常见离子的检验方法

(1)水样中一定含有的阴离子是__________ SO42- CO32- ，其物质的量浓度之比 1∶2 。 为________ BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O (2)写出BC段曲线所表示反应的离子方程式：_____________ 。 (3)由B点到C点变化过程中消耗硝酸的体积为________ 40.0 mL。 (4)试根据实验结果推测K＋是否存在？___( 是 填“是”或“否”)； c(K＋ L－ 1 若存在，K＋的物质的量浓度c(K＋)的范围是 __________________ ) ≥ 0.6 mol· (若 (5) 设计简单实验验证原水样中可能存在的离子： K＋ 不存在，则不必回答)。 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Cl－ ，若不产生白色沉淀，则原水样不含Cl－。 __________________________________________________
(1)PH试纸 1 H+ (2)蓝色石蕊试纸 (3)紫色石蕊试液或甲基橙 验纯后点燃并 淡蓝色火焰和水珠 (4)Zn粒 无色无味气泡冒出 罩干而冷烧杯 若火焰呈黄色 则含Na+ 若透过蓝色鈷玻璃火焰呈紫色 则含K+ 2+ 若火焰呈砖红色 则含 Ca K+Na+Ca2+Sr2+ 焰色反应 2+ 2 + 则含 Sr 若火焰呈洋红色 Li Ba2+ Cu2+ 若火焰呈紫红色 则含Li+ 若火焰呈黄绿色 则含Ba2+ 若火焰呈绿色 则含Cu2+ 若产生使湿润红色 加 NaOH ∆ + (aq) 3 NH4 则含NH4+ 石蕊试纸变蓝的刺 激性气味的气体 稀硝酸酸化 4 Ba2+ (Pb2+) 的Na SO 2+(Pb2+) 若有不溶的白色沉淀生成 则含 Ba 2 4(aq) 5 Ag+ 稀硝酸酸化 若有不溶的白色沉淀生成 则含Ag+
根据以上信息，回答下列问题： (1)仅根据上述连续实验不能确定溶液X中是否含有的阴阳离子分别 Fe3+ Cl是_____________. 3Fe2++4H++NO3- =3Fe3++NO↑+2H2O (2)用离子方程式表达下列反应：①中生成气体A:_______________, Al3++4OH- =AlO2-+2H2O ②中生成溶液H:_________________________. (3)若②中所用NaOH(aq)浓度为2mol/L , 当加入10ml时开始产生沉淀， 55ml时沉淀的量达到最大值0.03mol , 连续滴加沉淀的量保持不变 ， 随后再滴加沉淀部分溶解 , 到 60ml时沉淀的量降为0.025mol且保持 不变，则原溶液中c(Fe2+)为_____mol/L 、c(Fe3+)为_____mol/L 、c(Cl-) 0.15 0.1 0.04 为_____mol/L .(若有些离子不存在，请填0mol/L)
第 七 讲 离子的检验与推断
考纲要求： 1掌握物质的检验、鉴别及推断的一般原则。 2 能正确选择和运用物质检验、鉴别及推断的一般方法。 3综合运用化学知识对常见离子进行检验、鉴别及推断。 一 常见离子的检验 1检验— 根据物质的性质结构组成，通过特有的物理化学实验现 象，确定其有无的过程。 2 物质检验的一般思路： 利用特征反应(↓↑ 颜色变化 气味等)验证 外观: 初步判断颜色(s l g) 根据现象，得出正确结论 3 物质检验的一般操作步骤及答题规范： 步骤: 取样: (若为固体，先加水溶解) 操作: (仪器 试剂用量条件) 现象 结论 叙述格式： 取待检验的溶液少量于试管中，加入……溶液(必要时 加热), 若……，则说明…….. . H+ NH4+ K+ Ca2+ Na+ Sr2+ Li+ Ba2+ (一)常见阳离子 Mg2+ Al3+ Fe2+ Fe3+ Cu2+ Ag+
- I-
①Cl2(aq) ②CCl4或C6H6
若下层或上层有紫色溶液生成 则含I若下层或上层有橙色溶液生成 则含Br-
8 PO43- ①AgNO3(aq) 若先生成黄色沉淀后沉淀溶解 则含PO43②稀HNO3 白色 HCl(aq)或 若生成腐鸡蛋 2则含 S S2- CaCl2(aq) 沉淀 H2SO4(aq) 臭 气 味 气 体 9 无明显 HCl(aq)或 若生成腐鸡蛋 HS则含 HS H SO 2 臭 气 味 气 体 4(aq) 变 化 注意： 单独S2-或HS-可以加氧化剂产生浅黄色沉淀来检验。 CuSO4(aq)或 210 S HS (H2S) (CH COO) Pb 若生成黑色沉淀 则含S23 2 (aq)
例6 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+ Al3+ Ag+ Ca2+ CO32SO42- 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Ba(NO3)2溶液，再滴加1ml/mol硝酸，实验过程中沉 淀质量的变化如图所示：
NaOH(aq)
CO3 SO32- CaCl 2(aq) 2 HCO3或BaCl 2(aq) HSO3 无明显 ①HCl(aq) 变 化 ②Ca(OH)2(aq)
2-
白色 ①HCl(aq) 沉淀 ②Ca(OH)2(aq)
若生成使澄清石灰水变 浑浊的无色无味气体 若生成使澄清石灰水变 浑浊的无色刺激性气体 若生成使品红试液褪 色,加热又变红的气体
例7 某强酸性溶液X中仅含有Ba2+ Al3+ NH4+ Fe2+ Fe3+ CO32- SO32SO42- Cl- NO3-中的一种或几种，取该溶液进行连速实验，实验过 程如下： H 2O2 气体A标 O2 溶液E 气体 D O2 况112ml 气体F标况112ml ②过量 100ml ①过量 过量 沉淀 I 溶液B 溶液 H NaOH(aq) X溶液 Ba(NO3)2(aq) CO2 沉淀J 沉淀D 沉淀C 9.32g
例4 某透明溶液中可能含有Fe2+ Fe3+ Al3+ NH4+ Cl- I- NO3- SO42(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NaOH溶液，过滤、 洗涤、灼烧、称量，得固体质量为3.2g; ③向溶液中加过量浓NaOH 溶液，加热，收集到气体1.12L(标准状况)； ④向溶液中加入足量的 BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量，得固体2.33g; ⑤向溶液中加 入适量浓硫酸，在加入铜粉，振荡溶液，产生红棕色气体。下列对 实验结论的分析合理的是（ ） D A可能存在Al3+ Fe3+ B 只存在NO3- NH4+ SO42- Fe3+ C一定不存在Cl- ID可能存在Al3+ Cl-
二 鉴别(区别) — 将两种或两种以上的物质一一区分开来。 例1 (1)只有下列一种试剂就能将分别含有CuCl2 FeSO4 FeCl3 NaNO3 Al2(SO4)3 NH4HCO3 MgCl2 等七种离子的溶液一次性鉴别开 NaOH(aq)或Ba(OH)2 来的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿． (2)不用其他试剂鉴别下列溶液 ：Ba(OH)2 KSCN NaCl NH4Cl Mg(NO3)2 FeCl3 Al2(SO4)3 三 鉴 定(证明) — 确定一种物质的成分或确定混合物中各种成分。 例2：设计实验，证明(NH4)2 Fe (SO4)2 ·6H2O(硫酸亚铁铵晶体)的 成分中含有Fe2+ NH4+ SO42- 和 H2O成分。
则含CO3wk.baidu.com则含SO32则含SO32则含HCO32则含HSO32-
现象同上
3 SO42- 稀盐酸
酸 化
无明显变化 BaCl2(aq) 若有不溶白 则含SO42色沉淀生成 白色沉 过滤 BaCl2(aq) 若有不溶白 滤液 2则含 SO 淀生成 4 色沉淀生成
排除Ag+ SiO32-等的干扰
注意： 先用稀盐酸酸化(一定不能用稀硝酸酸化)，后加BaCl2溶液， 顺序一定不颠倒。 HCl(aq)或H2SO4(aq) 若产生有刺激性气味 24 S2O3 则含S2O32的气体，淡黄色沉淀 5 NO3- Cu屑 浓H2SO4 若有红棕色气体冒出 则含NO36 SCN- FeCl3(aq) 若有血红色溶液生成 则含SCN若生成不溶的白色沉淀 则含Cl稀硝酸酸化 若生成不溶的浅黄色色沉淀 则含Br7 Cl Br I 的AgNO 3(aq) 若生成不溶的黄色色沉淀 则含I注意：稀硝酸和AgNO3(aq)先无关后顺序。 或 Br
解： (1)取少量晶体放于第一支试管中，用酒精灯加热，在试管囗 有液体生成，则证明原晶体中含有结晶水。 (2)取少量晶体于第二支试管中加水溶解，加入足量NaOH溶液， 有白色沉淀生成，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，则原晶体中 含有Fe2+ ; 后加热，生成使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味 的气体，则含NH4+ 。 (3)取少量晶体于第三支试管中加水溶解，滴入几滴用盐酸酸 化的BaCl2 溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中有SO42-存在， 所以硫酸亚铁铵晶体含有：Fe2+ NH4+ SO42- 和 H2O成分 注意： 使用语言措词 四 推断— 通过已知实验事实，根据性质分析推求出被检验物质的 组成和名称。 (1)肯定性原则： (2)互斥性原则： 离子推断的四项基本原则 (3)电中性原则： (4)进出性原则：
例4 某无色溶液中可能含有：Na+ Ba2+ Cu2+ CO32- Cl- Mg2+． ① 向此溶液中滴加稀HCl无明显现象． ② 取少许①的溶液并加入少量的Na2SO4溶液，有白色沉淀产生． ③ 取②的上层清液并加入过量的NaOH溶液，无明显的现象． 请回答下列问题： 原溶液中一定含有的离子是 Ba2+ Cl， 一定不含的离子是 Ba2+ CO32- Mg2+ ，不能确定是否含有的 离子是 Na+ ．
的NaCl(aq) 2+ 过 量 的 若有不溶的白色沉淀生成 则含 Mg 6 Mg2+Al3+ NaOH (aq) 若先有白色沉淀生成，后又溶解 则含Al3+(Zn2+)
先生成的白色沉淀，后迅速变 成灰绿色，最 后 生成 红褐 色 则含Fe2+ 7 Fe2+ KSCN(aq) 无明显变化 Cl2(aq) 若变成血红色溶液 NaOH(aq) 若生成红褐色沉淀 8 Fe3+ KSCN(aq) 若生成血红色溶液 则含Fe3+ 苯酚溶液 若生成紫色溶液 NaOH(aq) 2+ 9 Cu 过量氨水 若生成蓝色沉淀 则含Cu 若先生成蓝色沉淀后又变成深蓝色的溶液 OH- CO32- SO32- HCO3- HSO3- PO43(二) 常见的阴离子 SO42- S2O32- NO3- Cl- Br- I- S2- SCN1 OH- (1)PH试纸 或红色石蕊试纸 (3)紫色石蕊试液或甲基橙或酚酞试液
例5 A B C D四种可溶性盐，阳离子分别可能是Ba2＋Na＋Ag＋Cu2＋ 中的某一种，阴离子分别可能是NO3- Cl- SO42- CO32-中的某一种。 (1)把四种盐分别溶于盛有蒸馏水的试管中，只有C盐的溶液呈蓝色。 (2)向（1）的四支试管中分别加盐酸，B溶液有沉淀产生，D溶液有 无色无味气体逸出。则它们的化学式应为： Ba(NO3)2 ，B __________ AgNO3 ，C _________ CuSO4 ，D ___________ Na2CO3 。 A __________