内容正文:
第三节 离子共存 离子推断
课程标准 核心素养
1.根据离子反应及其发生条件,判断离子大量共存和离子推断
2.了解常见离子的检验方法
3.能利用典型代表物的性质和反应.设计常见物质提纯、检验
等简单任务的方案
科学态度与社会责任:根据离子的性质和
实验目的能设计并优化实验方案,完成实
验操作,能观察现象记录探究成果
学生用书 P34
考点一 离子共存
1.离子大量共存的本质
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.离子不能大量共存的常见类型
(1)复分解反应型
①生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存.
②生成难电离的物质(如弱酸、弱碱、水).
(2)氧化还原反应型
具有较强氧化性的离子与具有较强还原性的离
子,会发生氧化还原反应而不能大量共存.
(3)水解相互促进型
当弱酸的酸根与弱碱的阳离子同时存在于水溶液
中时,弱酸的酸根水解生成的OH-与弱碱的阳离
子水解生成的 H+ 反应生成水,从而使两种离子
的水解平衡相互促进而向水解方向移动,甚至完
全反应.
(4)络合反应型
离子间因发生络合反应而不能大量共存.
举例如下:
①H+ 不能与 CO2-3 (HCO-3 )、S2- (HS-)、SO2-3
(HSO-3 )、PO3-4 (H2PO-4 、HPO2-4 )、ClO-、F-、
CH3COO-、NO-2 大量共存的原因是生成弱电解
质或弱离子;与SiO2-3 不能大量共存是因为生成
H2SiO3 沉淀;与[Al(OH)4]- 不能大量共存是因
为生成Al(OH)3 或Al3+.
②OH- 与 NH+4 不能大量共存是因为反应生成
NH3H2O,与 Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mg2+、
Al3+、Cr3+ 均不能大量共存,是因为反应生成沉
淀,与 HCO-3 、HS-、HSO-3 、HPO2-4 、H2PO-4 不
能大量共存是因为分别生成CO2-3 、S2-、SO2-3 、
PO3-4 、HPO2-4 和H2O.
③CO2-3 不能和 Mg2+、Ba2+、Ca2+、Fe2+、Cu2+ 大
量共存是因为生成沉淀,与Fe3+、Al3+ 不能大量
共存是因为水解相互促进反应生成沉淀和气体.
④SO2-3 与Mg2+、Ba2+、Fe2+、Cu2+不能大量共存
主要是因为生成沉淀,与Al3+不能大量共存是因
为 水 解 相互促进生成沉淀和气体;与 MnO-4
(H+)、NO-3 (H+)、Fe3+ 不能大量共存是因为
SO2-3 被氧化成SO2-4 .
⑤Fe3+不能和I-、SO2-3 、S2-(HS-)大量共存是
因为被Fe3+氧化;与ClO-、[Al(OH)4]- 不能大
量共存是因为水解相互促进生成沉淀,与大量
SCN-不能共存是因为生成Fe(SCN)3(填具体物
质的化学式).
⑥I-可被Fe3+、NO-3 (H+)、MnO-4 、ClO- 氧化而
与它们不能大量共存.
⑦NO-3 (H+)可 氧 化 S2- (HS-)、Fe2+、SO2-3
(HSO-3 )、I-而不能与之大量共存.
⑧S2-与SO2-3 在碱性条件下能大量共存,但在酸
性条件下因为发生反应:2S2-+SO2-3 +6H+
3S↓+3H2O(填反应的离子方程式)不能大量
共存.
⑨Al3+与ClO-、S2-(HS-)、[Al(OH)4]-不能大
量共存是因为水解相互促进反应生成沉淀.
⑩[Al(OH)4]-与HCO-3 不能大量共存是因为发
生 反 应:HCO-3 + [Al(OH)4]- CO2-3 +
Al(OH)3↓+H2O.
1.易错辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)常温下,c(H+)=1×10-13molL-1的溶液中:
NH+4 、Al3+、SO2-4 、NO-3 (×)
(2)中性溶液中可能大量存在Fe3+、K+、Cl-、SO2-4
(×)
(3)含大量Fe3+的溶液中:NH+4 、Na+、Cl-、SCN-
(×)
(4)
Kw
c(H+)
=1×10-13molL-1的溶液中:NH+4 、
Ca2+、Cl-、NO-3 (√)
(5)常温下,pH=1的溶液中:K+、Fe2+、Cl-、NO-3
(×)
34
第二章 物质及其变化
(6)与 Al反应能放出 H2 的溶液中:Fe2+、K+、
NO-3 、SO2-4 (×)
(7)由水电离出的c水(H+)=1×10-12molL-1的
溶液:Na+、K+、Cl-、NO-3 (√)
(8)c(H+)∶c(OH-)=1∶10-2的溶液:K+、Ba2+、
ClO-、CO2-3 (×)
溶液中离子大量共存的判断技巧
(1)审清题干要求的关键词语,如“一定大量共
存”“可能大量共存”或“不能大量共存”等.
(2)规避颜色陷阱,如“无色溶液”“透明溶液”等.
(3)注意离子大量共存的条件,如酸性、碱性及特
殊离子存在.
2.(1)判断下表中所列离子能否发生氧化还原反应,
能反应的打“√”,不能反应的打“×”.
S2- SO2-3 I- Fe2+ Br- Cl-
MnO-4 (H+) √ √ √ √ √ √
ClO- √ √ √ √ √ √(酸性)
NO-3 (H+) √ √ √ √ — —
Fe3+ √ √ √ × × ×
(2)S2-与SO2-3 ,Cl
—与ClO—在碱性条件下能否大
量共存: .写出上述两组离子在酸性条件
下反应的离子方程式: 、
.
答案:S2-与SO2-3 能大量共存,而Cl-与ClO-不能
大量共存 2S2-+SO2-3 +6H+3S↓+3H2O
Cl-+ClO-+2H+Cl2↑+H2O
◆[题组1] 有限定条件的离子大量共存
1.下 列 各 组 离 子 在 指 定 溶 液 中 能 大 量 共 存 的
是 .
①无色溶液中K+、Cu2+、Na+、SO2-4
②酸性溶液中Fe2+、Al3+、NO-3 、Cl-
③常温下pH=11的溶液中:CO2-3 、Na+、[Al(OH)4]-、
NO-3
④能使红色石蕊试纸变为蓝色的溶液:Na+、Cl-、
S2-、ClO-
⑤常温下在由水电离出的c(OH-)=10-13molL-1
的溶液中:Na+、Ba2+、Cl-、I-
⑥常温下
Kw
c(H+)
=10-13 molL-1溶液中:Fe3+、
NH+4 、Mg2+、SO2-4
⑦加 入 Al能 放 出 H2 的 溶 液 中:Cl-、Fe3+、
NO-3 、NH+4
⑧ 滴 入 KSCN 溶 液 显 红 色 溶 液 中:Na+、I-、
Br-、SO2-4
⑨NaHS溶液中:SO2-4 、K+、Cl-、Cu2+
⑩含有大量NO-3 的溶液中:K+、I-、Cl-、OH-
答案:③⑤⑥⑩
2.(2025湖南名校联盟高三第二次联考)室温下,下
列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 ( )
A.0.1 mol L-1 H2SO4 溶 液:Mg2+、K+、
F-、NO-3
B.0.1molL-1Na[Al(OH)4]溶液:Al3+、Na+、
Cl-、SO2-4
C.0.1 molL-1 Fe2(SO4)3 溶 液:Na+、K+、
I-、CO2-3
D.通 入 大 量 CO2 的 溶 液 中:Na+、Ba2+、
CH3COO-、Br-
解析:D [A项,HF是弱酸,F-能与H+生成HF,
而 不 能 大 量 共 存,A 项 错 误;B 项,Al3+ 与
[Al(OH)4]- 可 发 生 水 解 相 互 促 进 反 应 生 成
Al(OH)3沉淀而不能大 量 共 存,B项 错 误;C项,
Fe3+能与I-发生氧化还原反应,且Fe3+能与CO2-3
发生水 解 相 互 促 进 反 应 生 成 Fe(OH)3 沉 淀 和
CO2,所以不能大量共存,C项错误;D项,D组离子
可在 通 入 大 量 CO2 的 溶 液 中 大 量 共 存,D 项
正确.]
限制条件的常见表述方法
(1)在“无色”透明溶液中(不能有 Cu2+、
Fe3+、Fe2+、MnO-4 等)
(2)因氧化还原不能大量共存
(3)溶液显酸性的常见表述:①常温下,pH=1
的溶液;②使pH试纸变红的溶液;③使甲基
橙呈红色的溶液;④与镁粉反应放出氢气的
溶液;⑤c(OH-)=1×10-14molL-1的
溶液.
(4)溶液显碱性的常见表述:①常温下pH=14的
溶液;②使pH试纸变蓝的溶液;③使酚酞溶液
变红的溶液;④c(H+)=1×10-14molL-1的
溶液.
(5)溶液既可能显酸性又可能显碱性的表述:
①与铝粉反应放出氢气的溶液;②常温下水
电离出的c(OH-)=1×10-12molL-1的溶液;
③与NH4HCO3 反应能产生气体的溶液.
◆[题组2] 特定条件下的离子大量共存
3.(2025山东德州期末)常温下,下列各组粒子在指
定条件下可能大量共存的是 ( )
A.遇 KSCN溶液显红色的溶液中:Mg2+、H2O2、
Cl-、SO2-4
B.水电离出的c(H+)=1.0×10-10molL-1的溶
液中:Na+、NH+4 、Cl-、SO2-4
C.加 盐 酸 产 生 臭 鸡 蛋 气 味 气 体 的 溶 液:Na+、
NH+4 、Al3+、NO-3
D.c([Al(OH)4]-)=0.1molL-1的溶液中:
NH+4 、K+、HCO-3 、SO2-4
44
高考总复习 化学
解析:B [遇 KSCN 溶 液 显 红 色 的 溶 液 中 含 有
Fe3+,H2O2 在Fe3+催化作用下分解为水和氧气而
不能大量共存,A错误;常温下,水电离出的c(H+)
=1.0×10-10molL-1的溶液pH=4或10,呈酸
性或碱性,酸性条件下Na+、NH+4 、Cl-、SO2-4 互不
反应,能大量共存,B正确;加盐酸产生臭鸡蛋气味
气体的溶液中含有S2-或HS-,S2-或HS-与Al3+
可 发 生 水 解 相 互 促 进 反 应,C 错 误;
c([Al(OH)4]-)=0.1 molL-1 的 溶 液 中:
[Al(OH)4]-、HCO-3 反 应 生 成 氢 氧 化 铝 沉 淀、
H2O和CO2-3 ,D错误.]
4.(2025沈阳模拟)向Na2CO3、NaHCO3 的混合溶
液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的量随 HCl的量
的变化关系如图所示.下列离子组在对应的溶液
中一定能大量共存的是 ( )
A.a点对应的溶液中:Na+、OH-、SO2-4 、NO-3
B.b点对应的溶液中:K+、Al3+、MnO-4 、SO2-4
C.c点对应的溶液中:Na+、Ca2+、NO-3 、Cl-
D.d点对应的溶液中:F-、NO-3 、Fe2+、Ag+
解析:C [Na2CO3、NaHCO3 的混合溶液与盐酸反
应时,a 点 对 应 的 溶 液 中 含 有 CO2-3 和 HCO-3 ,
HCO-3 与OH- 不能大量共存,A项不符合题意;b
点对应的溶液中含有 HCO-3 ,不含CO2-3 ,Al3+ 与
HCO-3 因发生水解相互促进的反应而不能大量共
存,B项不符合题意;c点为NaCl溶液,离子之间不
发生反应,能大量共存,C项符合题意;d 点时盐酸
过量,溶液呈酸性,NO-3 与Fe2+因发生氧化还原反
应而不能大量共存,F- 在酸性条件下不能大量共
存,且溶液中的Cl- 与Ag+ 反应生成AgCl也不能
大量共存,D项不符合题意.]
分析限
制条件
明确离
子性质
判断离子
之间可能
发生的反
应类型
→
氧化还原反应→
复分解反应→
水解相互促进反应→
络合反应→
考点二 常见离子的检验与推断
一、常见阳离子的检验与推断依据
根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不
同,可以把检验离子的方法归纳为三种类型:①生
成沉淀;②生成气体;③显现特殊颜色.
1.依据生成的沉淀检验或推断
阳离子 试剂 实验现象(证据)
Mg2+ NaOH溶液
开始产生白色沉淀,NaOH
溶液过量沉淀不溶解
Al3+ NaOH溶液
开 始 产 生 白 色 沉 淀,
NaOH 溶 液 过 量 沉 淀
溶解
Fe2+
NaOH溶液
先产生白色沉淀,迅速变
为灰 绿 色,最 后 变 为 红
褐色
K3[Fe(CN)6]
(铁氰化钾)溶液
产生蓝色沉淀
Fe3+ NaOH溶液 产生红褐色沉淀
Cu2+ NaOH溶液 产生蓝色沉淀
2.依据生成的气体检验或推断
NH+4
浓NaOH溶液
加热 →产生使湿润的红色石蕊试纸
变蓝的气体.
3.依据显示特殊颜色检验或推断
阳离子 试剂或方法 实验现象(证据)
H+ 紫色石蕊溶液 溶液变红
Na+ 焰色试验 黄色火焰
K+ 焰色试验
紫色火焰(透过
蓝色钴玻璃)
Fe3+ KSCN溶液 溶液呈红色
Fe2+
先加KSCN溶液
再加氯水
先无明显变
化,后变红色
二、常见阴离子的检验与推断依据
1.依据生成的沉淀检验或推断
阴离子 试剂 实验现象(证据)
Cl-
Br-
I-
AgNO3
溶液和
稀HNO3
产生白色沉淀:AgCl
产生淡黄色沉淀:AgBr
产生黄色沉淀:AgI
SO2-4
稀 盐 酸 和
BaCl2 溶液
加稀盐酸无明显现象,再加
BaCl2 溶液产生白色沉淀
CO2-3
CaCl2 溶 液
和稀盐酸
加CaCl2 溶液产生白色沉
淀,再加稀盐酸沉淀溶解,
产生无色无味气体
54
第二章 物质及其变化
2.依据生成的气体检验或推断
阴离子 试剂 实验现象(证据)
CO2-3
BaCl2 溶 液、
稀盐酸 和 澄
清石灰水
加入 BaCl2 溶液产生白
色沉淀,再加入稀盐酸产
生无色、无味能使澄清石
灰水变浑浊的气体
HCO-3
BaCl2 溶 液、
稀盐酸 和 澄
清石灰水
加入 BaCl2 溶液无明显
现象,再加入稀盐酸产生
无色、无味能使澄清石灰
水变浑浊的气体
SO2-3
BaCl2 溶 液、
稀 H2SO4 和
品红溶液
加入BaCl2 溶液产生白色
沉淀,再加稀硫酸产生无
色有刺激性气味的气体,
且气体能使品红溶液褪色
HSO-3
BaCl2 溶 液、
稀 H2SO4 和
品红溶液
加入BaCl2 溶液无明显现
象,再加稀硫酸产生无色
有刺激性气味的气体,且
气体能使品红溶液褪色
3.依据显示的特殊颜色检验或推断
(1)OH-
滴入酚酞溶液,溶液变红色
滴入紫色石蕊溶液,溶液变蓝色
(2)
Br-
I- }
氯水
CCl4
→有机层(下层)
橙红色,表明有Br-
紫红色,表明有I-{
(3)I-
①氯水(或 H2O2)
②淀粉溶液 →溶液变蓝
,表明有I-
三、离子推断的“四原则”
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
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(要注意题目中的隐含条件,
如酸性、碱性、指示剂的颜色变化、与铝反应产生氢
气、水的电离情况等)
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、负电荷总数相等(利用这一原则可确定一
些隐含的离子)
进出性
原则
↓
通常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
易错辨析(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,沉淀不消失,则溶液中一定存在
SO2-4 (×)
(2)向某溶液中加入Ba(NO3)2 溶液,产生不溶于
稀 HNO3 的 白 色 沉 淀,则 溶 液 中 一 定 存 在
SO2-4 (×)
(3)向某溶液中加入Ca(OH)2 溶液,有白色沉淀生
成,则溶液中一定存在CO2-3 (×)
(4)某溶液的焰色试验呈黄色,则溶液中一定有钠
元素,不能确定是否有钾元素 (√)
(5)无色溶液加入CCl4 无现象,滴加氯水后CCl4
层呈紫红色,则溶液中一定存在I- (√)
(6)向某溶液中加入稀盐酸,产生能使澄清石灰水
变浑浊的气体,溶液中一定存在CO2-3 (×)
◆[题组1] 常见离子的检验及干扰因素的识别
1.下列关于离子检验的说法正确的是 ( )
A.检验溶液中是否含有Ba2+:取少量待测液,向其
中加入少量稀硫酸,若有白色沉淀产生,则溶液
中含有Ba2+
B.检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸
亚铁,可选用的试剂是酸性KMnO4 溶液
C.检验溶液中是否含有CO2-3 :取少量待测液,向
其中加入适量稀盐酸,观察是否有大量气泡
产生
D.在未知溶液中滴加BaCl2 溶液出现白色沉淀,加
稀硝酸,沉淀不溶解,说明该未知溶液中存在
SO2-4 或SO2-3
解析:B [如果溶液中含有Ca2+、Ag+ 等,向其中
加入少量稀硫酸,会有硫酸钙、硫酸银等白色沉淀
产生,所以不能确定溶液中含有Ba2+,A项错误;
硫酸 亚 铁 可 将 酸 性 KMnO4 溶 液 还 原 而 使 酸 性
KMnO4 溶液褪色,B项正确;HCO-3 、SO2-3 、HSO-3
遇稀盐酸 也 可 产 生 大 量 气 泡,C项 错 误;若 存 在
Ag+,加入BaCl2 溶液会产生氯化银白色沉淀,D
项错误.]
2.(2025湖北荆州联考)某无色溶液中可能含有
Na+、Ba2+、Cl-、Br-、SO2-3 、SO2-4 中的一种或若干
种,依次进行下列实验(每一步所加试剂均过量),
观察到的现象如下:
步骤 操作 现象
(1)
向溶液中滴加新制氯水,再
加入CCl4 振荡、静置
下 层 液 体
呈橙红色
(2)
分液,向水溶液中加入
Ba(NO3)2 溶液和稀硝酸
有 白 色 沉
淀产生
(3)
过滤,向滤液中加入 AgNO3
稀溶液和稀硝酸
有 白 色 沉
淀产生
下列结论正确的是 ( )
64
高考总复习 化学
A.肯定含有的离子是Na+、Br-
B.肯定没有的离子是Ba2+、SO2-4
C.如果步骤(2)中没有加入稀硝酸,白色沉淀中可
能含有BaSO3
D.如果将步骤(1)中新制氯水换成 H2O2 溶液,对
结论没有影响
解析:A [由步骤(1)可知,溶液中一定存在Br-;
由步骤(2)可知,白色沉淀为BaSO4,但SO2-3 能被
氧 化 为 SO2-4 ,则 SO2-3 、SO2-4 至 少 有 一 种,因
SO2-3 、SO2-4 均与Ba2+ 不能大量共存,则一定没有
Ba2+;由步骤(3)可知,白色沉淀为 AgCl,步骤(1)
中引入Cl-,不能确定原溶液是否含有Cl-,又因
为溶液呈 电 中 性,一 定 存 在 阳 离 子,则 一 定 存 在
Na+.综上所述,一定存在Na+、Br-,SO2-3 、SO2-4
至少存在一种,一定不存在Ba2+,不能确定的离子
为Cl-.]
◆[题组2] 依据图像推断离子
3.某澄清溶液中含有下表离子中的一种或多种.
阳离子 Fe2+、Fe3+、Al3+
阴离子 SO2-3 、CO2-3 、SiO2-3 、I-、NO-3
分别取它的水溶液两份进行实验,结果如下:
①向一份溶液中加入过量盐酸,产生气泡,溶液颜
色变深,但仍澄清;
②继续向①溶液中加入少许四氯化碳,振荡,静置,
下层呈现紫红色,上层溶液呈现黄色;
③向另一份溶液中加入过量氢氧
化钠溶液,产生沉淀质量与加入
碱液的体积关系如图所示.
根据以上信息,回答下列问题:
(1)原溶液中肯定含有的离子
是 .
(2)①中生成的气体是 (填化学符
号),它具有的性质是 (填字母).
A.无色无味
B.能被NaOH溶液吸收
C.属于大气污染物
D.难溶于水
(3)①中发生反应的离子方程式有 .
(4)③中沉淀溶解反应的化学方程式是 .
解析:①加入过量的盐酸,产生气泡,溶液颜色加
深,但 溶 液 仍 为 澄 清,说 明 原 溶 液 中 一 定 不 含 有
SiO2-3 ;②向①反应后溶液中加入少量CCl4,出现
分层,下层为CCl4 层,显紫红色,推出该溶液中含
有I2,即原溶液中含有I-,Fe3+ 具有强氧化性,能
将I- 氧化,因此原溶液中一定不含有Fe3+,NO-3
在酸性条件下具有强氧化性,将I- 氧化成I2,本身
被还原成NO,因此原溶液一定含有NO-3 ,上层为
水层,水层显黄色,则含有Fe3+,即原溶液中含有
Fe2+,原溶液中一定不含有CO2-3 ;③根据图像推出
原溶 液 中 含 有 Al3+,溶 液 中 一 定 不 含 有 SO2-3 .
(1)根据上述分析,肯定含有的离子是Al3+、Fe2+、
I-、NO-3 ;(2)①利用NO-3 在酸性条件下具有强氧
化性,将Fe2+、I-氧化,反应的离子方程式为6I-+
2NO-3 +8H+3I2+2NO↑+4H2O、3Fe2+ +
NO-3 +4H+3Fe3++NO↑+2H2O,即①中产
生的气体为NO,NO是一种无色、无味、难溶于水,
有毒的气体,不能与 NaOH 发生反应,故选项 A、
C、D正确.(3)根据问题(2)的分析,可得反应的离
子方程式.(4)向溶液中加入NaOH溶液,发生Fe2++
2OH-Fe(OH)2↓、Al3++3OH-Al(OH)3↓,
Al(OH)3呈两性,继续加入NaOH溶液,发生化学反应
Al(OH)3+NaOHNa[Al(OH)4].
答案:(1)Fe2+、Al3+、I-、NO-3
(2)NO ACD
(3)6I-+2NO-3 +8H+3I2+2NO↑+4H2O、
3Fe2++NO-3 +4H+3Fe3++NO↑+2H2O
(4)Al(OH)3+NaOHNa[Al(OH)4]
◆[题组3] 从定性、定量的角度推断离子或物质
4.(2025济南模拟)某溶液中可能含有离子:K+、
Na+、Fe2+、Fe3+、SO2-3 、SO2-4 且溶液中各离子的
物质的量相等,将此溶液分为两份,一份加高锰酸
钾溶液,现象为紫色褪去,另一份加氯化钡溶液,产
生难溶于水的沉淀.下列说法正确的是 ( )
A.若溶液中含有SO2-4 ,则可能含有K+
B.若溶液中含有SO2-3 ,则一定含有K+
C.溶液中可能含有Fe2+,一定不含Fe3+
D.溶液中一定含有Fe2+和SO2-4
解析:C [向溶液中加高锰酸钾溶液,现象为紫色
褪去,说明溶液中含有还原性粒子,可能会有Fe2+
或SO2-3 ;另一份加氯化钡溶液,产生了难溶于水的
沉淀,溶液中可能含有SO2-3 或SO2-4 .若溶液中
含有阴离子只有SO2-3 ,SO2-3 与Fe2+、Fe3+ 不能大
量共存,因溶液中各离子的物质的量相等,由电荷
守恒可知阳离子为K+、Na+;若溶液中阴离子只有
SO2-4 ,则阳离子一定含Fe2+,由各离子物质的量相
等可知 一 定 不 含 K+、Na+;若 溶 液 中 有 阴 离 子
SO2-3 、SO2-4 ,Fe3+、Fe2+与SO2-3 不能大量共存,则
阳离子只有Na+ 和K+,会导致电荷不守恒.故溶
液中阴离子不可能同时含有SO2-3 、SO2-4 ,综上所
述,A、B、D错误,C正确.]
74
第二章 物质及其变化
5.(2025江苏南京高三段考)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离子中
的若 干 种:NH+4 、Ba2+、Fe2+、Cl-、NO-3 、CO2-3 、
SO2-4 .某同学收集了该地区的雾霾,经必要的预
处理后得到试样溶液,设计并完成如下实验:
试样
溶液
足量的
稀盐酸
实验 ①
气体A→
溶液B→
过量
NaHCO3
溶液
实验 ②
气体C→
溶液D→
足量
Ba(OH)2
溶液
实验 ③
气体F→
沉淀G→
溶液 H→沉淀E→
试回答下列问题:
(1)实验①中加入稀盐酸后,有无色气体 A生成,
溶液B依然澄清,且溶液中阴离子种类不变,据此
可知原溶液中一定不含 (填离子符号).
(2)实验①中发生反应的离子方程式为
.
(3)实验②中逐滴加入碳酸氢钠溶液,立即有气泡
产生,一段时间后又有沉淀出现,生成沉淀的离子
方程式为
.
(4)气体F的成分为 (填化学式).
(5)根据实验③现象该同学认为原溶液中一定含有
SO2-4 ,有其他同学认为其结论不合理,又进行了后
续实验④,最终确认原溶液中含有SO2-4 ,试写出实
验④可行的操作方法及现象:
.
解析:(1)实验①中加入稀盐酸后,有无色气体 A
生成,该气体可能为CO2 或 NO,由于稀盐酸过量
且反应后溶液中阴离子种类不变,则生成的气体为
NO,则溶液中一定不存在CO2-3 ,一定含有Fe2+、
Cl-、NO-3 ,且NO-3 过量.(2)实验①中Fe2+ 与稀
硝酸反应生成Fe(NO3)3、NO和H2O,离子方程式
为3Fe2+ +NO-3 +4H+ 3Fe3+ +NO↑ +
2H2O.(3)实验①加入足量稀盐酸,则溶液B中含
有过量的H+,逐滴加入 NaHCO3 溶液时,先发生
的反应为H++HCO-3 H2O+CO2↑;H+反应
完全 后,此 时 溶 液 B 中 还 含 有 Fe3+,继 续 滴 加
NaHCO3 溶液,铁离子与碳酸氢根离子发生相互促
进的水解反应生成Fe(OH)3 沉淀和CO2 气体,离
子方 程 式 为 Fe3+ +3HCO-3 Fe(OH)3↓+
3CO2↑.(4)向溶液D中加入足量Ba(OH)2 溶液
后生 成 气 体 F、沉 淀 G 和 溶 液 H,则 气 体 F为
NH3.(5)由于实验②中NaHCO3 溶液足量,则实
验③的沉淀G中一定含有BaCO3 沉淀,不能确定
是否含有BaSO4,需要进行后续实验④,可向沉淀
G中加入足量的稀硝酸,若沉淀部分溶解,则证明
原溶液中含有SO2-4 .
答案:(1)CO2-3 (2)3Fe2+ +NO-3 +4H+
3Fe3++NO↑+2H2O
(3)Fe3+ +3HCO-3 Fe(OH)3↓+3CO2↑
(4)NH3
(5)向沉淀G中加入足量的稀硝酸,若沉淀部分溶
解,则证明原溶液中含有SO2-4
学生用书 P38
[例] (2023山东卷)鉴别浓度均为0.1molL-1
的NaClO、Ba(OH)2、Al2(SO4)3 三种溶液,仅用下
列一种方法不可行的是 ( )
A.测定溶液pH
B.滴加酚酞试剂
C.滴加0.1molL-1KI溶液
D.滴加饱和Na2CO3 溶液
第一步:细心审题
仅用 一 种 方 法 鉴 别,要 求 该 方 法 应 与 NaClO、
Ba(OH)2、Al2(SO4)3 三种溶液产生不同的实验
现象.
第二步:根据实验判断现象
NaClO溶液显弱碱性,Ba(OH)2 溶液显强碱性,
Al2(SO4)3 溶液显酸性,则测定溶液pH可以鉴别;
NaClO溶液显弱碱性和强氧化性,滴入酚酞先变红
后褪色,Ba(OH)2 溶液显强碱性,滴入酚酞溶液,
显红色,Al2(SO4)3 溶液显酸性,滴入酚酞不变色,
则滴 加 酚 酞 试 剂 可 以 鉴 别;Ba(OH)2 溶 液,
Al2(SO4)3溶液滴入碘化钾溶液后,因不与两者反
应而没有现象,该方法不可鉴别;饱和 Na2CO3 溶
液和NaClO溶液不反应,和Ba(OH)2 溶液反应生
成碳酸钡沉淀,和Al2(SO4)3 溶液发生水解相互促
进反应生成沉淀和气体,则滴入饱和Na2CO3 溶液
可以鉴别.
第三步:综合得出结论
根据以上分析,NaClO溶液滴入碘化钾溶液,发生
氧化还原反应生成碘,溶液会由无色变成黄色,振
荡后会变成无色,而Ba(OH)2 溶液,Al2(SO4)3 溶
液滴入碘化钾溶液后,因不与两者反应而没有现
象,则仅用滴加0.1molL-1KI溶液无法鉴别,
故C符合题意.
84
高考总复习 化学
解析:C [A.NaClO溶液显弱碱性,Ba(OH)2 溶
液显强碱性,Al2(SO4)3 溶液显酸性,则测定溶液
pH 是 可 以 鉴 别 出 来 的,故 A 不 符 合 题 意;
B.NaClO溶液显弱碱性和强氧化性,滴入酚酞溶液
先变红后褪色,Ba(OH)2溶液显强碱性,滴入酚酞
溶液,显红色,Al2(SO4)3溶液显酸性,滴入酚酞不
变色,则滴加酚酞试剂是可以鉴别出来的,故B不
符合题意;C.NaClO溶液滴入碘化钾溶液,发生氧
化还原反应生成碘,溶液会由无色变成黄色,振荡
后会变成无色,而Ba(OH)2 溶液、Al2(SO4)3 溶液
滴入碘化钾溶液后,因不与两者反应而没有现象,
则仅用滴加0.1molL-1KI溶液无法鉴别,则C
符合题意;D.饱和 Na2CO3 溶液和 NaClO溶液不
反应,和Ba(OH)2 溶液反应生成碳酸钡沉淀,和
Al2(SO4)3 溶液发生水解相互促进反应生成沉淀
和气体,则滴入饱和Na2CO3 溶液是可以鉴别出来
的,故D不符合题意.]
1.(2024浙江1月卷)在溶液中能大量共存的离子
组是 ( )
A.H+、I-、Ba2+、NO-3
B.Fe3+、K+、CN-、Cl-
C.Na+、SiO2-3 、Br-、Ca2+
D.NH+4 、SO2-4 、CH3COO-、HCO-3
解析:D [A.H+、I-、NO-3 三种离子会发生氧化
还原反应而不能大量共存,故 A 不符合题意;B.
Fe3+、CN-会生成[Fe(CN)6]3- 而不能大量共存,
故B不符合题意;C.SiO2-3 、Ca2+ 会生成CaSiO3 沉
淀而不 能 大 量 共 存,故 C不 符 合 题 意;D.NH+4 、
CH3COO-、HCO-3 虽然不同程度水解,但水解是
微弱的,能大量共存,故D符合题意.]
2.(2022全国乙卷)某白色粉末样品,可能含有
Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3 和 Na2CO3.取少量样
品进行如下实验:
①溶于水,得到无色透明溶液.
②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有
刺激性气体逸出,离心分离.
③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2 溶液有沉淀
生成.
该样品中确定存在的是 ( )
A.Na2SO4、Na2S2O3 B.Na2SO3、Na2S2O3
C.Na2SO4、Na2CO3 D.Na2SO3、Na2CO3
解析:A [由题意可知,①取少量样品溶于水得到
无色透明溶液,说明固体溶于水且相互之间能大量
共存,②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑
浊,有刺激性气体放出,说明固体中存在Na2S2O3,
发生反应S2O2-3 +2H+S↓+H2O+SO2↑,离
心分离,③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2 溶
液,有沉淀生成,则沉淀为BaSO4,说明固体中存在
Na2SO4,不 能 确 定 是 否 有 Na2SO3 和 Na2CO3,
Na2SO3 与过 量 盐 酸 反 应 生 成 二 氧 化 硫,Na2CO3
与过量盐酸反应生成二氧化碳,而这些现象可以被
Na2S2O3 与过量盐酸反应的现象覆盖掉,综上分
析,该样品中确定存在的是 Na2SO4、Na2S2O3,答
案选A.]
3.(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-1 氨 水 中:Ag+、Cu2+、
NO-3 、SO2-3
B.在 0.1 molL-1 氯 化 钠 溶 液 中:Fe3+、I-、
Ba2+、HCO-3
C.在0.1molL-1醋酸溶液中:SO2-4 、NH+4 、Br-、H+
D.在0.1 molL-1 硝 酸 银 溶 液 中:K+、Cl-、
Na+、CO2-3
解析:C [A.氨水显碱性,会与 Ag+、Cu2+ 反应,
不能大量共存,A项错误;B.Fe3+、I- 会发生氧化
还原反应,不能大量共存,B项错误;C.醋酸显酸
性,在醋酸溶液中SO2-4 、NH+4 、Br-、H+ 均不会发
生反应,能大量共存,C项正确;D.硝酸银溶液中的
银离子会与氯离子反应生成沉淀,不能大量共存,
D项错误.]
4.(双选)(化学与污水处理)工业废水是指工艺生产
过程中排出的废水和废液,其中含有随水流失的工
业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产
生的污染物,是造成环境污染,特别是水污染的重
要原因.某硫酸厂的酸性废水中可能含有Fe2+、
Fe3+、Al3+、Mg2+、Na+、K+、CO2-3 、SO2-4 .取废水
样品分别进行如图所示四个实验.
废水
样品
① 焰色试验
←
火焰为
黄色
② 先加足量盐酸,
再滴加BaCl2 溶液
←白色沉淀
③ 滴加KSCN溶液
→无明显现象
④ 滴加 NaOH,
溶液至过量
→
刚开始无现象,
后有白色沉淀,
最后沉淀消失
下列说法错误的是 ( )
A.由实验①可知废水中肯定含有Na+、K+
B.该废水中不含有CO2-3
C.由实验③④推断废水中不含Fe2+,含 Mg2+
D.该废水中一定含Al3+、SO2-4
解析:AC [由实验①可知废水中含有 Na+,不能
确定废水样品中是否含有K+,A错误;由于废水呈
酸性,CO2-3 不可能存在,B正确;由实验③知废水
中不含Fe3+,由实验④知废水中不含Fe2+、Mg2+,C
错误;实验④知含Al3+,实验②知含SO2-4 ,D正确.]
94
第二章 物质及其变化
体系构建 核心巧记
1.记忆4种有色离子:Cu2+(蓝色)、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、
MnO-4 (紫色).
2.掌握4种氧化性离子与7种还原性离子
(1)氧化性离子:MnO-4(H+)、Fe3+、NO-3(H+)、ClO-.
(2)还原性离子:I-、Fe2+、SO2-3 、S2-、HSO-3 、HS-、Br-.
3.在碱性溶液中不能大量存在的离子:NH+4 、Mg2+、Al3+、Cu2+、Ag+、
Fe3+、Fe2+.
4.在 酸 性 溶 液 中 不 能 大 量 存 在 的 离 子:[Al(OH)4]-、ClO-、
CH3COO-、SO2-3 、CO2-3 、S2-.
5.常见既与酸反应又与碱反应的离子:HCO-3 、HS-、HSO-3 、H2PO-4 、
HPO2-4 、HC2O-4 .
学生用书 P40
[答题模板]
实验操作(取少量或适量待检溶液于试管中,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]
[例] (NH4)2SO4 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】 (NH4)2SO4 在260℃和400℃时分
解产物不同.
【实验探究】 该小组拟选用如图所示装置进行实
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 N2 排尽空气后,迅速加热装置 A 至
400℃,(NH4)2SO4 完全分解无残留物,停止加热,
冷却,停止通入N2.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 .
[解题思路] (1)明确原理:依据题目要求,明确检
验的原理,根据原理确定方法.如SO2-3 、SO2-4 都
与Ba2+产生沉淀,但BaSO3 可溶于盐酸而BaSO4
不溶于盐酸.
(2)叙述操作:取液体(水层少量液体)、加试剂(如
加BaCl2 溶液、加盐酸酸化等).
(3)描述现象:观察产生沉淀及沉淀如何变化要明
确具体.
(4)得出结论:由什么现象得出对应结论,如“若
说明,若说明”.
答案:取少量装置D内溶液于试管中,滴加BaCl2
溶液,生成白色沉淀,加入足量稀盐酸后,沉淀完全
溶解,放出无色有刺激性气味的气体
[规范精练]
1.按要求回答下列问题:
(1)晶体Na2S2O35H2O,其中可能含有Na2SO3、
Na2SO4 等杂质.利用所给试剂设计实验,检测产
品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作、现象和
结论: .
已知Na2S2O35H2O遇酸易分解:S2O2-3 +2H+
S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2 溶
液、AgNO3 溶液
(2)榴石矿石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、
SiO2 组成.试设计实验证明榴石矿石中含有FeO
(试剂任选,说明实验操作与现象):
.
05
高考总复习 化学
答案:(1)取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上
层溶液(或过滤,取滤液)于一试管中,滴加BaCl2
溶液,若产生白色沉淀则说明含有 Na2SO4 杂质
(合理即可)
(2)取矿石少许,加稀硫酸充分溶解后,向其中滴加
酸性高锰酸钾溶液,若紫色褪去,证明矿石中含有
FeO(不能加盐酸溶解)
2.为了探究AgNO3 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AgNO3 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、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水.
请完成下表:
操作 现象 结论
取少量除尽 Ag+ 后的溶
液于试管中,加入 KSCN
溶液,振荡
存在Fe3+
取少量除尽Ag+后的溶液
于试管中,加入 ,
振荡
存在Fe2+
【实验结论】 Fe的氧化产物为Fe2+和Fe3+.
解析:Fe3+遇KSCN溶液,溶液变红色.由于氯水
与Fe2+反应现象不明显,应直接用 K3[Fe(CN)6]
溶液检验,如有蓝色沉淀出现,则证明Fe2+ 存在,
否则不存在.
答案:K3[Fe(CN)6]溶液 溶液呈红色 产生蓝色
沉淀
第四节 氧化还原反应
课程标准 核心素养
1.了解氧化还原反应的本质是电子转移,知
道常见的氧化剂和还原剂
2.掌握电子转移的表示方法
3.了解氧化还原反应的基本规律
1.宏观辨识与微观探析:从电子转移的角度认识氧化还原反
应的实质,并会表示其中电子的转移
2.证据推理与模型认知:根据某些事实和信息归纳推导氧化
性或还原性强弱问题
学生用书 P41
考点一 氧化还原反应的基本概念
1.氧化还原反应的本质和特征
2.氧化还原中基本概念及其相应关系
3.氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系图示
4.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见氧化剂
常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元
素的化合物、过氧化物等.如:
氧
化
剂
Cl2(X2) O2 Fe3+
酸性KMnO4、
K2Cr2O7
HClO 浓 H2SO4 HNO3 H2O2
还原
产物
Cl-(X-)
H2O/O2-
/OH-
Fe2+/Fe Mn2+、Cr3+ Cl- SO2 NO2/NO H2O
(2)常见还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子
及含低价态元素的化合物、中间价态的化合物、低
价金属 阳 离 子、某 些 非 金 属 单 质 及 其 氢 化 物
等.如:
还
原
剂
SO2、S2O2-3 、
H2SO3、S2O2-5 、
SO2-3 、S4O2-6
H2O2
N2H4
NH3
H2C2O4
或C2O2-4
CN- AsO3-3 PH3
H2S、
S2-、
HS-
HI、
I-
Fe2+
氧
化
产
物
SO2-4 O2 N2 CO2
CO2、
N2
AsO3-4 H3PO4 S I2 Fe3+
5.重要的还原剂———金属氢化物、NaBH4
(1)金属氢化物
①结构特点
电子式可表示为 M+[H]-(M为碱金属).
15
第二章 物质及其变化