOH溶液也會(huì)產(chǎn)生白色沉淀,錯(cuò)誤;B.若原溶液中存在Ba2+,但不存在硅酸根離子,加入稀硫酸現(xiàn)象相同,錯(cuò)誤;C.焰色試驗(yàn)中不能用稀硫酸清洗鉑絲,應(yīng)用稀鹽酸,錯(cuò)誤;D.確定溶液中無(wú)SO42-、SO2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論正確的是(C)A.將鐵與水高溫下反應(yīng)后的產(chǎn)物完全溶于鹽酸,再滴加KSCN溶液,沒(méi)有出現(xiàn)紅色,則此時(shí)沒(méi)有Fe3O4產(chǎn)生B.在某固體試樣加水后的溶液中,滴加NaOH溶液,沒(méi)有產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,則固體試樣中不存在NHC.將某固體試樣完全溶于水,滴加鹽酸出現(xiàn)白色沉淀,再加NaOH溶液沉淀溶解,則固體試樣中可能存在AlOD.將某固體試樣完全溶于稀硫酸,產(chǎn)生使品紅溶液褪色的氣體,則固體試樣中存在SO解析:A.鐵與水高溫下反應(yīng),可能有未完全反應(yīng)的鐵將Fe3O4與鹽酸反應(yīng)生成的鐵離子還原成亞鐵離子,則滴加KSCN溶液后,未出現(xiàn)紅色,錯(cuò)誤;B.在某固體試樣加水后的溶液中,滴加足量NaOH溶液并加熱,產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,則該固體試樣中存在NH4+,由于未加熱溶于水的氨氣可能未逸出,不能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán),錯(cuò)誤;C.AlO2-能溶于水,且與適量的鹽酸反應(yīng)生成氫氧化鋁白色沉淀,生成的氫氧化鋁白色沉淀也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成可溶性的AlO2-,正確;D.將某固體試樣完全溶于稀硫酸,產(chǎn)生使品紅溶液褪色的氣體,該固體試樣中可能含有SO3.按要求回答下列問(wèn)題:(1)Na2SO3在空氣中容易變質(zhì),檢驗(yàn)樣品Na2SO3是否變質(zhì)(試劑任選)。簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論:

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(2)榴石礦石可以看作CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成。試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明榴石礦中含有FeO(試劑任選,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象):

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答案:(1)取少量Na2SO3樣品溶于足量稀鹽酸,靜置,取上層溶液(或過(guò)濾,取濾液)于一試管中,滴加BaCl2溶液,若產(chǎn)生白色沉淀則說(shuō)明含有Na2SO4雜質(zhì),即Na2SO3變質(zhì)(合理即可)(2)取礦石少許,加稀硫酸充分反應(yīng)后,向其中滴加酸性高錳酸鉀溶液,若紫色褪去,證明礦石中含有FeO(不能加鹽酸溶解)。離子檢驗(yàn)的答題模板實(shí)驗(yàn)操作(取少量或適量待檢溶液,加入……試劑,再加入……試劑)?現(xiàn)象描述(①溶液由……變?yōu)椤?②若有……生成,③若沒(méi)有……)?得出結(jié)論(如“若……說(shuō)明……,若……說(shuō)明……”)題點(diǎn)二離子(物質(zhì))推斷4.(2021·慈溪期末測(cè)試)實(shí)驗(yàn)探究是進(jìn)行科學(xué)發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造的實(shí)踐活動(dòng)。某溶液X中可能含有NO3-、Cl-、SO42-、CO32-、NH4下列說(shuō)法正確的是(A)A.若含有Fe3+,一定含有Cl-B.SO42-、NH4+C.CO32-、Al3+D.氣體甲、沉淀甲一定為純凈物解析:向溶液X中加入足量稀硫酸,有氣體乙產(chǎn)生,可能是CO32-與H+反應(yīng)產(chǎn)生的CO2,也可能是NO3-在酸性條件下與Fe2+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成的NO;溶液X與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)生成0.02mol氣體甲為NH3,即溶液X中含0.02molNH4+;向所得溶液甲中逐滴加入稀鹽酸,無(wú)明顯現(xiàn)象,故溶液X中無(wú)Al3+和CO32-;再繼續(xù)加入BaCl2溶液,生成沉淀乙,則沉淀乙為BaSO4,質(zhì)量為4.66g,物質(zhì)的量為0.02mol,即溶液X中含0.02molSO42-;所得沉淀甲應(yīng)為Fe(OH)2或Fe(OH)3或兩者的混合物,經(jīng)洗滌、灼燒后所得的固體乙為Fe2O3,質(zhì)量為1.6g,物質(zhì)的量為0.01mol,故溶液X中含0.02molFe2+或Fe3+或兩者均有,且物質(zhì)的量之和一定為0.02mol,由于溶液X中無(wú)CO32-,則生成氣體乙的反應(yīng)只能是NO3-與Fe2+的氧化還原反應(yīng),故溶液中一定含F(xiàn)e2+和NO3-,而所含陰離子的物質(zhì)的量相等,即NO3-的物質(zhì)的量也為0.02mol。故溶液X中已經(jīng)確定存在的陰離子有0.02molNO3-、0.02molSO42-,共帶0.06mol負(fù)電荷;0.02molNH4+,0.02molFeA.由于溶液要保持電中性,由上述分析知,當(dāng)溶液中含F(xiàn)e3+時(shí),溶液中一定含Cl-,正確;B.溶液中NO3-一定存在,錯(cuò)誤;C.K+可能存在,錯(cuò)誤;D.氣體甲為氨氣,是純凈物,但沉淀甲可能是Fe(OH)2或Fe(OH)5.固體混合物X含有KClO3、Na2SiO3、KAlO2、FeCl3中的幾種,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):①X溶于足量水,得到無(wú)色溶液Y和沉淀Z;②往沉淀Z中加足量稀鹽酸,沉淀部分溶解。下列說(shuō)法不正確的是(D)A.X中肯定含有FeCl3和Na2SiO3B.往溶液Y中加稀硫酸,若產(chǎn)生黃綠色氣體,則X中含有KClO3C.往溶液Y中通CO2,不一定生成白色沉淀D.往沉淀Z中加NaOH溶液,若沉淀部分溶解,則X中含有KAlO2解析:由題意知,①X溶于足量水,得到無(wú)色溶液Y和沉淀Z,沉淀可能含有H2SiO3、Al(OH)3、Fe(OH)3,②往沉淀Z中加足量稀鹽酸,沉淀部分溶解,則沉淀中一定含有H2SiO3、Fe(OH)3,可能含有Al(OH)3。綜合可知,不能確定X中是否含有KAlO2。A.X中肯定含有FeCl3和Na2SiO3,正確;B.往溶液Y中加稀硫酸,若產(chǎn)生黃綠色氣體,則為酸性條件下氯離子與氯酸根離子反應(yīng)產(chǎn)生氯氣,則X中含有KClO3,正確;C.溶液Y若無(wú)KAlO2,則往溶液Y中通CO2,不生成白色沉淀,正確;D.往沉淀Z中加NaOH溶液,若沉淀部分溶解,為H2SiO3與NaOH反應(yīng),不一定含有KAlO2,不正確?！?點(diǎn)”注意突破離子推斷題1.注意有顏色的離子與溶液的顏色是否一致。2.根據(jù)某個(gè)現(xiàn)象推出含有的某種離子,注意該離子是否為前面操作中引入。3.注意未確定離子是否在題中設(shè)計(jì)的某環(huán)節(jié)中已發(fā)生轉(zhuǎn)化。4.注意推斷結(jié)果中的離子是否能共存于同一溶液中。5.多離子共存的定量推斷,注意溶液是否滿足電中性原則。最后一種未知離子的量,可用電荷守恒確定。當(dāng)堂檢測(cè)1.某溶液加入鋁粉能放出氫氣,在該溶液中可能大量共存的離子組是(C)A.NH4+、NO3-B.Na+、Ba2+、HCO3-C.NO3-、K+、AlOD.NO3-、Mg2+、K+、CH3解析:某溶液加入鋁粉能放出氫氣說(shuō)明溶液既可以是非氧化性酸含有大量氫離子,也可以是強(qiáng)堿含有大量OH-,據(jù)此解題。A.NH4+與OH-不能大量共存,CO32-與H+不能大量共存,錯(cuò)誤;B.Ba2+與SO42-不能大量共存,且HCO3-與OH-和H+都不能大量共存,錯(cuò)誤;C.堿性溶液中該組離子間不會(huì)反應(yīng),可大量共存,正確;D.Mg2.(2021·湖南卷)對(duì)下列粒子組在溶液中能否大量共存的判斷和分析均正確的是(B)粒子組判斷和分析ANa+、Al3+、Cl-、NH3·H2O不能大量共存,因發(fā)生反應(yīng):Al3++4NH3·H2OAlO2-+4NH4+BH+、K+、S2O3SO不能大量共存,因發(fā)生反應(yīng):2H++S2O32-S↓+SO2↑+HCNa+、Fe3+、SO4H2O2能大量共存,粒子間不反應(yīng)DH+、Na+、Cl-、MnO能大量共存,粒子間不反應(yīng)解析:Al3+與NH3·H2O反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀,不生成AlO2-,A錯(cuò)誤;H+與S2O32-不能共存,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2H++S2O32-S↓+SO2↑+H2O,B正確;Fe3+可催化H2O23.下列通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論正確的是(A)A.某固體試樣可溶于過(guò)量的稀硫酸,原試樣中可能含有CuB.取某溶液進(jìn)行焰色試驗(yàn),透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰呈紫色,則其為鉀鹽溶液C.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又觀察到逐漸變成紅褐色,說(shuō)明只含F(xiàn)e2+不含Mg2+D.在未知溶液中滴加BaCl2溶液出現(xiàn)白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,說(shuō)明該未知溶液中存在SO42解析:Cu與稀硫酸不反應(yīng),但硝酸鹽在酸性條件下可氧化Cu,則固體試樣中可能是Cu和硝酸鹽的混合物,A正確;焰色試驗(yàn)為元素的性質(zhì),則為鉀鹽溶液或KOH溶液,B錯(cuò)誤;加入NaOH溶液得白色沉淀,又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色