新教材宁陕2024届高考化学一轮复习学案第2章元素与物质世界第6讲离子共存离子检验与推断鲁科版

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考点一 离子共存的判断
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________________________；若离子之间能____________________，则不能大量共存。
2．判断离子能否大量共存的四个方面
(1)因生成沉淀(或微溶性物质)不能大量共存
(2)因生成难电离的物质或气体不能大量共存
(3)强氧化性与强还原性的离子(或分子)在溶液中会发生氧化还原反应不能大量共存。
判断下表中所列离子能否发生氧化还原反应，能反应的打“√”，不能反应的打“×”。
(4)易水解的阳离子和阴离子会发生相互促进的水解反应而不能大量共存，常见离子如下：
①Al3＋与__________、__________、________、________、[Al(OH)4]－、SiOeq \\al(2－,3)。
②Fe3＋与________、________、[Al(OH)4]－、SiOeq \\al(2－,3)。
(1)在做有关离子共存题目时，还应注意题干中的“关键词”，如
①“一定大量共存”还是“可能大量共存”。
②“透明溶液”还是“无色透明溶液”，CuSO4溶液为蓝色透明溶液，NaCl为无色透明溶液。
③“酸性”“碱性”或其他指定离子。
(2)常见有颜色的离子
Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、CrOeq \\al(2－,4)、MnOeq \\al(－,4)、[Fe(SCN)6]3－等。
一、判断离子共存，注意附加条件
1．下列溶液中，离子一定能大量共存的有哪些？
(1)使酚酞溶液变红的溶液：Na＋、Cl－、SOeq \\al(2－,4)、Fe3＋
(2)使紫色石蕊溶液变红的溶液：Fe2＋、Mg2＋、NOeq \\al(－,3)、Cl－
(3)常温下，c(H＋)＝1×10－13 ml·L－1的溶液中：NHeq \\al(＋,4)、Al3＋、SOeq \\al(2－,4)、NOeq \\al(－,3)
(4)碳酸氢钠溶液：K＋、SOeq \\al(2－,4)、Cl－、H＋
(5)含大量Fe3＋的溶液中：NHeq \\al(＋,4)、Na＋、Cl－、SCN－
(6)强碱溶液中：Na＋、K＋、[Al(OH)4]－、COeq \\al(2－,3)
(7)常温下，pH＝1的溶液中：K＋、Fe2＋、Cl－、NOeq \\al(－,3)
(8)加入铝粉有氢气产生的溶液中：K＋、Na＋、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)
(9)由水电离出的c水(H＋)＝1×10－12 ml·L－1的溶液：Na＋、K＋、Cl－、NOeq \\al(－,3)
(10)c(H＋)∶c(OH－)＝1∶10－2的溶液：K＋、Ba2＋、ClO－、COeq \\al(2－,3)
(11)澄清透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、Br－、Cl－
________________________________________________________________________________
二、因氧化还原反应不能大量共存的离子判断
2．(1)S2－与SOeq \\al(2－,3)，Cl—与ClO－在碱性条件下能否大量共存：________(填“能”或“不能”)。写出上述两组离子在酸性条件下反应的离子方程式：__________________________________、
________________________________。
(2)判断下列几组离子能否大量共存，不能大量共存的说明理由。
①Na＋、Fe2＋、NOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,4)：________________________________________________________。
②H＋、Fe2＋、NOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,4)：______________________________________________________。
③向含有Fe2＋、Cl－、Na＋、H＋的溶液中滴入H2O2：___________________________________。
考点二 离子的检验与推断
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：①生成沉淀；②生成气体；③显现特殊颜色。
(1)依据生成的沉淀检验或推断
(2)依据生成的气体检验或推断
NHeq \\al(＋,4)eq \(―――――→,\s\up7(浓NaOH溶液),\s\d5(加热))产生使湿润的红色石蕊试纸______的气体。
(3)依据显示特殊颜色检验或推断
2.常见阴离子的检验与推断依据
(1)依据生成的沉淀检验或推断
(2)依据生成的气体检验或推断
(3)依据显示特殊颜色检验或推断
①
②eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(Br－,I－))eq \(――→,\s\up7(氯水),\s\d5(CCl4))有机层下层eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(橙红色，表明有 ,紫红色，表明有 ))
③I－eq \(――――――→,\s\up7(①氯水或H2O2),\s\d5(②淀粉溶液))溶液变____，表明有______
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SOeq \\al(2－,4)( )
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SOeq \\al(2－,4)
( )
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COeq \\al(2－,3)( )
4．某溶液的焰色试验呈黄色，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COeq \\al(2－,3)( )
一、常见离子的检验及干扰因素的识别
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COeq \\al(2－,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SOeq \\al(2－,4)或SOeq \\al(2－,3)
2．下列离子在未知溶液中的检验方法正确的是( )
离子检验中的常见干扰离子以及排除措施
二、从定性、定量的角度推断离子或物质
3．一瓶无色澄清的溶液，其中可能含有H＋、NHeq \\al(＋,4)、Na＋、Al3＋、Fe3＋、I－、NOeq \\al(－,3)、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)、[Al(OH)4]－。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＋、COeq \\al(2－,3)、[Al(OH)4]－，不能确定是否有NOeq \\al(－,3)
C．该溶液可能是NH4NO3与HI的混合
D．一定没有Al3＋、COeq \\al(2－,3)和NOeq \\al(－,3)
4．某澄清溶液中含有下表离子中的一种或多种。
分别取它的水溶液两份进行实验，结果如下：
①向一份溶液中加入过量盐酸，产生气泡，溶液颜色变深，但仍澄清；
②继续向①溶液中加入少许四氯化碳，振荡，静置，下层呈现紫红色，上层溶液呈现黄色；
③向另一份溶液中加入过量氢氧化钠溶液，产生沉淀质量与加入碱液的体积关系如图所示。
根据以上信息，回答下列问题：
(1)原溶液中肯定含有的离子是________________________________________________。
(2)①中生成的气体是____________(填化学符号)，它具有的性质是____________(填字母)。
A．无色有毒
B．能被NaOH溶液吸收
C．属于大气污染物
D．难溶于水
(3)①中发生反应的离子方程式有__________________________________________________。
(4)③中沉淀溶解的化学方程式是__________________________________________________。
5．已知1 L某待测液中除含有0.2 ml·L－1 Na＋外，还可能含有下列离子中的一种或几种：
现进行如下实验操作(每次实验所加试剂均过量)：
(1)由气体B可确定待测液中含有的离子是_________________________________________。
(2)由沉淀D和沉淀E可以判断待测液中一定含有的离子是__________________，据此可以排除的离子是__________________。
(3)由白色沉淀B可确定待测液中含有的离子是____________。
(4)某同学读图后，认为待测液中一定不含溴离子，他判断的依据是_____________________。
(5)综合分析，待测液中K＋的最小浓度为___________________________________________。
答题规范(1) 离子检验操作现象描述
实验操作(取少量或适量待检溶液于试管中，加入……试剂，再加入……试剂)
⇓
现象描述(①溶液由……变为……，②若有……生成，③若没有……等)
⇓
得出结论(如“若……说明……，若……说明……”)
(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。
[查阅资料](NH4)2SO4在260 ℃和400 ℃时分解产物不同。
[实验探究]该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。
连接装置A－D－B，检查气密性，按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后，于400 ℃加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SOeq \\al(2－,3)，无SOeq \\al(2－,4)。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。
检验装置D内溶液中有SOeq \\al(2－,3)而无SOeq \\al(2－,4)的实验操作和现象是___________________________。
解题思路 (1)明确原理：依据题目要求，明确检验的原理，根据原理确定方法。如SOeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)都与Ba2＋产生沉淀，但BaSO3可溶于盐酸而BaSO4不溶于盐酸。
(2)叙述操作：取液体(水层少量液体)、加试剂(如加BaCl2溶液、加盐酸酸化等)。
(3)描述现象：观察产生沉淀及沉淀如何变化，要明确具体。
(4)得出结论：由什么现象得出对应结论，如“若……说明……，若……说明……”。
1．按要求回答下列问题：
(1)结晶析出Na2S2O3·5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论：_____________________。
已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2Oeq \\al(2－,3)＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
(2)榴石矿石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。试设计实验证明榴石矿石中含有FeO(试剂任选，说明实验操作与现象)：______________________________________。
2．为了探究AgNO3的氧化性，某化学兴趣小组设计了如下实验。将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag＋除尽后，进行了如下实验，可选用试剂：KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。
请完成下表：
[实验结论] Fe的氧化产物为Fe2＋和Fe3＋。
1．(2022·湖北，4)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
A．在0.1 ml·L－1氨水中：Ag＋、Cu2＋、NOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,3)
B．在0.1 ml·L－1氯化钠溶液中：Fe3＋、I－、Ba2＋、HCOeq \\al(－,3)
C．在0.1 ml·L－1醋酸溶液中：SOeq \\al(2－,4)、NHeq \\al(＋,4)、Br－、H＋
D．在0.1 ml·L－1硝酸银溶液中：K＋、Cl－、Na＋、COeq \\al(2－,3)
2．(2022·全国乙卷，9)某白色粉末样品，可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量样品进行如下实验：
①溶于水，得到无色透明溶液；②向①的溶液中滴加过量稀盐酸，溶液变浑浊，有刺激性气体逸出，离心分离；③取②的上层清液，向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。
该样品中确定存在的是( )
A．Na2SO4、Na2S2O3B．Na2SO3、Na2S2O3
C．Na2SO4、Na2CO3D．Na2SO3、Na2CO3
3．(2022·广东，4)实验室进行粗盐提纯时，需除去Ca2＋、Mg2＋和SOeq \\al(2－,4)，所用试剂包括BaCl2以及( )
A．Na2CO3、NaOH、HCl
B．Na2CO3、HCl、KOH
C．K2CO3、HNO3、NaOH
D．Na2CO3、NaOH、HNO3
4．(2021·湖南，12)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( )
5.(2020·全国卷Ⅱ，8)某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的两种组成，进行如下实验：①混合物溶于水，得到澄清透明溶液；②做焰色试验，通过钴玻璃可观察到紫色；③向溶液中加碱，产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为( )
A．KCl、NaCl B．KCl、MgSO4
C．KCl、CaCO3D．MgSO4、NaCl离子
不能大量共存的离子
Ba2＋、Ca2＋
________________、SiOeq \\al(2－,3)、POeq \\al(3－,4)等
Ag＋
________________________、POeq \\al(3－,4)、S2－等
H＋
[Al(OH)4]－、SiOeq \\al(2－,3)等
S2－
Zn2＋、________________________等
COeq \\al(2－,3)
Ba2＋、Ca2＋、______________、Ag＋等
OH－
Mg2＋、______________、Zn2＋等
[Al(OH)4]－
H＋、HCOeq \\al(－,3)、HSOeq \\al(－,3)等
离子
不能大量共存的离子
H＋
弱酸阴离子(______、________、________、________、S2－、HS－等)
OH－
________、________、________、HS－等
S2－
SOeq \\al(2－,3)
I－
Fe2＋
Br－
Cl－
MnOeq \\al(－,4)(H＋)
ClO－
__(酸性)
NOeq \\al(－,3)(H＋)
—
—
Fe3＋
阳离子
试剂
实验现象(依据)
Mg2＋
NaOH溶液
开始产生________色沉淀，NaOH溶液过量沉淀________
Al3＋
NaOH溶液
开始产生______色沉淀，NaOH溶液过量沉淀______
Fe2＋
NaOH溶液
先产生______色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为______色
K3[Fe(CN)6]溶液
产生____色沉淀
Fe3＋
NaOH溶液
产生______色沉淀
Cu2＋
NaOH溶液
产生____色沉淀
阳离子
试剂或方法
实验现象(依据)
H＋
紫色石蕊溶液
溶液变____
Na＋
焰色试验
____色火焰
K＋
焰色试验
____色火焰(透过蓝色钴玻璃)
Fe3＋
KSCN溶液
溶液呈____色
Fe2＋
先加KSCN溶液再加氯水
先无明显变化，后变____色
阴离子
试剂
实验现象(依据)
Cl－
Br－
I－
AgNO3溶液和稀HNO3
产生______沉淀：AgCl
产生________沉淀：AgBr
产生______沉淀：AgI
SOeq \\al(2－,4)
稀盐酸和BaCl2溶液
加稀盐酸________现象，再加BaCl2溶液产生______沉淀
COeq \\al(2－,3)
CaCl2溶液和稀盐酸
加CaCl2溶液产生______沉淀，再加稀盐酸沉淀______，产生无色______气体
阴离子
试剂
实验现象(依据)
COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)
稀盐酸和澄清石灰水
产生无色、无味能使澄清石灰水________的气体
SOeq \\al(2－,3)、HSOeq \\al(－,3)
稀H2SO4和品红溶液
加稀硫酸产生有______________的气体，且气体能使____________褪色
选项
离子
检验方法
A
COeq \\al(2－,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
SOeq \\al(2－,4)
向样品中先加入稀硝酸酸化，再滴加氯化钡溶液，观察是否有白色沉淀生成
C
Fe2＋
取少量溶液于试管中，加入酸性高锰酸钾溶液，观察溶液紫色是否褪去
D
I－
取少量溶液于试管中，加入新制氯水，再加入淀粉溶液，观察溶液是否变蓝色
待检离子
干扰离子
排除措施
Cl－
SOeq \\al(2－,4)
加过量的Ba(NO3)2溶液
COeq \\al(2－,3)
加稀硝酸酸化
OH－
SOeq \\al(2－,4)
COeq \\al(2－,3)
加盐酸酸化
SOeq \\al(2－,3)
Ag＋
SOeq \\al(2－,3)
COeq \\al(2－,3)
加盐酸后将产生的气体通入品红溶液中，溶液褪色
COeq \\al(2－,3)
SOeq \\al(2－,3)
加硝酸后将产生的无色无味气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊
阳离子
Fe2＋、Fe3＋、Al3＋
阴离子
SOeq \\al(2－,3)、COeq \\al(2－,3)、SiOeq \\al(2－,3)、I－、NOeq \\al(－,3)
阳离子
K＋、NHeq \\al(＋,4)、Mg2＋、Ba2＋、Fe3＋
阴离子
Cl－、Br－、COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,4)
操作
现象
结论
取少量除尽Ag＋后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡
存在Fe3＋
取少量除尽Ag＋后的溶液于试管中，加入________，振荡
存在Fe2＋
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===[Al(OH)4]－＋4NHeq \\al(＋,4)
B
H＋、K＋、S2Oeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)
不能大量共存，因发生反应：2H＋＋S2Oeq \\al(2－,3)===S↓＋SO2↑＋H2O
C
Na＋、Fe3＋、SOeq \\al(2－,4)、H2O2
能大量共存，粒子间不反应
D
H＋、Na＋、Cl－、MnOeq \\al(－,4)
能大量共存，粒子间不反应