“四项基本原则”在离子综合推断题中的应用

中孝生皋捏化解题篇经典题突破方法
高考理化2020年10月
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“四项基本原则力芒右d在离子综合推断题中的应用
■安徽省临泉县第一中学龜i►丿
林倩楠陆鼎昌
【考情分析+
利用离子反应进行物质推断是推断题中的一种常见题型，这类题目的解题方法关键在于掌握离子的特有的性质和反应及离子共存的基本知识。

此类题型综合性较强，隐蔽性较强!它不仅考查考生对物质性质的掌握程度，还考查考生综合分析问题！解决问题的能力。

通过归纳，总结，发现离子推断题通常分为三类：①定性型离子推断题；②定量型离子推断题；③与图像结合型的离子推断题#
【原则解读+
不管是哪一类，想要迅速准确地解决问题，在解题之前，都要抓住“四项基本原则1具体内容如下#
(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+A MnO4.CrO t、C z O2)#
(2)互斥性原则#
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)进出性原则#
通常是在实验过程中使用，是指在实验过程中上一步反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰#
【典例分析+
1.定性型离子推断题$
!!有一种无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、NO3、SO2、C1、I、HCO3#取该溶液进行如表1所示实验#
表1
实验实验现象
①取少量该溶液，加几
滴甲基橙溶液
溶液变红色
②取少量该溶液，加入
铜片和浓硫酸，加热
有无色气体产生，遇空
气可以变成红棕色
③取少量该溶液，加入
BaCl溶液
有白色沉淀生成
④取③中的上层清液，
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
NaOH溶液
有白色沉淀生成，当
NaOH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(若为溶液反应，说明使用试剂的名称，不必写详细步骤)：
(3)写出实验⑤中所有反应的离子方程式:_____#
解析#1)肯定性原则：原溶液无色，则其中不含有Fe2+#
(2)肯定性原则：实验①说明溶液呈酸
解题篇经典题突破方法L L LLL L l LLt 高考理化2020年10月L工L/
性，溶液中存在大量H%。

互斥性原则：与H%能发生反应的离子均不能存在，所以HCO—不能大量存在#
(3)肯定性原则：实验②有无色气体产生，遇空气可以变成红棕色，说明此气体是NO,所以溶液中含有NO—。

互斥性原则：因为1—能被HNO s氧化，所以1—不能大量存在。

(4)肯定性原则：实验③加入6aC1?溶液有白色沉淀生成，说明原溶液中含有SO4—#互斥性原则：则肯定不含6a2%#
(5)进出性原则：实验④取的是③中的上层清液，因为实验③引入了C1—，故无法说明原溶液中是否含有C1—，想检验C1—，整个实验过程均不能引入C1—，具体检验方法为：另取一份原溶液于试管中，向溶液中加足量的硝酸顿溶液，过滤后，向滤液中加硝酸银溶液，再加稀硝酸，若生成白色沉淀不溶解，则证明有C1—#
(6)实验⑤有白色沉淀生成，当NaOH 过量时，沉淀部分溶解，说明溶液中含有M g2%禾口Al3%,Mg%%2OH——M g(OH)2,，Al3%%3OH——A1(OH)3,，Al(OH)3% OH——A1O—+2H2O o
(7)通过以上分析知，一定存在的离子有NO—、SO4—、Mg2%、Al3%，根据电中性原则，已经存在了阴离子和阳离子，由于不知道这些离子的物质的量，故无法分析是否此存在K%,K%的检验可以用焰色反应，透过蓝色钻玻璃观察，若观察到紫色，则证明有K%。

答案：(1)NO—、SO2—、Mg2%、Al3%
Fe2%、HCO—、厂,6a2%
(!)K%的检验可以用焰色反应，透过蓝色钻玻璃观察，若观察到紫色，则证明有K%。

C1—的检验：向溶液中加足量的硝酸顿溶液，过滤后，向滤液中加硝酸银溶液，再加稀硝酸，若生成白色沉淀不溶解，则证明有C1—
(3)
H%%OH——H2O,M g2%+2OH——M g(OH)2,，Al3%+3OH——A1(OH)3,,A1(OH)3+OH——A1O—+ 2H2O
变式！：某强酸性溶液X可能含有Al3%、6a2%、NH%、Fe2%、Fe3%、CO?—、SO?—、SiO?—、NO—中的一种或几种，取该溶液进行实验,其现象及转化如下。

反应过程中有一种气体为红棕色。

过量
Ba(NO3)2
斗气体气体D段絆溶液e
过量
T沉淀g|过彎酸溶液〕
______过量|沉淀k
拥溶液l|
T沉淀c|
溶液l 请回答下列问题:
(1)由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在的离子有_____#
(!)溶液X中，关于NO—的判断一定正确的是____(填字母)。

a.一定有
b.—定没有
c.可能有
(3)产生气体A的离子方程式为____。

(4)转化⑥发生反应产生的现象为____#
(5)转化④中生成H的离子方程式为
(6)若转化③中，D、H2O、O2三种物质恰好发生化合反应生成E,则反应中D与O的物质的量之比为。

(7)对于不能确定是否存在的离子，可以另取溶液X,加入下列溶液中的一种，根据现象即可判断，该试剂最好是(填序号)#©NaOH溶液②KSCN溶液③石蕊试剂④KMnO4溶液⑤氯水和KSCN的混合溶液
答案：(1)CO2—、SiO?—(!)b
(3)3Fe2十％NO—+4H%—3Fe3%+ NO(+2H2O
(4)红褐色沉淀溶解，溶液呈黄色
(5)A13%+4OH——A1O—+2H2O
(6)4:1(7)②
2.定量型离子推断题。

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。

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100mL溶液
CCI4分液
NaOH 紫色分离
!2常温下，c(H+)=0.1mol・L-1的某溶液中可能有Na+、Fe3+、Fe2+、I-、C1-、CO2-中的某几种，现取100mL该溶液进行如下实验：
丽洗涤灼烧》|1.60/固体|
2.54g
|紫黑色固体
已知氧化性Fe3+>I，根据实验结果,下列判断正确的是()。

A.Fe3+、厂、C1-三种离子一定存在
6.不能确定Na+和C1-是否存在，CO2-一定不存在
C.Fe3+与Fe2+至少有一种
D.该溶液中c(C1-)—0.3mol・L-1
解析#1)互斥性原则：溶液中已经含有0.1mol・L-1的H+，所以与其不能大量共存的CO2-—定不存在。

(2)肯定性原则：由于加入适量C1的四氯化碳溶液后下层出现了紫色，说明有碘单质生成，那么原溶液中一定含有I-。

互斥性原则：由于氧化性Fe3+>I，所以I-会被Fe3+氧化，所以原溶液中一定不会存在Fe3+。

根据I的质量为2.54g可知，100mL的原溶液含有I-0.02mol,所以原溶液中c(I-)—0.2mol•L1#
(3)肯定性原则：对分液后的水层加入足量的氢氧化钠会生成沉淀，所以原溶液中一定有Fe2+，那么1.60g固体即Fe2O3，所以100mL原溶液中，Fe2+的量为0.02mol,艮卩原溶液中c(Fe2+)=0.2mol・L-1#
(4)进出性原则：由于第一步中加入的C1会转变为C1-，所以不能通过生成AgCl 白色沉淀证明原溶液中含有C1-#
(5)电中性原则：通过上述分析，原溶液中c(H+)=0.1mol・L-1，c(I-)—0.2mol・L-1,c(Fe2+)=0.2mol・L-1，电荷并不守恒，所以原溶液中一定还含有C1-，由于上述检验过程并未证明溶液中一定不含Na+，所以c(Cl-)—0.3mol・L-1。

当c(C1-)=0.3mol・L-1时，溶液中不含Na+，当c(Cl-)>0.3mol・L-1时，溶液中一定有Na+#
答案：D
变式2：某溶液可能含有Cl-、SO2-、CO2-、NH+、Fe3+、Al3+和K+。

取该溶液100mL,加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，同时产生红褐色沉淀。

过滤，洗涤，灼烧，得到160g固体。

向上述滤液中加足量6aC12溶液，得到4.66g不溶于盐酸的沉淀。

由此可知原溶液中()#
A.至少存在5种离子
6.C1-一定存在，且c(C1-)—0.4mol・L-1
C.SO4-、NH j—定存在,Cl-可能不存在
D.CO2-、A13+—定不存在，K+可能存在
答案：6
3.与图像结合的离子推断题。

图像类的离子推断题首先要明确图像横纵坐标的意义，明确曲线转折点的意义，找出每段曲线变化过程中对应的离子反应，定性分析离子种类，并结合横、纵坐标具体的数据，定量确定各种离子的量。

此类题目要求考生有分析图像的能力，处理数据的能力，综合性更强，具有一定的区分度。

!#某化学研究性学习小组对某无色水样的成分进行检验，已知该水样中只可能含有K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Ag+、Ca2+、CO2-、SO2-、C1-中的若干种离子。

该小组同学取100mL水样进行实验，向水样中先滴加硝酸顿溶液，再滴加1mol・L-1的硝酸，实验过程中沉淀质量的变化情况如图1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段所表示反应的离子方程
:_____。

解题篇经典题突破方法L L L/L L l tL-L^高考理化2020年10月"L L工L丿LL J
(3)由B点到C点变化过程中消耗硝酸的体积为_____#
(4)试根据实验结果推断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#(若K%不存在，则不必回答该问)
(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)#
解析#1)肯定性原则：该水样为无色溶液，所以Fe3%、Cu2%不存在#
(2)肯定性原则：根据图像知，加入硝酸顿溶液产生沉淀，加入稀硝酸，沉淀部分溶解，所以，原水样中一定含有SO&、CO2&。

互斥性原则：因为CO?&与Al3%、Ag%、Ca2%、Mg2%发生反应生成沉淀而不能大量共存，所以，A13%、Ag%、Ca2%、Mg2%不存在。

(3)电中性原则：阳离子Fe3%、Cu2%、Al3%、Ag%、Ca2%、Mg2%均不存在，故阳离子K%肯定存在。

n(SO?&)=n(6aSO4)=H?O
(3)40mL
(4)是c(K%)—0.6mol&L—1
(5)取少量水样于试管中，向试管中加入过量的硝酸顿溶液和稀硝酸，待沉淀完全和没有气泡生成后，向上层清液中滴加适量硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则原水样中含C1—，若没有白色沉淀，则原水样中不含C1—
变式3：有一未知的无色溶液，只可能含有以下离子中的若干种(忽略由水电离产生的H%、OH—):H%、NH%、K%、Mg2%、Cu2%、Al3%、NO—、CO?&、SO厂，现取三份100mL 溶液进行如下实验：①第一份加足量AgNO s溶液后，有白色沉淀产生。

②第二份加足量6aC1?溶液后，有白色沉淀产生，经洗涤、干燥后，沉淀质量为6.99g。

③第三份逐滴滴加NaOH溶液，测得沉淀与NaOH溶液的体积关系如图2。

根据上述实验，以下推
6.不能确定原溶液是否含有K%、NO/
C.实验所加的NaOH的浓度为2mol•L—1
D.原溶液确定含Mg2%、Al%、NH%，且n(M g2%):n(A1%):n(NH%)=1：1：2答案:6
总之，离子推断题考查考生对元素化合物的必备知识的掌握情况，涉及的知识点较多，综合性较强，一些信息的隐蔽性较强，容易出现一错全错的情况。

需要考生有扎实的基础，积累解题经验，并充分用经验解决问题，从而提咼解题效率。

(责任编辑谢启刚)
233g—=0.01mol，n(CO|—)= 233g•mo1—* 13
n(EJaCO j)=------g--------°¥]g=0.02mol，原
197g•mol
溶液中可能含有C1—。

根据电荷守恒有0.01molX2%0.02mol X2%n(C1—)= n(K%)，推知：n(K%)—0.06mol,贝l j c(K%)—006m°1=0.6mol&L—1#BC段所表示
反应的离子方程式为EiaCO s+2H%—6a2%+CO?(%H2O，n(6aCO3)= 0.02mol，n(HNO3)=004mol，c(HNO3)= 1mol•L—1，故V(HNO3)=40mL。

(4)原溶液中可能含有C1—，根据进出性原则：要检验C1—，整个实验过程均不能引入C1—，具体如下：取少量水样于试管中，向试管中加入过量的硝酸顿溶液和稀硝酸，待沉淀完全和没有气泡生成后，向上层清液中滴加适量硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则原水样中含C1—，反之则不含C1—。

答案#1)SO?&、CO?&1:2
(2)EJaCO j+2H%=6a2%+CO?(
+。