最新精编高中人教版高三化学一轮总复习第二章第3讲公开课优质课教学设计.docx
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第3讲 离子共存、离子的检验和推断
[考纲要求] 1应用离子反应发生的条件,正确判断常见离子在溶液中能否大量共存。
2利用离子的特征反应,能鉴别常见离子以及进行综合推断。
考点一 离子共存
1.离子共存问题是离子反应条件和本质的最直接应用
所谓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.熟记常考离子的性质
颜色
MO(紫)、2+(蓝)、F2+(浅绿)、F3+(黄)
氧性
O-、MO、NO(H+)、F3+、r2O
还原性
S2-(HS-)、SO(HSO)、I-、Br-、-、F2+
水解显酸性
NH、Mg2+、A3+、2+、F2+、F3+
水解显碱性
AO、S2-、SO、O、SO、O-、H3OO-
两性离子
HO、HS-、HSO、HPO、H2PO
注意 “两性离子”指既能与酸反应又能与碱反应的离子,一般为多元弱酸的酸式酸根离子。
3.常见溶液酸、碱性的判断
酸性溶液:
pH<7(常温);能使pH试纸呈红色的溶液;能使甲基橙呈红色或橙色的溶液;能使石蕊试液呈红色的溶液。
碱性溶液:
pH>7(常温);能使pH试纸呈蓝色的溶液;能使石蕊试液呈蓝色的溶液;能使酚酞试液呈红色的溶液。
呈酸性或碱性的溶液:
和A反应放出H2的溶液(注HNO3除外);能使甲基橙呈黄色的溶液;c(H+)水或c(OH-)水等于10-·L-1(>7)的溶液。
深度思考
(1)OH-不能和________________________________________________________大量共存(填具体离子,下同)
答案 H+、NH、F2+、F3+、2+、Mg2+、A3+、r3+、HO、HS-、HSO、H2PO、HPO
(2)H+不能和_____________________________________________________大量共存。
答案 OH-、O(HO)、S2-(HS-)、SO(HSO)、PO(H2PO,HPO)、SO、AO、O-、F-、H3OO-、NO
(3)O不能和________________________________________________大量共存。
答案 H+、Mg2+、B2+、2+、F3+、A3+、F2+、2+
(4)SO不能和__________________________________________大量共存。
答案 H+、MO、NO(H+)、Mg2+、B2+、F3+、A3+、F2+、2+
(5)F3+不能和______________________________________________大量共存。
答案 OH-、I-、SO、O-、O(HO)、S2-(HS-)、AO
(6)A3+不能和______________________________________________大量共存。
答案 OH-、SO、O-、O(HO)、S2-(HS-)、AO
(7)I-不能和____________________________________________大量共存。
答案 F3+、NO(H+)、MO、O-、r2O
(8)NO(H+)不能和______________________________________大量共存。
答案 O(HO)、SO、O-、H3OO-、S2-(HS-)、F2+、SO(HSO)
反思归纳
判断一些常见
离子能否和其他离子大量共存时,一般从以下几个方面考虑
(1)O考虑生成气体和沉淀
(2)SO考虑生成气体、沉淀和其还原性
(3)F3+考虑生成F(OH)3、双水解及其氧性
(4)A3+考虑生成A(OH)3、双水解
(5)I-只考虑其还原性
(6)NO(H+)考虑酸性及NO在酸性条件下的强氧性。
题组一 无限制条件的离子大量共存的判断
1.下列各组离子,能在溶液中大量共存的是( )
A.N+、Mg2+、-、OH-
B.H+、2+、O、NO
.2+、+、SO、NO
D.N+、HO、OH-、2+
答案
解析 A项中,Mg2+与OH-反应生成Mg(OH)2沉淀,不能大量共存;B项中,H+与O不能大量共存,2+与O会生成O3沉淀,也不能大量共存;项中各离子之间不能反应,可大量共存;D项中HO与OH-、2+反应会生成O3沉淀和H2O,不能大量共存。
2.下列各溶液中,离子一定能大量共存的是( )
A.N+、OH-、SO、F3+B.+、Mg2+、I-、O-
.+、B2+、-、Br-D.+、HO、-、H+
答案
解析 OH-与F3+反应生成沉淀,A错误。
I-能被O-氧,B错误。
HO与H+可结合成H2O3并进一步分解,D错误。
题组二 题干中有限制条件的离子大量共存的判断
3.下列各组离子因发生氧还原反应而不能大量共存的是( )
A.H+、F2+、r2O、SO
B.2+、H+、SO、HO
.N+、2+、-、S2-
D.F3+、+、SN-、-
答案 A
解析 A项酸性条件下,F2+能被r2O氧为F3+;B项H+和HO反应放出O2而不能大量共存;项2+和S2-生成S沉淀而不能大量共存;D项F3+与SN-发生络合反应而不能大量共存。
4.将足量的SO2通入下列各溶液中,所含离子还能大量共存的是( )
A.+、SO、-、NO
B.H+、NH、A3+、SO
.N+、-、MO、SO
D.N+、O、H3OO-、HO
答案 B
解析 A中SO能与SO2反应;中MO能与SO2发生氧还原反应;D中O、H3OO-、HO均能与SO2反应。
5.25℃时,在由水电离出的c(H+)=10×10-12·L-1的溶液中,可以大量共存的离子组是( )
A.+、2+、SO、MO
B.NH、F2+、NO、H+
.HO、N+、2+、-
D.N+、+、SO、-
答案 D
解析 该溶液中水的电离受到抑制,可能是强酸性溶液(pH=2),也可能是强碱性溶液(pH=12)。
A项,2+在强碱性溶液中不能大量存在,SO在强酸性溶液中不能大量存在;B项,F2+、NO、H+三者不能大量共存;项,HO在强酸性或强碱性溶液中都不能大量存在。
题组三 选项中有限制条件的离子大量共存的判断
6.下列各组离子在指定的溶液中一定能大量共存的是( )
A.含有大量F3+的溶液:
N+、SN-、-、I-
B.含有大量NO的溶液:
H+、F2+、-、SO
.常温下,pH=12的溶液:
+、-、SO、S
O
D.c(H+)=01·L-1的溶液:
N+、NH、SO、S2O
答案
解析 c(H+)=01·L-1的溶液中,S2O可与H+发生反应:
S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O。
7.下列各组离子在指定环境中一定能大量共存的是( )
A.使pH试纸显蓝色的溶液中:
2+、NO、F3+、SO
B.与铝粉反应放出氢气的无色溶液中:
NO、A3+、N+、SO
.pH=0的溶液中:
A3+、N
H、2+、O-
D.使红色石蕊试纸变蓝的溶液中:
SO、O、N+、+
答案 D
解析 使pH试纸显蓝色的溶液呈碱性,2+、F3+不能大量存在,A错误。
与铝粉反应放出氢气的溶液可能呈碱性,也可能呈酸性,A3+在碱性溶液中不能大量存在,B错误。
pH=0的溶液呈酸性,O-不能大量存在,错误。
使红色石蕊试纸变蓝的溶液呈碱性,选项中的四种离子均可大量共存,D正确。
反思归纳
警惕题干中的常见“陷阱”
条件类型
高考中的常见表述
误点点悟
常见的限制条件[]
“无色”[]
有色离子不能大量存在[][++][]
“pH=1”或“pH=13”
溶液显酸性或碱性
“因发生氧还原反应而不能大量共存”
只能是氧性离子和还原性离子不能大量共存,不包括其他类型反应的离子
常见的易错点
“透明”
“透明”也可“有色”
“不大量共存”
易看成大量“共存”
常见的隐含条件
“与A反应放出H2”
溶液既可能显酸性也可能显碱性
“由水电离出的c(H+)=1×
10-12·L-1”
溶液既可能显酸性也可能显碱性
“通入足量的NH3”
与NH3·H2O反应的离子不能大量存在
NO
在酸性条件下具有强氧性
常见题干要求
(1)“一定大量共存”
(2)“可能大量共存”
(3)“不能大量共存”
审清关键字
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。
2熟练掌握在溶液中有特征颜色的离子
常见的溶液中有颜色的离子有MO——呈紫色,
2+——呈蓝色,F2+——呈浅绿色,F3+——呈黄色。
沉淀的颜色:
(OH)2——蓝色沉淀,F(OH)3——红褐色沉淀。
解题中特别注意题干条件是“无色透明”还是“澄清透明”。
深度思考
1.向某溶液中,加入B2溶液后生成白色沉淀,再加入稀盐酸沉淀不消失,能否判断溶液中存在SO
?
答案 不能,若溶液中存在Ag+,也有相同的现象发生。
2.向某溶液中加入(OH)2溶液,有白色沉淀生成,能否判断溶液中一定存在O?
答案 不能,若溶液中存在SO、HO,也有相同的现象。
3.向某溶液中滴入稀盐酸,
产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,能否判断溶液中一定存在O?
答案 不能,若溶液中存在HO、SO、HSO,也有相同的现象。
4.向某溶液中滴入B2溶液,产生白色沉淀,再加入稀HNO3,白色沉淀不溶解,能否确定溶液中一定存在SO?
答案 不能,若溶液中存在SO和Ag+,也有相同现象。
5.向某溶液中加入稀NOH溶液,把湿润无色酚酞试纸放在试管口,试纸不变红,则溶液中一定不存在NH,该判断是否正确?
为什么?
答案 判断错误,检验NH时,应加入浓NOH溶液,并加热,且用湿润的红色石蕊试纸。
6.向某溶液中滴加氯水,再加入SN溶液,溶液变红色,则溶液中一定存在F2+,该判断是否正确?
为什么?
答案 判断错误,检验F2+时,应先加SN,再加氯水,否则,F3+干扰结果的判断。
7.做某溶液的焰色反应实验,火焰呈黄色,则溶液中一定存在钠元素,不存在钾元素,该判断是否正确?
为什么?
答案 判断错误,钾的焰色反应必须透过蓝色钴玻璃片才能观察到。
题组一 排除干扰确定离子
1.关于某无色溶液中所含离子的鉴别,下列判断正确的是( )
A.加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸沉淀不溶解时,可确定有-存在
B.通入2后,溶液变为深黄色,加入淀粉溶液后溶液变蓝,可确定有I-存在
.加入B(NO3)2溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸后沉淀不溶解时,可确定有SO存在
D.加入稀盐酸,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊,可确定有O存在
答案 B
解析 -、SO均能与Ag+形成不溶于稀盐酸的白色沉淀,A错;I2遇淀粉变蓝,通入2后,溶液变为深黄色,加入淀粉溶液后溶液变蓝,则溶液中有I-存在,B对;SO与B(NO3)2反应形成BSO3沉淀,加入稀盐酸后在H+、NO的作用下可转为BSO4沉淀,错;能使澄清石灰水变浑浊的气体是O2或SO2,原溶液中可能存在的离子是O、HO、SO或HSO,D错。
2.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( )
操作
现象
结论
A
滴加B2溶液
生成白色沉淀
原溶液中有SO
B
滴加氯水和4,振荡、
静置
下层溶液显紫色
原溶液中有I-
用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应
火焰呈黄色
原溶液中有N+,无+
D
滴加稀NOH溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口
试纸不变蓝
原溶液中无NH
答案 B
解析 本题主要考查常见离子的鉴别,意在考查生的实验能力。
A项加入B2溶液得到白色沉淀,原溶液中可能含有SO或SO或Ag+;B项溶于4呈紫色的为I2,即原溶液中含有I-;项观察+的焰色反应应透过蓝色钴玻璃,排除N+的干扰;D项应加入浓NOH溶液,且需要加热,故无法确定是否含有NH。
反思归纳
无色溶液中离子检验的一般思路
题组二 步步为营,瞻前顾后——突破“离子组成推断题”
3.某无色溶液中只可能含有①N+、②B2+、③-、④Br-、⑤SO、⑥SO中的若干种(忽略水电离出的H+、OH-),依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如下:
步骤
操作
现象
(1)
用pH试纸检验
溶液的pH大于7
(2)
向溶液中滴加氯水,再加入4振荡,静置
4层呈橙色
(3)
向所得水溶液中加入B(NO3)2溶液和稀HNO3
有白色沉淀产生
(4)
过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3
有白色沉淀产生
下列结论正确的是( )
A.肯定含有的离子是③④⑤
B.肯定没有的离子是②⑤
.可能含有的离子是①⑥
D.不能确定的离子是③⑥
答案 D
解析
(1)用pH试纸检验,溶液的pH大于7,说明溶液显碱性,故一定含有SO,因为所给离子只有它水解后可以使溶液显碱性,进而可以判断无B2+。
(2)向溶液中滴加氯水,再加入4,振荡,静置,4层呈橙色,说明原溶液中含有Br-。
(3)分液,向所得水溶液中加入B(NO3)2溶液和稀HNO3,有白色沉淀产生,结合
(1),可以判断原溶液中可能含有SO。
(4)过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3,有白色沉淀产生,说明有-存在,但
(2)中因为已经引入了-,故不能判断原溶液中是否有-,据溶液电中性原,得出有N+,综上所述,可以得出一定有的离子是N+、Br-、SO,一定没有的是B2+,可能含有的是-、SO。
4.某透明溶液中可能含有F2+、F3+、A3+、NH、-、I-、NO、SO(H+、OH-没有列出)中的一种或几种,为了确认溶液中离子的存在情况,分别取等量的试液装入5支试管里,做如下实验:
①测定溶液pH,pH=2;②向溶液中滴加过量氢氧钠溶液,过滤、洗涤、灼烧、称重,得固体质量为32g;③向溶液中加入过量浓氢氧钠溶液,加热,收集到气体112L(标准状况);④向溶液中加入足量的氯钡溶液,过滤、洗涤、干燥、称重,得固体233g;⑤向溶液中加入适量浓硫酸,再加入铜粉,振荡溶液,产生红棕色气体。
下列对实验结论的分析合的是( )
A.可能存在A3+、F2+
B.只存在NO、NH、SO、F3+
.一定不存在-、I-
D.可能存在A3+、-
答案 D
解析 由①⑤实验知,溶液中一定存在大量的H+和NO,所以该溶液中一定不存在I-和F2+;由②知,一定含有F3+,(F3+)=2×32g/160g·-1=004;由③知,(NH
)=005;由④知,(SO)=001。
根据实验现象不能确定A3+、-是否存在。
根据电荷守恒原仍然无法判断A3+和-是否存在。
5.下列是某研究性习小组对某无色水样成分的检验过程,已知该水样中只可能含有+、Mg2+、F3+、2+、A3+、Ag+、2+、O、SO、-中的若干种离子,该小组同取100L水样进行实验:
向样品中先滴加硝酸钡溶液,再滴加1·L-1硝酸,实验过程中沉淀质量的变如图所示:
(1)水样中一定含有的阴离子是____________,其物质的量浓度之比为________。
(2)写出B段曲线所表示反应的离子方程式:
______________________________。
(3)由B点到点变过程中消耗硝酸的体积为________。
(4)试根据实验结果推测+是否存在?
____(填“是”或“否”);若存在,+的物质的量浓度c(+)的范围是________________(若+不存在,则不必回答)。
(5)设计简单实验验证原水样中可能存在的离子:
_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(写出实验步骤、现象和结论)
答案
(1)SO、O 1∶2
(2)BO3+2H+===B2++O2↑+H2O (3)400L
(4)是 c(+)≥06·L-1 (5)取少量水样于试管中,向其中加入过量的硝酸钡溶液和稀硝酸,待沉淀完全后,向上层清液中滴加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则原水样含-,若不产生白色沉淀,则原水样不含-
解析 该水样为无色溶液,所以F3+和2+不存在;根据图像知,加入硝酸钡溶液产生沉淀,加入硝酸,沉淀部分溶解,所以原水样一定含有SO和O,因为O与A3+、Ag+、2+、Mg2+不能大量共存,所以A3+、Ag+、2+、Mg2+不存在。
(SO)=(BSO4)==001,(O)=(BO3)==002,c(SO)∶c(O)=1∶2。
可能含有-,则c(+)≥06·L-1。
解题技巧
1坚持“四项基本原则”,破解离子推断题
(1)肯定性原则:
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:
F2+、F3+、2+、MO、rO、r2O)
(2)互斥性原则:
在肯定某些离子的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在;(要注意题目中的隐含条件,如:
酸性、碱性、指示剂的变、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,一定既有阳离子,又有阴离子,且溶液中正电荷总与负电荷总相等;(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子)
(4)进出性原则:
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。
2电荷守恒在离子反应定量推断试题中的应用
解与离子反应有关的定量推断类试题,需要掌握定量推断最后一种离子存在的方法:
如果多种离子共存,且只有一种离子的物质的量未知,可以用电荷守恒确定最后一种离子是否存在,即阳离子所带的正电荷总等于阴离子所带的负电荷总。
题组三 离子推断实验操作题的规范解答
6.有一无色透明溶液,欲确定是否含有下列离子:
+、Mg2+、A3+、F2+、B2+、NO、SO、-、I-、HO,实验如下:
实验步骤
实验现象
(1)用玻璃棒蘸取少量该溶液,点在pH试纸
中部
试纸变为红色
(2)取少量该溶液,加入片和浓硫酸,加热
有无色气体产生,气体遇空气可以变成红
棕色
(3)取少量该溶液,加入B2溶液
有白色沉淀生成
(4)取(3)中反应后的上层清液,加入AgNO3溶液
有稳定的白色沉淀生成,且不溶于稀硝酸
(5)取少量该溶液,加入NOH溶液
有白色沉淀生成,当NOH过量时,沉淀部分溶解
由此判断:
(1)溶液中一定存在的离子是______________;溶液中肯定不存在的离子是______________。
(2)为了进一步确定其他离子,应该补充的实验及对应欲检验离
子的名称(如为溶液反应,说明使用试剂的名称,不必写详细步骤)
____________________________________________________________________。
答案
(1)NO、SO、Mg2+、A3+ F2+、HO、I-、B2+
(2)+的检验可以用焰色反应;-的检验:
向溶液中加足量的B(NO3)2溶液,过滤后向滤液中加AgNO3溶液,再加稀硝酸,白色沉淀不溶解,可证明有-存在
解析
(1)pH试纸变红,说明溶液显酸性,HO不能大量存在;
(2)步说明有NO,在酸性条件下NO有强氧性,因此还原性的离子F2+、I-就不能大量存在;(3)步说明有SO,B2+就不能大量存在;(4)步不能说明有-,因为(3)中引入了-;(5)步说明有Mg2+和A3+。
7.有M、N两种溶液,经测定这两种溶液中含有下列12种离子:
A3+、-、N+、+、NO、OH-、F2+、AO、O、NH、SO、H+。
(1)完成下列表格中实验①的结论和实验②的实验内容以及现象:
实验内容以及现象
结论
①取少量N溶液滴加足量的硝酸钡溶液,无沉淀产生
②
确定M溶液中含有N+,不含+
③用pH试纸检测M溶液,pH试纸呈蓝色
(2)根据
(1)中的实验回答:
NO存在于________溶液中,由是____________________________________;
-存在于________溶液中,由是_____________________________________。
(3)根据
(1)中的实验确定,M溶液中含有的离子为________________________。
答案
(1)①N溶液中不含O、SO或M溶液中一定含有O、SO
②取M溶液进行焰色反应,焰色为黄色,再透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,不呈紫色
(2)M N溶液中含有H+、F2+、A3+、NH、+,由于N溶液为酸性,又含有F2+,所以N溶液中不含NO
N 根据溶液呈电中性原则,可以确定-存在于N溶液中
(3)OH-、AO、O、SO、N+、NO
解析 少量N溶液中滴加足量的硝酸钡溶液,无沉淀产生,说明N溶液中不含O、SO,那么M溶液中一定含有O、SO。
取M溶液进行焰色反应,焰色为黄色,证明含有N+,再透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,不呈紫色,说明M中不含+;用pH试纸检测M溶液,pH试纸呈蓝色,说明M溶液显碱性,含有大量的OH-,那么N溶液中含有大量的H+。
AO不可能存在于酸性溶液中,A3+、F2+、NH不可能存在于碱性溶液中,所以判断M溶液中有OH-、AO、O、SO、N+。
N溶液中含有H+、F2+、A3+、NH、+。
由于N溶液为酸性,又含有F2+,所以N溶液中不含NO,根据溶液呈电中性原则,可以确定-存在于N溶液中。
答题模板
离子检验实验操作的答题模板
操作 ⇒ 现象 ⇒ 结论
取样,加入……⇒有……生成 ⇒……的是……
例如:
检验某溶液中含有F2+而不含F3+的方法是取适量溶液于洁净的试管中,滴加几滴SN溶液,不显血红色,再向溶液中滴加几滴H2O2(或新制氯水),溶液变为血红色,说明溶液中含有F2+而不含F3+。
1.(2012·广东综,8)在水溶液中能大量共存的一组离子是( )
A.F2+、A3+、O-、-B.+、2+、OH-、NO
.NH、N+、Br-、SOD.Mg2+、H+、SO、SO
答案
解析 结合离子的性质,从离子反应发生的条件入手分析,离子之间若能发生反应,则不能大量共存。
特别注意还原性离子(如F2+等)与氧性离子[如O-、NO(H+)等]因发生氧还原反应而不能大量共存。
A项F2+具有强还原性,O-具有强氧性,二者能发生氧还原反应;B项2+能与OH-反应生成(OH)2沉淀;D项H+能与SO反应生成H2SO3沉淀。
2.(2012·安徽综,8改编)下列离子或分子在溶液中能大量共存,通入O2后仍能大量共存的一组是( )
A.+、2+、-、NO
B.+、N+、Br-、SO
.H+、F2+、SO、2
D.N+、S2-、OH-、SO
答案 A
解析 本题的易错点是2、(NO3)2溶液与O2不反应,不能形成O3沉淀,掌握了这一点,本题就能顺利解答。
A项通入O2后溶液呈酸性,不会生成沉淀,仍能大量共
存;B项通入O2后会生成H
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