第1章 第3讲 离子共存、检验与推断（Word教参）-【优化指导】2025年高考化学一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版）

第3讲　离子共存、检验与推断 课标引领 1.通过实验事实认识离子反应及其发生的条件，了解常见离子的检验方法。 2．能利用典型代表物的性质和反应，进行离子的推断和设计常见物质检验的方案。 考点一　离子共存的判断 1．溶液中离子共存的实质 判断同一溶液中多种离子能大量共存，其实质是离子之间不能发生任何反应；若离子之间能发生反应，则不能大量共存。 2．判断溶液中离子能否大量共存的“四个角度” (1)溶液的颜色 离子 Cu2＋ Fe3＋ Fe2＋ MnO 颜色 蓝色 棕黄色 浅绿色 紫红色 (2)溶液的性质 判断溶液中离子能否大量共存，要考虑溶液的性质，如酸性和碱性、氧化性和还原性等。 溶液的性质 不能大量存在的离子 强酸性 OH－、弱酸根离子(如CO、SO、S2－、CH3COO－等)、弱酸的酸式酸根离子(如HS－、HCO、HSO等) 强碱性 H＋、弱碱阳离子(如NH、Al3＋、Fe3＋等)、弱酸的酸式酸根离子(如HS－、HCO、HSO等) 氧化性 S2－(HS－)、SO(HSO)、I－、Fe2＋等还原性离子 还原性 ClO－、MnO、NO(H＋)、Fe3＋、Cr2O等氧化性离子 (3)隐含信息 判断溶液中离子能否大量共存时，要充分挖掘溶液中隐含的信息，考虑指定粒子(或物质)受溶液的酸碱性、氧化性、还原性等因素的影响。例如： ①含有大量Fe3＋的溶液，隐含溶液呈酸性，并具有较强氧化性。 ②含有大量ClO－或NO的酸性溶液，隐含溶液具有强氧化性。 ③含有大量Fe2＋的溶液，隐含溶液具有强还原性。 ④含有大量S2－、SO、[Al(OH)4]－的溶液，隐含溶液呈碱性。 (4)特殊情况 ①[Al(OH)4]－和HCO不能大量共存，离子方程式为[Al(OH)4]－＋HCO===Al(OH)3↓＋CO＋H2O。 ②“NO＋H＋”组合具有强氧化性，可将Fe2＋、S2－、I－、SO等还原性离子氧化，不能大量共存。 ③NH和CH3COO－、CO，Mg2＋和HCO等组合中，虽两种离子都能水解且相互促进，但水解程度仍很小，在溶液中可以大量共存。 判断下列各组离子在指定条件下能否大量共存，能大量共存的打“√”，不能大量共存的打“×”。 (1)滴加酚酞显深红色的溶液：Na＋、NH、SO、Cl－(　　×　　) (2)0.1 mol/L FeCl3溶液中：K＋、Na＋、S2－、NO(　　×　　) (3)常温下，pH＝1的溶液中：K＋、Fe2＋、ClO－、SO(　　×　　) (4)加入铝粉有氢气放出的溶液：K＋、Na＋、SO、NO(　　×　　) (5)25 ℃时，由水电离产生的c(H＋)＝1×10－12 mol/L的溶液：Na＋、K＋、NO、HCO(　　×　　) 考向一　判断离子共存，注意限制条件 [例1] (双选)常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是(　　) A．使甲基橙变红色的溶液中：Na＋、Al3+、SO、Cl－ B．＝1×10-13 mol/L的溶液中：NH、Ca2+、Cl－、NO C．与Al反应能放出H2的溶液中：Fe2+、K＋、NO、SO D．水电离的c(H＋)＝1×10-13 mol/L的溶液中：K＋、Na＋、[Al(OH)4]－、CO A项 使甲基橙变红色的溶液溶液呈酸性 B项 常温下Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10-14 ，结合＝1×10-13 mol/Lc(H＋)＝0.1 mol/L溶液呈强酸性 C项 与Al反应能放出H2的溶液可能呈强酸性(不含NO、ClO－等强氧化性离子)或呈强碱性 D项 常温下水电离的c(H＋)＝1×10-13 mol/L＜1×10-7mol/L水的电离受到抑制可能含有强酸或强碱 AB　解析：使甲基橙变红色的溶液显酸性，Na＋、Al3+、SO、Cl－、H＋之间不发生反应，可以大量存在，A正确；常温下＝1×10-13 mol/L的溶液呈强酸性，可以大量共存，B正确；与铝反应放出氢气的溶液可能显酸性也可能显碱性，若溶液显碱性，亚铁离子不能大量共存，若溶液显酸性，HNO3和Al反应不生成H2，且酸性条件下Fe2+和NO不能大量共存，C错误；该溶液可能显酸性也可能显碱性，如果显酸性，[Al(OH)4]－、CO不能大量共存，D错误。 “四步法”巧解溶液中离子能否大量共存的判断题 [练1] 常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　) A．中性溶液中：Fe3＋、Na＋、SO、NO B．＝102的溶液中：Na＋、K＋、CH3COO－、Cl－ C．明矾溶液中：NH、K＋、I－、Br－ D．加入铝粉会产生H2的溶液中：Cu2＋、Mg2＋、NO、ClO－ C　解析：中性溶液中，Fe3＋会发生水解而使溶液呈酸性，即中性溶液中Fe3＋不能大量存在，A错误；＝102的溶液显酸性，含大量H＋，CH3COO－与H＋结合生成CH3COOH，不能大量共存，B错误；明矾溶液中含大量Al3＋，Al3＋、NH、K＋、I－、Br－互不反应，能大量共存，C正确；加入铝粉会产生H2的溶液可能显酸性也可能显碱性，若溶液显酸性，HNO3和Al反应不生成H2，酸性条件下，ClO－不能大量共存，碱性条件下，Cu2＋、Mg2＋不能大量共存，D错误。 考向二　判断离子共存，分析其中原因 [例2] (2021·湖南卷，改编)对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是(　　) 粒子组 判断和分析 A Na＋、Al3＋、Cl－、NH3·H2O 不能大量共存，因发生反应：Al3＋＋4NH3·H2O===[Al(OH)4]－＋4NH B H＋、K＋、S2O、SO 不能大量共存，因发生反应： 2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O C Na＋、Fe3＋、SO、H2O2 能大量共存，粒子间不反应 D H＋、Na＋、Cl－、MnO 能大量共存，粒子间不反应 B　解析：Al3＋和NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀而不是生成[Al(OH)4]－，A错误；S2O和H＋反应生成S、SO2和H2O，离子方程式为2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O，B正确；Fe3＋可催化H2O2分解生成H2O和O2，不能大量共存，C错误；在酸性条件下，MnO能将Cl－氧化为Cl2，不能大量共存，D错误。 [练2] 下列离子组中加(或通)入相应试剂后，判断和分析均正确的是(　　) 离子组 加(或通)入试剂 判断和分析 A Na＋、H＋、Ba2＋、Cl－、NO 足量CO2 能大量共存 B Na＋、Mg2＋、Cl－、HCO 足量NaOH溶液 不能大量共存，只发生下列反应：Mg2＋＋HCO＋OH－===MgCO3↓＋H2O C Na＋、K＋、[Al(OH)4]－、 Cl－ 足量NaHCO3溶液 不能大量共存，因[Al(OH)4]－和HCO之间会发生相互促进的水解反应生成CO2气体和Al(OH)3沉淀 D Na＋、K＋、ClO－、SO 少量SO2 不能大量共存，只发生下列氧化还原反应：ClO－＋H2O＋SO2===Cl－＋SO＋2H＋ 111 A　解析：Na＋、H＋、Ba2＋、Cl－、NO之间不会反应能够共存，通入足量CO2也不反应，能够大量共存，A正确；Mg(OH)2更难溶，加入足量NaOH溶液后Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，离子方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、HCO＋OH－===H2O＋CO，B错误；[Al(OH)4]－和HCO均为阴离子，不会发生相互促进的水解反应，但HCO的酸性大于Al(OH)3，可以发生较强酸制较弱酸的反应，生成Al(OH)3沉淀和碳酸根离子，C错误；Na＋、K＋、ClO－、SO之间不反应能够共存，通入少量SO2后先发生氧化还原反应：ClO－＋H2O＋SO2===Cl－＋SO＋2H＋，后发生反应H＋＋ClO－⥫⥬HClO，总反应应为3ClO－＋H2O＋SO2===Cl－＋2HClO＋SO，D错误。 考点二　离子的检验与推断 1．常见阳离子的检验与推断 (1)依据生成的沉淀检验或推断 阳离子 所需试剂 实验现象(依据) Al3＋ NaOH溶液 开始产生白色沉淀，NaOH溶液过量时沉淀溶解 Fe3＋ NaOH溶液 产生红褐色沉淀 Fe2＋ NaOH溶液 开始产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 K3[Fe(CN)6] 溶液 产生蓝色沉淀 Cu2＋, 氨水 开始产生蓝色沉淀，氨水过量时沉淀溶解，得到深蓝色溶液 (2)依据生成的气体检验或推断 待测液产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体―→证明含有NH。 (3)依据显示的特殊颜色检验或推断 阳离子 试剂或方法 实验现象(依据) Na＋ 焰色试验 火焰呈黄色 K＋ 焰色试验 火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察) Fe3＋ KSCN溶液 溶液呈红色 Fe2＋ 先加KSCN溶液，后滴加新制氯水 开始无明显现象，滴加新制氯水后溶液变红色 2.常见阴离子的检验与推断 (1)依据生成的沉淀检验或推断 阴离子 所需试剂 实验现象(依据) Cl－ AgNO3溶液＋稀硝酸 生成白色沉淀(AgCl) Br－ 生成淡黄色沉淀(AgBr) I－ 生成黄色沉淀(AgI) SO BaCl2溶液＋稀盐酸,加入稀盐酸无明显现象，再滴加BaCl2溶液产生白色沉淀 CO CaCl2溶液＋稀盐酸,加入CaCl2溶液产生白色沉淀，再滴加稀盐酸沉淀溶解，产生无色无味的气体 (2)依据生成的气体检验或推断 阴离子 所需试剂 实验现象(依据) CO 稀盐酸＋澄清石灰水 产生无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体 HCO SO 稀硫酸＋品红溶液 加稀硫酸产生无色、有刺激性气味的气体，能使品红溶液褪色 HSO 判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)向某溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入稀盐酸，沉淀不溶解，则该溶液中一定存在SO(　　×　　) (2)向某溶液中加入Ca(OH)2溶液，有白色沉淀生成，则该溶液中一定存在CO(　　×　　) (3)向某溶液中加入稀硫酸，产生使品红溶液褪色的无色有刺激性气味的气体，则该溶液中一定存在SO(　　×　　) (4)某溶液的焰色试验呈黄色，则溶液中一定含有Na＋，不能确定是否有K＋(　　√　　) (5)向某溶液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加稀盐酸沉淀不消失，则该溶液中一定含有Cl－(　　×　　) 考向一　离子的检验原理和方法 [例1] 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SO B 滴加氯水和CCl4，振荡、静置 下层溶液显紫色 原溶液中有I－ C 用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色试验 火焰呈黄色 原溶液中有Na＋、无K＋ D 滴加稀NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无NH B　解析：滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成，不能说明原溶液中有SO，因为若溶液中含有SO、CO、Ag＋等，滴加BaCl2溶液也都生成白色沉淀，A错误；氯水中的氯气和碘离子反应生成碘单质，四氯化碳把碘单质从水溶液中萃取出来，四氯化碳的密度比水大，下层溶液显紫色，滴加氯水和四氯化碳，若下层溶液显紫色，说明原溶液中有I－，B正确；Na＋的黄色火焰可以掩盖K＋的紫色火焰，故检验K＋需透过蓝色钴玻璃观察火焰，C错误；氨极易溶于水，若溶液中含有少量的NH，需滴加浓NaOH溶液且加热才会放出氨，D错误。 [练1] 下列对于某些离子的检验及结论表述正确的是(　　) A．加氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，原溶液中一定有Ag＋ B．加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸白色沉淀消失，则样品中一定含Ba2＋ C．溶液中加稀盐酸产生的无色气体能使澄清石灰水产生白色浑浊，则溶液中有CO D．向溶液中加入盐酸无沉淀，再加氯化钡溶液有白色沉淀产生，则溶液中含有SO D　解析：加氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，则产生的白色沉淀为AgCl或BaSO4，原溶液中不一定有Ag＋，A错误；加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸白色沉淀消失，则沉淀可能为BaCO3或CaCO3，样品中不一定含Ba2＋，B错误；溶液中加稀盐酸产生的无色气体能使澄清石灰水产生白色浑浊，则此气体为CO2或SO2，溶液中可能有CO，也可能有HCO、SO、HSO，C错误；向溶液中加入盐酸无沉淀，再加氯化钡溶液有白色沉淀产生，则此沉淀一定为BaSO4，溶液中一定含有SO，D正确。 考向二　溶液中离子的综合推断 [例2] (双选)某溶液仅由Na＋、Cu2+、Ba2+、Fe3+、CO、SO、Cl－中的若干种离子组成，取适量该溶液进行如图实验： 根据以上实验判断，下列推断错误的是(　　) A．气体1通入澄清石灰水中，溶液变浑浊 B．白色沉淀2中加稀硝酸，沉淀能完全溶解 C．滤液2中加入碳酸钠溶液一定会产生白色沉淀 D．原溶液中一定存在Na＋、Cl－、CO、SO BD　解析：原溶液加入过量盐酸得到气体1和无色溶液1，说明气体1为二氧化碳气体，原溶液中一定含有CO，不含有Cu2+、Ba2+、Fe3+；无色溶液1与过量Ba(OH)2溶液反应，过滤得到白色沉淀2和滤液2，说明白色沉淀为BaSO4沉淀，原溶液中一定含有SO；向滤液2中加入过量的硝酸和硝酸银溶液，过滤得到白色沉淀3和滤液3，说明白色沉淀为氯化银沉淀，溶液中可能含有Cl－；由电荷守恒可知，原溶液中一定含有Na＋，综上可知，原溶液中一定含有Na＋、CO、SO，可能含有Cl－，一定不含Cu2+、Ba2+、Fe3+。气体1为能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体，A正确；白色沉淀2为不溶于稀硝酸的硫酸钡沉淀，B错误；滤液2中含有过量的氢氧化钡，向滤液2中加入碳酸钠溶液一定会有碳酸钡白色沉淀生成，C正确；原溶液中一定存在Na＋、CO、SO，可能含有Cl－，D错误。 解答溶液中离子综合推断类题的“四原则” [练2] (双选)某工业废水中可能含有K＋、Ag＋、Mg2+、Cu2+、Al3+、NH、Cl－、CO、NO、SO、I－中的几种，且各离子物质的量浓度均为0.2 mol/L(忽略水的电离及离子的水解)，欲探究废水的组成，进行了如下实验： Ⅰ .取该无色溶液5 mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加。 Ⅱ .用铂丝蘸取溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，无紫色火焰。 Ⅲ .另取溶液加入过量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇到空气变为红棕色。 Ⅳ.向 Ⅲ 中所得溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。 下列推断不正确的是(　　) A．溶液中一定不含的阳离子是K＋、NH、Mg2+、Al3+ B. Ⅲ 中加入盐酸生成无色气体的离子方程式为8H＋＋6I－＋2NO===3I2＋2NO↑＋4H2O C．原溶液除H＋和OH－外只含有Mg2+、Al3+、NO、SO、I－ D．另取100 mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤、洗涤、灼烧沉淀至恒重，得到固体质量0.8 g AC　解析： Ⅰ .取该无色溶液5 mL，说明一定不含有Cu2+，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加，说明增加的是NH，所以原溶液中一定不含NH，可能含有Mg2+、Al3+，不含NH、CO； Ⅱ .用铂丝蘸取溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，无紫色火焰，说明没有K＋； Ⅲ .另取溶液加入过量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，说明有还原性离子I－与NO和H＋反应生成NO，即溶液中有I－、NO，一定不含有Ag＋。 Ⅳ.向 Ⅲ 中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明有SO； 综上所述，一定含有的阴离子为NO、SO、I－，各离子物质的量浓度均为0.2 mol/L，结合电荷守恒可知，溶液中一定有Mg2+和Al3+，且还含有一种－1价的阴离子为Cl－。溶液中一定不含的阳离子是K＋、NH、Cu2+、Ag＋，A错误； Ⅲ 中加入盐酸，I－与NO和H＋反应生成NO，根据得失电子守恒和电荷守恒配平的离子方程式为8H＋＋6I－＋2NO===3I2＋2NO↑＋4H2O，B正确；原溶液除H＋和OH－外只含有Mg2+、Al3+、NO、SO、I－、Cl－，C错误；另取100 mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，Mg2+、Al3+反应生成Mg(OH)2、Na[Al(OH)4]，充分反应后过滤，洗涤，灼烧沉淀至恒重，根据元素守恒：n(MgO)＝n(Mg2+)＝cV＝0.2 mol/L×0.1 L＝0.02 mol，m(MgO)＝0.02 mol×40 g/mol＝0.8 g，D正确。 1．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　) A．在澄清透明的溶液中：Fe3＋、Mn2＋、SO、Cl－ B．能使甲基橙显红色的溶液中：Zn2＋、H＋、ClO－、I－ C．含0.1 mol/L NaHSO4的溶液：K＋、Al3＋、NO、SiO D．＝1.0×10－12的溶液： NH、Na＋、HCO、NO A　解析：在澄清透明的溶液中，Fe3＋、Mn2＋、SO、Cl－各离子之间相互不反应，能大量共存，A正确； 能使甲基橙显红色的溶液呈酸性，H＋、ClO－、I－之间因发生氧化还原反应而不能大量共存，B错误； 含0.1 mol/L NaHSO4的溶液中H＋与SiO反应生成沉淀而不能大量共存，C错误；＝1.0×10－12的溶液呈碱性，NH、HCO与OH－反应而不能大量存在，D错误。 2．(2020·天津卷)检验下列物质所选用的试剂正确的是(　　) 待检测物质 所用试剂 A 海水中的碘元素 淀粉溶液 B SO2气体 澄清石灰水 C 溶液中的Cu2＋ 氨水 D 溶液中的NH NaOH溶液，湿润的蓝色石蕊试纸 C　解析：海水中的碘元素以I－形式存在，要加入氧化剂(如氯水等)将I－氧化生成I2，再利用淀粉检验生成的I2，缺少氧化剂，A错误；SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，且气体过量时沉淀溶解，现象相同，要选用品红溶液检验SO2气体，B错误；向含有Cu2＋的溶液中滴加氨水，产生蓝色沉淀Cu(OH)2，当氨水过量时，沉淀溶解，得到深蓝色溶液，C正确；检验溶液中的NH，加入NaOH溶液并加热，并用湿润的红色石蕊试纸检验生成的NH3，D错误。 3．(实验探究情境)(2024·山西省百师联盟联考)在下表中，欲用一种试剂Z来检验盐溶液中的离子X，在同时有离子Y存在时，此检验仍可以判别的是(　　) 试剂Z 离子X 离子Y A NaOH Ba2＋ Mg2＋ B AgNO3 Cl－ SO C H2SO4 Ba2＋ Mg2＋ D BaCl2 SO CO C　解析：Mg2＋与OH－反应生成白色沉淀，Ba2＋与OH－不反应，A不符合题意；Cl－和SO与AgNO3反应均生成白色沉淀，不能用AgNO3检验Cl－的存在，B不符合题意；MgSO4易溶于水，Ba2＋与SO反应生成BaSO4白色沉淀，可以检验，C符合题意；SO、CO与BaCl2反应均生成白色沉淀，不能用BaCl2检验SO的存在，D不符合题意。 4．某试液中只可能含有K＋、NH、Fe2＋、Al3＋、Cl－、SO、CO、[Al(OH)4]－中的若干种离子。离子浓度均为0.3 mol/L。某同学进行了如下实验： 下列说法正确的是(　　) A．无法确定原试液中是否含有Al3＋、Cl－ B．原溶液中存在的离子为NH、Fe2＋、Cl－、SO C．滤液X中大量存在的阳离子有NH、Fe2＋和Ba2＋ D．无法确定沉淀C的成分 B　解析：该试液加入稀硫酸无明显现象，说明试液不含有CO、[Al(OH)4]－。加入Ba(NO3)2溶液产生的气体是NO，说明试液含有还原性离子Fe2＋。加入氢氧化钠溶液产生气体，说明试液含有NH。从实验得到结论：试液含有Fe2＋、NH，不含有CO、[Al(OH)4]－，为了保持电荷守恒，要求试液含有Cl－、SO，不含有Al3＋，A错误；原溶液中存在的离子为NH、Fe2＋、Cl－、SO，B正确；在过量稀硫酸和硝酸钡溶液作用下，滤液X中Fe2＋不能大量存在，C错误；沉淀C的成分是碳酸钡，D错误。 5．(2023·辽宁卷)下列鉴别或检验不能达到实验目的的是(　　) A．用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3 B．用KSCN溶液检验FeSO4是否变质 C．用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化 D．加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛 A　解析：Na2CO3和NaHCO3与石灰水反应都能生成难溶的CaCO3沉淀，A符合题意；KSCN与Fe3＋能生成红色物质，可用于检验FeSO4是否变质，B不符合题意；Na2SO3被氧化为Na2SO4，Na2SO4与BaCl2反应生成的BaSO4不溶于盐酸，C不符合题意；乙醛能与银氨溶液发生银镜反应，而乙醇不能，D不符合题意。 6．(2022·湖北卷)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是(　　) A．在0.1 mol/L氨水中：Ag＋、Cu2＋、NO、SO B．在0.1 mol/L氯化钠溶液中：Fe3＋、I－、Ba2＋、HCO C．在0.1 mol/L醋酸中：SO、NH、Br－、H＋ D．在0.1 mol/L硝酸银溶液中：K＋、Cl－、Na＋、CO C　解析：氨水显碱性，会与Ag＋、Cu2＋发生反应，不能大量共存，A错误；Fe3＋与I－会发生氧化还原反应，Fe3＋与HCO会发生相互促进的水解反应，不能大量共存，B错误；醋酸显酸性，在醋酸中SO、NH、Br－、H＋均不会发生反应，能大量共存，C正确；硝酸银溶液中的Ag＋会与CO、Cl－反应生成沉淀，不能大量共存，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$