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离子共存离子的检验和推断
第7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
MnO—(紫)、Cu2+(蓝卜Fe2+(浅绿卜Fe+(黄)
氧化性
ClO、MnO4、NO3(H*)、Fe3*、Cr2O2
还原性
S2—(HS—)、SO3—(HSO—卜l—、Br—、Cl—、Fe2+
水解显酸性
NH*、Mg2*、Al3*、Cu2*、Fe2*、Fe3+
水解显碱性
AIO—、&—、SO2—、CO2—、SiO2—、ClO—、CH3COO—
两性离子
HCO—、HS-、HSO—、HPO4—、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。
(2)H+不能和大量共存。
答案0H-、C02^(HCOf)、S—(HS_)、S03一(HSO*卜P04-(H2PO^T,HPO4—)、SiO2,AIO,、CIO—、F—、CH3COO—NO-
(3)CO3_不能和大量共存。
答案H+、Mg2+、Ba2+、Ca2+、Fe3+、AI3+、Fe2+、Cu2+
(4)SO3_不能和大量共存。
答案H+、Mn0—、NO—(H+卜Mg2+、Ba2+、Fe3+、Al3+、Fe2+、Cu2+
(5)Fe3+不能和大量共存。
答案OH—、|_、S03—、CIO—、C03—(HCO—)、S2—(HS—)、AIO—、SCN—
(6)AI3+不能和大量共存。
答案OH—、SO2-、CIO—、C03—(HCO—卜S2—(HS—)、AI0—
(7)1—不能和存。
答案Fe3+、NO—(H+)、Mn0—、CIO—、Cr2O2—
(8)N0—(H+)不能和存。
答案C03—(HCO—卜Si03—、CIO—、CH3COO—S2-(HS—)、Fe2+、S03—(HSO—)、I—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)C03—考虑生成气体和沉淀;
(3)Fe3+考虑生成Fe(0H)3、双水解及其氧化性;
(4)AI3+考虑生成AI(0H)3、双水解;
(5)1—只考虑其还原性;
(6)N03(H+)考虑酸性及NO3在酸性条件下的强氧化性
题组一无限制条件的离子大量共存的判断
1.在水溶液中能大量共存的一组离子是
A.HCOJ、H+、NOJ、Na+
B.Na+、Cu2+、OH-、SO%-
C.Mg2+、H+、AIO-、SO4-
D.NH扒K+、Br-、NO-
答案D
解析A项,H+与HCO-反应;B项,Cu2+与OH-反应;C项,H+与AIO-反应。
2.在水溶液中能大量共存的一组是()
A.Ba2+、Na+、SO2-、Cl-B.Mn0-、SO2-、H+、K+
C.AIO-、Mg2+、K+、HCO-D.K+、Na+、NO-、SO4—
答案D
解析A项,Ba2+与SO2-反应;B项,MnO-、H+、SO3—发生氧化还原反应;C项,碱溶液中,Mg2+、HCO-不能存在。
题组二题干中有限制条件的离子大量共存的判断
3.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.
K+、
SiO2-
Cl-、
NO-
B.
H+、
NH扒
Al3+、
SO2-
C.
Na+
、Cl-、
MnO-
、so2-
D.
Na+
、CO2-
、CH3COO-HCO3
答案B
解析A中SiO訂能与SO2反应;C中MnO-能与SO2发生氧化还原反应;D中CO2
HCO-均能与SO2反应。
4.在酸性溶液中,下列各组离子能大量共存且溶液为无色透明的是()
A.Na+、K+、OH-Cl-
B.Na+、Cu2+、SO2-、NO-
C.Mg2+、Na+、SO2->Cl-
D.K+、Na+、NO-、CO3-
AIO-存在于强
、CH3COO-、
答案C
解析A项,H+与OH-反应;B项,Cu2+有颜色;D项,H+与CO2-反应。
“X”
题组三选项中有限制条件的离子大量共存的判断
5.下列各组离子在指定的溶液中,能大量共存的打“V”不能大量共存的打
(1)含有大量Fe3+的溶液:
Na+、SCN一、CL、I
⑵含有大量NO*的溶液:
H+、Fe2+、Cl*、SO2*
⑶常温下,pH=12的溶液:
KJCL、SO2-
(4)c(H+)=0.1mol7的溶液:
Na+、NH扌、SO2一、S?
O3—
⑸使pH试纸显蓝色的溶液:
Cu2+、NO*、Fe3+、SO4*
、Na
⑹与铝粉反应放出H2的无色溶液:
NO*、Al3+、Na+、SO4—
⑺使红色石蕊试纸变蓝的溶液:
SO2_、CO3—、Na+、K+
cH+
(8)常温下話—=1X10*12的溶液:
K十、Al。
2、CO2*、Na+
(9)中性溶液:
Fe3+、Al3+、NO*、SO4*
(10)使甲基橙变红色的溶液:
Mg2+、K+、SO2—、SO3—
(11)c(H+)水=10T2molr的溶液:
Na+、K+、CO3一、SO2—
(12)使酚酞变红色的溶液:
Na+、Cu2+、Fe2+、NO*
(13)0.1molt的LNa2CO3溶液:
Al3+、SO2*、Cl*、K+
归纳
警惕题干中的常见陷阱”
条件类
型
咼考中的常见表述
误点点悟
无色”
有色离子不能大量存在
常见的
pH=1”或pH=13”
溶液显酸性或碱性
因发生氧化还原反应
只能是氧化性离子和还原性离子不能
而不能大量共存”
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”
不能大量共存”
易看成大量共存”
常见的
隐含条
件
与Al反应放出H2”
溶液既可能显酸性也可能显碱性,但
不能是氧化性酸,如HNO3
由水电离出的C(H+)
=1X10T2mol•J1”
溶液既可能显酸性也可能显碱性
通入足量的NH3”
与NH3•2O反应的离子不能大量存在
NO*
在酸性条件下具有强氧化性
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。
离子
试剂
现象
注意
C「、Br*、
I_
AgNO3溶液
和稀hno3
AgCI(白色卜
AgBr(淡黄色卜
AgI(黄色)
\
沉淀法
SO2*
稀盐酸和
BaCS溶液
白色沉淀
先用
稀盐酸酸化
白色沉淀t
\
Fe2+
NaOH溶液
灰绿色沉淀t
\
红褐色沉淀
L\
Fe3+
NaOH溶液
红褐色沉淀
Al3+
NaOH溶液
白色沉淀t溶解
不一定是
Al3+
气体法
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,且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
要加热
co2t
稀盐酸和石灰水
石灰水变浑浊
so2t、
HCO3有干
扰
so2t
稀H2SO4和品红溶
液
产生有刺激性气味
的气体,且气体能
使品红溶液褪色
\
显色法
厂
氯水(少量),CCI4
下层为紫色
Fe2+
KSCN溶液和氯水
先是无变化,滴加
氯水后变血红色
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+要透过蓝色钻玻璃片观察焰色
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MnOzT――呈紫色,
Cu2+――呈蓝色,Fe2+――呈浅绿色,Fe3+——呈黄色。
解题时特别注意题干条件是无色透明”还是澄清透明
思考
1.向某溶液中加入BaCb溶液,有白色沉淀生成,再加入稀盐酸,沉淀不消失,能否判断溶液中存在
SO2—4?
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Ca(OH)2溶液,有白色沉淀生成,能否判断溶液中一定存在CO2—?
答案不能,若溶液中存在so3—、hco—,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CO2—?
答案不能,若溶液中存在HCO—、SO3—、hso—,也有相同的现象。
4.向某溶液中滴入BaCl2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so4—?
答案不能,若溶液中存在so3—或Ag+,也有相同现象。
5.向某溶液中加入稀NaOH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才,该判断是否正确?
为什么?
答案判断错误,检验NH才时,应加入浓NaOH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KSCN溶液,溶液变血红色,则溶液中一定存在Fe2+,该判断是否正
确?
为什么?
答案判断错误,检验Fe2+时,应先加KSCN,再加氯水,否则,Fe3+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CL存在
B.通入C12后,溶液变为深黄色,加入淀粉溶液后溶液变蓝,可确定有丨-存在
C.加入Ba(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SO4—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CO2-存在
答案B
解析Cl-、SO4—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C12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;SO2—与Ba(NO3)2反应形成
BaSO3沉淀,加入稀盐酸后在H+、NO-的作用下可转化为BaSO4沉淀,C错;能使澄清石灰水变浑浊的气体是CO2或SO2,原溶液中可能存在的离子是CO2-、HCO-、SO3—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BaCl2溶液
生成白色沉淀
原溶液中有SO4
B
滴加氯水和CCI4,振
荡、静置
下层溶液显紫色
原溶液中有1
C
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Na+,无
K+
D
滴加稀NaOH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,意在考查学生的实验能力。
A项加入BaCl2溶液得到白色沉淀,原溶液中可能含有SO2-或SO2-或Ag+;B项溶于CCl4呈紫色的为b,即原溶液中含有I-;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才应加入浓NaOH溶液,且需要加热。
反思归纳
无色溶液中离子检验的一般思路
显蓝色,可能是破、强碱瑕酸盘等
-COi-(SO?
->:
Ca1+或仁产坐白芭沉淀
—兽-3牯或G?
+,产生黑色沉淀
—0H-:
实■验表明无其他明离子后,可以确认为减
—K"、>h十、G'十筹’采用塔色反应检验
题组
3.某无色溶液中只可能含有①Na+、②Ba2+、③CL、④BL、⑤S03「⑥S04—中的若干种(忽略水电
离出的H+、0H—),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CC14振荡,静置
CCl4层呈橙色
⑶
向所得水溶液中加入Ba(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
C.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S02—,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Ba2+。
(2)向溶液中滴加氯水,再加入CCI4,振荡,静置,CCI4层呈橙色,说明原溶液中含有Br-。
⑶分液,向所得水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HN03,有白色沉淀产生,结合⑴,可以判断原溶液中可能含有S02-。
⑷过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3,有白色沉淀产生,说明有CI-存在,但⑵中因为已经引入了CI-,故不能判断原溶液中是否有CI-,据溶液电中性原理,得出有Na+,综上所述,可以得出一定有的离子是Na+、Br-、S03,一定没有的是Ba2+,可能含有的是Cl-、S04-。
4.下列是某化学研究性学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K+、Mg2
+、Fe3+、Cu2+、AI3+、Ag+、Ca2+、C03-、S02-、Cl-中的若干种离子,该小组同学取100mL水样进行实验:
向样品中先滴加硝酸钡溶液,再滴加1mol•-1硝酸,实验过程中沉淀质量的变化如图所示:
(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BC段曲线所表示反应的离子方程式:
。
⑶由B点到C点变化过程中消耗硝酸的体积为
(4)试根据实验结果推测K+是否存在?
填是”或否”;若存在,K+的物质的量浓度C(K+)的范围
是(K+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)SO4-、CO3-1:
(2)BaCO3+2H+===Ba2十+CO2T+H2O(3)40.0mL
(4)是c(K+)>0.6mol-1-1(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
CI-,若不产生白色沉淀,则原水样不含CI-
解析该水样为无色溶液,所以Fe3+和Cu2+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SO2-和CO2-,因为CO3—与AI3+、Ag+、Ca2+、Mg2
2.33g
+不能大量共存,所以AI3+、Ag+、Ca2+、Mg2+不存在。
n(SO4-)=n(BaSO4)=二=0.01
233g•mOl
6.27g—2.33g
mol,n(CO2—)=n(BaCO3)=h=0.02mol,c(SO2—)c(CO2—)=12。
可能含有Cl—,则
197g•mdl
c(K+)>0.6mol—1O-L
解题技巧
1.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:
Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO—、CrO4—、Cr2O2—)
(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,女口:
酸性、碱性、指示剂的变化、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,一定既有阳离子,又有阴离子,且溶液中正电荷总数与负电荷总数
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。
题组三离子推断实验操作题的规范解答
5.有M、N两种溶液,经测定这两种溶液中含有下列12种离子:
Al3+、Cl—、Na+>K+>NO—、OH
—、Fe2+、AIO—、CO2—>NHZ>SO2—>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Na+,不含K+
(2)根据⑴中的实验回答:
NO孑存在于液中,理由是_;
C厂存在于液中,理由是。
(3)根据
(1)中的实验确定,M溶液中含有的离子为
答案⑴①n溶液中不含co3―、so4—或m溶液中一定含有co3—、so4—
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)MN溶液中含有h+、Fe2+、Al3+>NH才、K+,由于N溶液为酸性,又含有Fe2+,所以N溶液中不含NO*
N根据溶液呈电中性原则,可以确定CI*存在于N溶液中
(3)OH一、AIO*、CO3*、SO2一、Na+、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CO3*、SO2*,那么
M溶液中一定含有CO2*、SO4*。
取M溶液进行焰色反应,焰色为黄色,证明含有Na+,再透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,不呈紫色,说明M中不含K+;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+。
AIO*不可能存在于酸性溶液中,AI3+、Fe2+、NH扌不可能存在于碱性溶液中,所以判断M溶液中有OH*、AIO*、CO3*、
SO4*、Na+oN溶液中含有H+、Fe2+、AI3+>NH才、K+o由于N溶液为酸性,又含有Fe2+,所以N溶液中不含NO*;根据溶液呈电中性原则,可以确定CI*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Fe2+而不含Fe3+的方法是取适量溶液于洁净的试管中,滴加几滴KSCN溶液,不显血红色,再向溶液中滴加几滴出。
2(或新制氯水),溶液变为血红色,说明溶液中含有Fe2+而不含Fe3+o
咼考真题演练
1.(2013广东理综,8)水溶液中能大量共存的一组离子是
A.Na+、Al3+、Cl—、CO3—B.H+、Na+、Fe2+、MnO4
C.K+、Ca2+、Cl—、NO—D.K+>NH扎OH—SO4—
答案C
解析A项,Al3+、CO3—会发生双水解,不能大量共存;B项,MnO—(H+)氧化Fe2+,不能大量共存;C项,K+、Ca2+、Cl—、NO—之间不能反应,能大量共存;D项,NH扌与OH-反应生成NH3•HO,不能大量共存。
2.(2013安徽理综,9)下列分子或离子在指定的分散系中能大量共存的一组是()
A.银氨溶液:
Na+、K+、NO—、NH3•SO
B.空气:
C2H2、CO2、SO2、NO
C.氢氧化铁胶体:
H+、KJS2—、Br—
D.高锰酸钾溶液:
H+、Na+、SO4—、葡萄糖分子
答案A
解析A中所给分子或离子可在银氨溶液中共存;NO易被空气中的氧气氧化成NO2;在电解质溶液
中氢氧化铁胶体会聚沉,且会进一步与H+反应生成Fe3+,所以不能大量共存;高锰酸钾在酸性条件下具有强氧化性,葡萄糖分子中含有的羟基和醛基具有较强的还原性,能被酸性条件下的KMnO4氧
化,所以不能大量共存。
3.(2013北京理综,10)实验:
①0.1mol—1AgNO3溶液和0.1mol•—1NaCl溶液等体积混合得到浊液
a,过滤得到滤液b和白色沉淀c;
2向滤液b中滴加0.1molT&I溶液,出现浑浊;
3向沉淀c中滴加0.1mol―JKI溶液,沉淀变为黄色。
下列分析不正确的是()
A.浊液a中存在沉淀溶解平衡:
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl—(aq)
B.滤液b中不含有Ag+
C.③中颜色变化说明AgCl转化为AgI
D.实验可以证明Agl比AgCI更难溶
答案B
解析A项,在浊液a中,存在AgCI的沉淀溶解平衡,正确;B项,在滤液b中,仍含有少量Ag+,故在b中生成了Agl沉淀,错误;由于Agl比AgCI更难溶解,向有AgCI存在的c中加入0.1mol•L—1KI溶液,能发生沉淀转化反应,生成黄色的Agl,C项和D项都正确。
4.(2013江苏,3)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.使甲基橙变红色的溶液:
Mg2+、K+、SO?
—、NO*
B.使酚酞变红色的溶液:
Na+、Cu2+、HCO—、NO—
C.0.1mol—1・AgNO3溶液:
H+、K+、SO4—、厂
D.0.1mol—1-NaAlO2溶液:
H+、Na+、Cl—、SO4―
答案A
解析A项,甲基橙呈红色,说明溶液呈酸性,4种离子均能大量共存,正确;B项,酚酞呈红色,说明溶液呈碱性,Cu2+不能大量存在,若碱性过强,HCO—也不能大量存在,错误;C项,Ag+与SO2—、I―因生成沉淀而不能大量共存,错误;D项,AlO—与H+不能大量共存,错误。
5.(2013江苏,13)下列依据相关实验得出的结论正确的是()
A.向某溶液中加入稀盐酸,产生的气体通入澄清
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