基础课3 离子共存离子的检验和推断

基础课3 离子共存离子的检验和推断
【明确考纲】
1.掌握常见离子的检验方法。

2．了解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。

【理清主干】
考点一、离子共存
1．离子共存的本质
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
3
加水稀释，c＋
c－
减小
某溶液的lg c＋
c－
＝12
【判一判】
(1)OH－不能和_____________________________大量共存(填具体离子，下同)。

(2)H＋不能和________________________________________________大量共存。

(3)CO2－
3
不能和________________________________________________大量共存。

(4)SO2－
3
不能和____________________________________________大量共存。

(5)Fe3＋不能和____________________________________________大量共存。

(6)Al3＋不能和_______________________________________________大量共存。

(7)I－不能和_________________________________________________大量共存。

(8)NO－
3
(H＋)不能和_____________________________________________大量共存。

1．下列各组离子在溶液中因发生复分解反应而不能大量共存的是________。

①Na＋、H＋、CH
3COO－、Cl－②Ba2＋、Na＋、CO2－
3
、NO－
3
③Na＋、HCO－
3、H＋、NO－
3
④Al3＋、Fe3＋、NO－
3
、SO2－
4
⑤K＋、Na＋、AlO－
2、NO－
3
⑥Na＋、H＋、Cl－、OH－
⑦Cu2＋、Fe2＋、Cl－、SO2－
4⑧K＋、Na＋、SiO2－
3
、NO－
3
2．下列各组离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是________。

①H
3O＋、NO－
3
、Fe2＋、Na＋②Na＋、Fe3＋、I－、Cl－
③H＋、S2－、SO2－
3、SO2－
4
④SO2－
4
、NO－
3
、Na＋、H＋
⑤I－、ClO－、K＋、H＋⑥Na＋、K＋、MnO－
4
、Cl－
⑦Fe3＋、Ca2＋、H＋、NO－
3
3．下列各组离子因水解相互促进而不能大量共存的是______。

①Al3＋、HCO－
3、Cl－、K＋②Al3＋、SiO2－
3
、Na＋、Cl－
③Fe3＋、NH＋
4、SO2－
4
、S2－④Fe3＋、Cl－、Na＋、CO2－
3
⑤Al3＋、Fe3＋、SCN－、Cl－⑥Na＋、Al3＋、NO－
3、AlO－
2
⑦Na＋、Ca2＋、HCO－
3、HSO－
4
⑧S
2
O2－
3
、Na＋、H＋、SO2－
4
⑨Na＋、Al3＋、SO2－
4
、S2－
4．下列各组离子在指定的溶液中，一定能大量共存的是________。

①含有大量Fe 3＋的溶液：Na ＋、SCN －、Cl －、I －
②含有大量NO －3的溶液：H ＋、Fe 2＋、Cl －、SO 2－
4
③常温下，pH ＝12的溶液：K ＋、Cl －、SO 2－
4
④c (H ＋)＝0.1 mol·L －1的溶液：Na ＋、NH ＋4、SO 2－4、S 2O 2－
3
⑤加水稀释
c ＋c
－
减小的溶液：Cu 2＋、NO －3、Fe 3＋、SO 2－
4
⑥与铝粉反应放出H 2的无色溶液：NO －3、Al 3＋、Na ＋、SO 2－
4
⑦使红色石蕊试纸变蓝的溶液：SO 2－4、CO 2－3、Na ＋、K ＋
⑧常温下
c ＋c
－
＝1×10－12的溶液：K ＋、AlO －2、CO 2－3、Na ＋
⑨由水电离出的c (H ＋)＝1×10－13 mol·L －1的溶液：Fe 3＋、Al 3＋、NO －3、SO 2－
4
⑩使甲基橙变红色的溶液：Mg 2＋、K ＋、SO 2－4、SO 2－
3
【解题思维】
考点二、离子的检验与推断
2．常见阳离子的检验
根据离子检验时生成物所表现出的现象不同，可把检验离子的方法归纳为三种类
【想一想】
1．向某溶液中滴加氯水，再加入KSCN溶液，溶液变红色，则溶液中一定存在Fe2＋，该判断是否正确？为什么？
提示：判断错误，检验Fe2＋时，应先加KSCN溶液，再加氯水，否则，Fe3＋干扰结果的判断。

3．常见阴离子的检验
【想一想】
2．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－
3
？
提示：不能，若溶液中存在HCO－
3、SO2－
3
、HSO－
3
，也有相同的现象。

3．怎样检验溶液中既有Cl－又有SO2－
4
？
提示：向试液中，先加足量的Ba(NO
3)
2
溶液，生成白色沉淀，过滤后，再向滤液
中加入AgNO
3溶液，仍有白色沉淀，且白色沉淀不溶于稀HNO
3。

4．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－
4、CrO2－
4
、Cr
2
O2－
7
)。

(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H
2
、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。

题组一排除干扰，准确进行离子检验
1．(2017·菏泽期中)下列说法正确的是( )
A．某溶液与NaOH共热，产生能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体，说明原溶液
中一定存在NH＋
4
B．某溶液中加入盐酸后有无色无味气体产生，该气体能够使澄清的石灰水变浑
浊，则原溶液中一定含有CO2－
3
C．用洁净的铂丝蘸取某溶液在酒精灯的火焰上灼烧时，火焰呈黄色，说明原溶液中一定含有Na＋，也可能含有K＋
D．某溶液中加入BaCl
2
溶液时，产生白色沉淀，加稀硝酸沉淀不溶解，说明原
溶液中一定存在SO2－
4
2．(2018·日照诊断)某溶液中可能含有Na＋、NH＋
4、Ba2＋、SO2－
4
、I－、S2－，分别
取样：①用pH计测试，溶液显弱酸性；②加氯水和淀粉无明显现象。

为确定该溶液的组成，还需检验的离子是( )
A．Na＋B．SO2－
4 C．Ba2＋D．NH＋
4
【解题思维】
1．物质检验的一般步骤
观察物理性质―→取少量样品―→加入某种试剂
―→加热、振荡等操作―→根据现象―→得出结论
2．物质检验的一般依据
任何具有明显实验现象差异的物理性质、化学性质都可作为物质检验的依据。

在物质鉴定过程中常常是根据颜色的变化、是否有气体产生、能否溶解、有无沉淀、有无吸热或放热等现象来判断；还可以根据能不能产生某个现象来判断，也可以根据产生某个现象的快慢进行判断。

题组二“步步为营，瞻前顾后”——突破离子的推断
4．(定性推断)(2018·大庆模拟)某中学化学实验小组在实验室鉴定某无色溶液。

已知溶液中的溶质仅由NH＋
4、K＋、Ag＋、Ca2＋、Al3＋、AlO－
2
、MnO－
4
、CO2－
3
、SO2－
4
中
的若干种组成。

取该溶液进行如下实验：
(1)取适量溶液，加入过量盐酸，有气体生成，并得到无色溶液；
(2)在(1)所得溶液中加入过量NH
4HCO
3
溶液，有气体生成，同时产生白色沉淀甲；
(3)在(2)所得溶液中加入过量Ba(OH)
2
溶液并加热也有气体生成，同时产生白色沉淀乙。

则下列离子在原溶液中一定存在的有( )
A．K＋、CO2－
3、AlO－
2
B．SO2－
4
、AlO－
2
、K＋、CO2－
3
C．CO2－
3、K＋、Al3＋、NH＋
4
D．MnO－
4
、K＋、CO2－
3
、NH＋
4
5．(定量推断)某溶液可能含有Cl－、SO2－
4、CO2－
3
、NH＋
4
、Fe3＋、Al3＋和K＋。

取该溶
液100 mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02 mol气体，同时产生红褐色沉淀；过滤，洗涤，灼烧，得到1.60 g固体；向上述滤液中加足量BaCl
2
溶液，得到4.66 g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
B．Cl－一定存在，且c(Cl－)≥0.4 mol·L－1
C．SO2－
4、NH＋
4
一定存在，Cl－可能不存在
D．CO2－
3
、Al3＋一定不存在，K＋可能存在
【方法技巧】
“电荷守恒”在离子推断中的应用
在离子推断题中，常根据溶液呈电中性，即电荷守恒，来确定最后一种阴离子或阳离子是否存在，如果已知其他离子的物质的量或浓度，还可确定该未知离子的物质的量或浓度。

【微专题5】离子检验题的答题规范
【要点透析】
实验操作(取少量或适量待检溶液，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……”)
[典例剖析] (NH
4)
2
SO
4
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】(NH
4)
2
SO
4
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N
2
排尽空气后，于
400℃加热装置A至(NH
4)
2
SO
4
完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N
2。

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SO2－
3，无SO2－
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SO2－
3，无SO2－
4
的实验操作和现象是__________________
___________________________________________________________________。

【专题训练】
1．按要求回答下列问题：
(1)结晶析出Na
2S
2
O
3
·5H
2
O，其中可能含有Na
2
SO
3
、Na
2
SO
4
等杂质。

利用所给试剂
设计实验，检测产品中是否存在Na
2SO
4
，简要说明实验操作、现象和结论：
_____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。

已知Na
2S
2
O
3
·5H
2
O遇酸易分解：S
2
O2－
3
＋2H＋===S↓＋SO
2
↑＋H
2
O
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl
2溶液、AgNO
3
溶液
(2)榴石矿石可以看作CaO、FeO、Fe
2O
3
、Al
2
O
3
、SiO
2
组成。

试设计实验证明榴石
矿中含有FeO(试剂任选，说明实验操作与现象)________ ______________。

2．已知：5SO2－
3＋2IO－
3
＋2H＋===I
2
＋5SO2－
4
＋H
2
O
某含碘废水(pH约为8)中一定存在I
2，可能存在I－、IO－
3
中的一种或两种。

请补
充完整检验含碘废水中是否含有I－、IO－
3的实验方案：取适量含碘废水用CCl
4
多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在；________________________________________。

实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl
3溶液、Na
2
SO
3
溶液。

3．为了探究AgNO
3
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AgNO
3
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、K
3[Fe(CN)
6
]
溶液、氯水。

4)：
(1)取该固体混合物，加水后固体完全溶解得到无色溶液，且未嗅到气味；用pH 试纸测得溶液的pH为12。

则混合物组成中肯定不存在的离子是________。

(2)向(1)所得溶液中滴加盐酸，开始有沉淀生成，继续滴加，沉淀消失，同时有无色无味气体逸出。

则肯定存在的离子是________，可以排除的离子是________。

(3)取以上实验的上层澄清液，滴加AgNO
3
溶液，有白色沉淀生成。

你认为还有哪些离子尚待检验：________(填离子符号)，请你对尚待检验的离子提出合理的检验方法(要求写出具体的步骤、现象与结论)：___________________________ _____________________________________________________。

【真题演练明确靠向】
1．(2017·江苏卷)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．c＋
c－＝1×10－12的溶液中：K＋、Na＋、CO2－
3
、NO－
3
C．c(Fe2＋)＝1 mol·L－1的溶液中：K＋、NH＋4、MnO－4、SO2－4
D．能使甲基橙变红的溶液中：Na＋、NH＋
4、SO2－
4
、HCO－
3
2．(2016·江苏卷)制备(NH
4)
2
Fe(SO
4
)
2
·6H
2
O的实验中，需对过滤出产品的母液
(pH<1)进行处理。

高温下，分别取母液并向其中加入指定物质，反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是( )
A．通入过量Cl
2：Fe2＋、H＋、NH＋
4
、Cl－、SO2－
4
B．加入少量NaClO溶液：NH＋
4、Fe2＋、H＋、SO2－
4
、ClO－
C．加入过量NaOH溶液：Na＋、Fe2＋、NH＋
4、SO2－
4
、OH－
D．加入过量NaClO和NaOH的混合溶液：Na＋、SO2－
4
、Cl－、ClO－、OH－3．(2016·四川卷，3)下列关于离子共存或离子反应的说法正确的是( )
A．某无色溶液中可能大量存在H＋、Cl－、MnO－
4
B．pH＝2的溶液中可能大量存在Na＋、NH＋
4、SiO2－
3
C．Fe2＋与H
2O
2
在酸性溶液中的反应：2Fe2＋＋H
2
O
2
＋2H＋===2Fe3＋＋2H
2
O
D．稀硫酸和Ba(OH)
2溶液反应：H＋＋SO2－
4
＋Ba2＋＋OH－===BaSO
4
↓＋H
2
O
5．(2016·全国卷Ⅱ，12)某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：
①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；
②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。

该白色粉末可能为( )
A．NaHCO
3、Al(OH)
3
B．AgCl、NaHCO
3
C．Na
2SO
3
、BaCO
3
D．Na
2
CO
3
、CuSO
4
6．(2015·天津卷，2)下列关于物质或离子检验的叙述正确的是( )
A．在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋
B．气体通过无水CuSO
4
，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气
C．灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋无K＋
D．将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO
2
7．(2014·浙江卷，13)雾霾严重影响人们的生活与健康。

某地区的雾霾中可能
含有如下可溶性无机离子：Na＋、NH＋
4、Mg2＋、Al3＋、SO2－
4
、NO－
3
、Cl－。

某同学收
集了该地区的雾霾，经必要的预处理后得试样溶液，设计并完成了如下实验：
已知：3NO－
3＋8Al＋5OH－＋2H
2
O――→
△
3NH
3
↑＋8AlO－
2
根据以上的实验操作与现象，该同学得出的结论不正确的是( )
A．试样中肯定存在NH＋
4、Mg2＋、SO2－
4
和NO－
3
B．试样中一定不含Al3＋C．试样中可能存在Na＋、Cl－
D．该雾霾中可能存在NaNO
3、NH
4
Cl和MgSO
4。