2020版化学新增分大一轮苏教（江苏）讲义：专题2　化学反应第7讲

第7讲　离子共存　离子的检验和推断
考纲要求　了解Cl－、SO、CO、Na＋、K＋、Fe3＋、NH等常见离子的检验方法，能对常见物质的组成进行检验和分析。
考点一　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
溶液颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色

(2)二性——溶液的酸碱性
①在强酸性溶液中，OH－及弱酸根阴离子(如CO、SO、S2－、CH3COO－等)不能大量存在。
②在强碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子(如NH、Al3＋、Fe3＋等)不能大量存在。
(3)三特殊——三种特殊情况：
①AlO与HCO不能大量共存：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO。
②“NO＋H＋”组合具有强氧化性，能与S2－、Fe2＋、I－、SO等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
③NH与CH3COO－、CO，Mg2＋与HCO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。
①复分解反应：如Ba2＋与SO，NH与OH－，H＋与CH3COO－等。
②氧化还原反应：如Fe3＋与I－、S2－，NO(H＋)与Fe2＋等。
③相互促进的水解反应：如Al3＋与CO、HCO或AlO等。
④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－、SO、Fe3＋_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)K＋、Mg2＋、I－、ClO－___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)含有大量Fe3＋的溶液：Na＋、SCN－、Cl－、I－______________________________
________________________________________________________________________。
(4)含有大量NO的溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO______________________________
________________________________________________________________________。
(5)常温下，pH＝12的溶液：K＋、Cl－、SO、SiO、Ca2＋____________________。
(6)c(H＋)＝0.1 mol·L－1的溶液：Na＋、NH、SO、S2O______________________。
(7)使pH试纸显蓝色的溶液中：Cu2＋、NO、Fe3＋、SO______________________。
(8)与铝粉反应放出氢气的无色溶液中：NO、Al3＋、Na＋、SO________________。
(9)pH＝0的溶液中：Al3＋、NH、Ca2＋、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)NO在酸性条件下能氧化Fe2＋
(5)Ca2＋与SO、SiO反应生成沉淀
(6)S2O与H＋反应：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O
(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在酸性溶液中与铝粉反应不能放出氢气，Al3＋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＋、CrO、MnO等有色离子不能大量存在。
(2)“透明溶液”并不代表无色，也可以有色。

1.在一无色透明溶液中，下列各组离子能大量共存的是(　　)
A.H＋、Cl－、K＋、NO B.Cl－、Cu2＋、SO、NO
C.K＋、Na＋、HCO、Ca2＋ D.Fe3＋、NH、Cl－、I－
答案　AC
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。
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－、S2O、K＋
B.无色透明的溶液中：Fe3＋、NH、I－、CO
C.无色透明的溶液中：K＋、Cu2＋、NO、Cl－
D.澄清透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、Br－、Cl－
答案　D
解析　A项，H＋与S2O不能大量共存；B项，Fe3＋有颜色、Fe3＋与I－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
①常温下，pH＜7的溶液；②使pH试纸变红的溶液；③使甲基橙呈红色的溶液；④与镁粉反应放出氢气的溶液；⑤常温下，c(OH－)＜1×10－7 mol·L－1的溶液。
(2)常见表示呈碱性的溶液
①常温下，pH＞7的溶液；②使pH试纸变蓝的溶液；③使酚酞溶液变红的溶液；④常温下，c(H＋)＜1×10－7 mol·L－1的溶液。
(3)常见表示可能呈酸性也可能呈碱性的溶液
①与铝粉反应放出氢气的溶液；②常温下水电离出的c(OH－)＝1×10－12 mol·L－1的溶液；③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。

3.(2018·广西联考)常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)
A.强酸溶液中：CrO、K＋、Cl－、Na＋
B.0.1 mol·L－1 的FeCl2溶液中：H＋、Al3＋、SO、NO
C.加入Mg能放H2的溶液中：Na＋、NH、Cl－、SO
D.＝1.0×10－13 mol·L－1的溶液中：NH、Ca2＋、Cl－、HCO
答案　C
解析　CrO与H＋反应生成Cr2O，不能大量共存，A项错误；Fe2＋、NO、H＋在溶液中能发生氧化还原反应，不能大量共存，B项错误；加入Mg能放出H2的溶液为酸性溶液，题给的4种离子在酸性溶液中能大量共存，C项正确；＝1.0×10－13 mol·L－1的溶液中c(H＋)＝0.1 mol·L－1，为酸性溶液，HCO不能大量存在，D项错误。
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＋、SO、AlO
B.水电离产生的c(H＋)＝10－13 mol·L－1的溶液中：K＋、Ca2＋、NO、HCO
C.＝1×1012的溶液中：NH、Na＋、CO、SiO
D.pH＝14的溶液中：Na＋、AlO、SO、Cl－
答案　D
解析　A项，使甲基橙变红的溶液显酸性，SO、AlO均不能大量共存；B项，可能是酸性或碱性溶液抑制水的电离，HCO与H＋、OH－均不能大量共存；C项，溶液显酸性，CO、SiO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的酸性溶液，隐含溶液具有强氧化性。
(3)含有大量S2－、SO、AlO的溶液，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(　　)
A.Na＋、H＋、Cl－、NO B.K＋、Ba2＋、OH－、I－
C.Na＋、Mg2＋、Cl－、SO D.Cu2＋、S2－、Br－、ClO－
答案　C
解析　A项中H＋、NO能将(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体溶于水后产生的Fe2＋氧化为Fe3＋；B项中OH－与NH、Fe2＋不能大量共存，Ba2＋与SO不能大量共存；D项中S2－与Cu2＋、ClO－不能大量共存。
6.下列溶液一定能大量共存的是(　　)
A.c(ClO－)＝1.0 mol·L－1的溶液中：Na＋、K＋、S2－、SO
B.c(Fe2＋)＝1 mol·L－1的溶液中：K＋、Fe3＋、Cl－、SO
C.0.1 mol·L－1 AgNO3溶液中：H＋、K＋、Cl－、Br－
D.c(Fe3＋)＝1 mol·L－1的溶液中：Na＋、NH、SCN－、SO
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－)＝1.0×10－14 mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的离子组是(　　)
A.K＋、Na＋、HCO、Cl－
B.K＋、MnO、Br－、Cl－
C.Na＋、Cl－、NO、SO
D.Al3＋、NH、Cl－、SO
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能与酸反应，MnO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能与碱反应，Al3＋和NH也能与碱反应，故A、D两项中离子不能大量共存；选项C在酸性或碱性条件下都不参与反应，能大量共存。
8.下列各组离子中，因发生氧化还原反应而不能大量共存的是(　　)
A.H＋、SO、Cl－、OH－
B.H＋、Fe2＋、SO、NO
C.Na＋、OH－、SO、H2PO
D.Ba2＋、Na＋、S2－、SO
答案　B
解析　A项，H＋与OH－因生成弱电解质水而不能大量共存；C项，OH－与H2PO发生复分解反应而不能大量共存；D项，Ba2＋与SO因生成BaSO4沉淀而不能大量共存；B项，在酸性条件下，NO具有强氧化性，会将Fe2＋氧化而不能大量共存，B项符合题意。



考点二　离子的检验和推断

1.常见离子的检验方法
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。
离子
试剂
现象
注意
Cl－、Br－、I－
AgNO3溶液
和稀HNO3
AgCl(白色)、
AgBr(淡黄色)、
AgI(黄色)

SO
稀盐酸和BaCl2溶液
白色沉淀
先用稀盐酸酸化
Fe2＋
NaOH溶液
白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀

Fe3＋
NaOH溶液
红褐色沉淀

NH
浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸
产生有刺激性气味的气体，且该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
需加热
CO
稀盐酸和澄清石灰水
产生无色无味气体，且该气体能使澄清石灰水变浑浊
SO、HSO、HCO有干扰
SO
稀H2SO4和品红溶液
产生有刺激性气味的气体，且该气体能使品红溶液褪色
HSO有干扰
I－
氯水(少量)，CCl4
下层为紫色

Fe2＋
①KSCN溶液和氯水
②铁氰化钾溶液K3[Fe(CN)6]
①先是无变化，滴加氯水后变血红色
②生成蓝色沉Fe3[Fe(CN)6]2
先加KSCN溶液，无变化，再加氯水
Fe3＋
KSCN溶液
血红色

苯酚溶液
紫色

Na＋、K＋
Pt(Fe)丝和稀盐酸
火焰分别呈黄色、紫色
K＋要透过蓝色钴玻璃片观察焰色



2.离子推断的“四项基本原则”
(1)肯定原则：根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子(记住几种常见的有色离子：Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、MnO、CrO、Cr2O)。
(2)互斥原则：在肯定某些离子存在的同时，结合离子共存规律，否定一些离子的存在(注意题目中的隐含条件，如酸性、碱性、指示剂的颜色变化、与铝反应产生H2、水的电离情况等)。
(3)电中性原则：溶液呈电中性，溶液中有阳离子，必有阴离子，且溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子)。
(4)进出原则：通常是在实验过程中使用，是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。
3.电荷守恒在定量型离子推断试题中的应用
离子定量推断试题常根据离子的物质的量(或浓度)定量推断最后一种离子的存在：如果多种离子共存，且只有一种离子的物质的量未知，可以用电荷守恒来确定最后一种离子是否存在，即阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。

(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SO(×)
(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SO
(×)
(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CO(×)
(4)加入CaCl2溶液，有白色沉淀生成，溶液中一定存在CO(×)
(5)加入稀硫酸，产生使品红溶液褪色的无色有刺激性气味的气体，则溶液中一定存在SO
(×)
(6)某溶液的焰色反应呈黄色，则溶液中一定有钠元素，不能确定是否有钾元素(√)
(7)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－(√)
(8)加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加稀盐酸沉淀不消失，则原溶液中一定含有Cl－(×)
(9)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CO(×)

在练习中体会“四项原则”
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________。
A.Cl－ B.NO C.CO D.OH－
答案　(1)Cu2＋、Fe3＋　(2)Ag＋　Ag＋＋Cl－===AgCl↓　(3)Mg2＋　Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH　(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－
SO
加过量的Ba(NO3)2溶液
CO
加稀硝酸酸化
OH－
SO
CO
加盐酸酸化
SO
Ag＋
SO
CO
加盐酸后将产生的气体通入品红溶液中
CO
SO
加硝酸后将产生的无色无味气体通入澄清石灰水，变浑浊


题组一　高考热点题型——操作、现象、结论的判断
1.向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作，结论正确的是(　　)
选项
操作
现象
结论
A
滴加BaCl2溶液
生成白色沉淀
原溶液中有SO
B
滴加稀硫酸
有刺激性气味的气体产生
原溶液中有SO
C
用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应
火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)
原溶液中有K＋
D
滴加NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口
试纸不变蓝
原溶液中无NH

答案　C
解析　A项，加入BaCl2溶液得到白色沉淀，原溶液中可能含有SO或SO或Ag＋；B项，HSO也有同样的现象；C项，观察K＋的焰色反应应透过蓝色钴玻璃，排除Na＋的干扰；D项，检验NH应加入浓NaOH溶液，且需要加热。
2.下列实验中，对应的现象及结论或解释均正确的是(　　)
选项
实验操作
现象
结论或解释
A
将乙烯通入KMnO4酸性溶液
紫红色褪去
乙烯具有还原性
B
向KI溶液中加入淀粉，然后加入稀硫酸，搅拌
开始无明显现象，片刻溶液变蓝
氧化性：H2SO4＞I2
C
向某盐溶液中先加入氯水，再滴加KSCN溶液
溶液变血红色
一定含有Fe2＋
D
取少量某无色溶液，先滴加氯水，再加入少量CCl4，振荡、静置
溶液分层，下层呈紫红色
原无色溶液中一定有I－

答案　AD
解析　A项，乙烯将MnO还原为Mn2＋，正确；B项，溶解在溶液中的氧气将I－氧化为单质碘；C项，若溶液中只有Fe3＋，也会产生相同的现象；D项，下层呈紫红色，可知氯气氧化碘离子生成碘，则无色溶液中一定有I－，正确。
题组二　瞻前顾后，突破离子推断题
3.(2019·佛山质检)某无色溶液中可能含有CrO、NH、SO、Mg2＋、Al3＋、K＋、SO、Cl－、NO中的一种或几种，已知所含离子的物质的量浓度相等。取甲、乙两支试管分别加入1 mL该溶液进行如下实验：
①向甲中加入适量稀盐酸，无明显现象；
②向乙中逐滴滴加NaOH溶液至过量，现象为先有白色沉淀产生，进而产生刺激性气味气体，最后白色沉淀完全溶解。
对于该溶液中的离子成分，下列说法正确的是(　　)
A.一定含有NH、Al3＋、SO、Cl－、NO
B.一定不含CrO、SO、Mg2＋、NO
C.可能含有Mg2＋、K＋、Cl－、NO
D.一定不含CrO、SO、Mg2＋、SO
答案　A
解析　无色溶液中一定不含有色离子CrO，由①知一定不含SO，由②知一定含NH、Al3＋，一定不含Mg2＋，结合电荷守恒，已知所含离子的物质的量浓度相等，设为1 mol·L－1，c(NH)＋3c(Al3＋)＝4 mol·L－1，溶液中阴离子一定含SO、Cl－、NO，2c(SO)＋c(Cl－)＋c(NO)＝4 mol·L－1，判断一定不含K＋，溶液中一定含NH、Al3＋、SO、Cl－、NO，一定不含CrO、SO、Mg2＋、K＋。
4.某无色溶液中含有Na＋、Ag＋、Ba2＋、Al3＋、AlO、MnO、CO、SO中的若干种。现取该溶液进行如下实验：
A.取适量溶液，加入过量盐酸，有气体甲生成，并得到澄清溶液；
B.在A所得溶液中再加入过量的碳酸氢铵溶液，有气体甲生成，同时析出白色沉淀a；
C.在B所得溶液中加入过量Ba(OH)2溶液，有气体乙生成，同时析出白色沉淀b。
根据上述实验回答下列问题：
(1)溶液中一定不存在的离子是________________________________________________；
一定存在的离子是__________________________________________________________。
(2)气体甲为________(填化学式，下同)，白色沉淀a为____________，气体乙为________。
(3)判断沉淀b成分的方法是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)MnO、Ag＋、Ba2＋、Al3＋　CO、Na＋、AlO
(2)CO2　Al(OH)3　NH3
(3)滴加盐酸，若沉淀部分溶解，则含有碳酸钡和硫酸钡，若沉淀全部溶解，则只含有碳酸钡
解析　某无色溶液，说明溶液中一定不存在高锰酸根离子。实验A，加入过量盐酸，有气体生成，并得到无色溶液，所以溶液中一定存在CO，生成的气体甲为二氧化碳，一定不存在Ag＋、Ba2＋、Al3＋，阳离子只有钠离子；实验B，在A所得溶液中加入过量NH4HCO3溶液，有气体生成，同时析出白色沉淀a，原溶液中一定存在AlO，白色沉淀a为氢氧化铝；实验C，在B所得溶液中加入过量Ba(OH)2溶液，有气体生成，同时析出白色沉淀b，白色沉淀一定含有碳酸钡，可能含有硫酸钡。

1.(2018·江苏，4)室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)
A.0.1 mol·L－1 KI溶液：Na＋、K＋、ClO－、OH－
B.0.1 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液：Cu2＋、NH、NO、SO
C.0.1 mol·L－1 HCl溶液：Ba2＋、K＋、CH3COO－、NO
D.0.1 mol·L－1 NaOH溶液：Mg2＋、Na＋、SO、HCO
答案　B
解析　B项，各离子可以大量共存；A项，ClO－有氧化性，能将I－氧化为I2，不能大量共存；C项，CH3COOH为弱电解质，CH3COO－与H＋不能大量共存；D项，OH－与Mg2＋、HCO均不能大量共存。
2.(2017·江苏，9)常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)
A.无色透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－
B.＝1×10－12的溶液中：K＋、Na＋、CO、NO
C.c(Fe2＋)＝1 mol·L－1的溶液中：K＋、NH、MnO、SO
D.能使甲基橙变红的溶液中：Na＋、NH、SO、HCO
答案　B
解析　A项，无色溶液中，有色离子(Fe3＋)不能大量存在，且Fe3＋与SCN－不能大量共存；B项，溶液呈碱性，四种离子能大量存在；C项，Fe2＋与MnO发生氧化还原反应而不能大量共存；D项，溶液呈酸性(pH