内容正文:
小题突破(三) 离子共存与推断
[对应学生用书P26]
[真题引领]
(2020·全国Ⅱ卷)某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的两种组成,进行如下实验:①混合物溶于水,得到澄清透明溶液;②做焰色反应,通过钴玻璃可观察到紫色;③向溶液中加碱,产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为( )
A.KCl、NaCl B.KCl、MgSO4
C.KCl、CaCO3 D.MgSO4、NaCl
[方法指导] 本题以实验事实为情境素材,考查物质的离子反应与物质推断,培养学生“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。
解析 B ①混合物溶于水,得到澄清透明溶液,则不含CaCO3,排除C选项;②做焰色反应,通过钴玻璃可观察到紫色,可确定含有钾元素,即含有KCl;③向溶液中加碱,产生白色沉淀,则应含有MgSO4,综合以上分析,混合物由KCl和MgSO4两种物质组成,故选B。
[技法建模]
1.解答离子共存题目的三步分析法
—分析限制条件
(1)常见的限制条件:无色透明溶液、强酸性、强碱性、pH=1、与Al反应生成H2、c(H+)=10-12 mol·L-1、水电离的c(H+)=10-13 mol·L-1等。
(2)其他限制条件:指定离子,如含有Fe3+的溶液等;指定溶质,如NaClO和NaCl的混合溶液等。
—分析所给离子之间能否发生以下反应
(1)复分解反应,生成沉淀、弱电解质、气体。
(2)氧化还原反应,如NO(H+)与Fe2+、S2-、I-反应等。
(3)水解相互促进的反应,如Al3+与HCO、CO、AlO等。
(4)络合反应,如Fe3+与SCN-等。
—分析离子之间是否存在特殊的反应
如AlO与HCO不能大量共存等。
2.“四项基本原则”突破离子推断
(1)肯定性原则:根据现象推断溶液中肯定存在或肯定不存在的离子(记住常见有色离子)。
(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、指示剂变化、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: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。
[巩固提升]
1.(2022·淄博一模)中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁,检测的流程如图。下列说法错误的是( )
A.气体X中含有醋酸蒸气
B.该铁华粉中可能含有铁单质
C.向滤液中滴入酸性KMnO4溶液,可用于证明Fe2+具有还原性
D.产生蓝色沉淀的反应为K++Fe2++[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓
解析 C 由流程图可知,铁华粉中加入稀硫酸,加热时醋酸亚铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和醋酸蒸气;铁华粉中加入稀盐酸反应生成氢气说明铁华粉中还含有铁,过滤,向滤液中加入铁氰化钾溶液,溶液中亚铁离子与铁氰化钾溶液反应生成铁氰化亚铁蓝色沉淀。由分析可知,滤液中含有氯离子,向滤液中滴入酸性高锰酸钾溶液,酸性条件下氯离子也能与高锰酸钾溶液反应,使溶液褪色,则溶液褪色不能证明亚铁离子具有还原性,故C错误。
2.某溶液M中只可能含有下列离子中的若干种:K+、Mg2+、Fe3+、Ba2+、NH、Cl-、NO、SO和CO。为验证溶液中存在的离子种类,某同学进行如图所示实验:
下列有关溶液M的说法错误的是( )
A.气体X可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝
B.根据实验不能确定溶液M中是否存在K+
C.一定存在SO和CO,且物质的量浓度分别为1 mol·L-1和2 mol·L-1
D.将气体Y通入30 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中,所得溶液中阴离子主要为CO和HCO
解析 B 由题意知,10 mL溶液中:n(CO)=0.02 mol,n(SO)=0.01 mol,阴离子所带负电荷为2n(CO)+2n(SO)=2×0.02 mol+2×0.01 mol=0.06 mol,n(NH)=0.05 mol,由溶液M呈电中性可知,溶液M中一定存在K+,B项错误。
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