第03讲 离子共存、离子的检验与推断(复习讲义)(湖南专用)2026年高考化学一轮复习讲练测
2025-10-30
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2份
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37页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 离子反应 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.89 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2025-10-22 |
| 作者 | 前途 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-07-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52870863.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第03讲 离子共存、离子的检验与推断
目录
01 考情解码·命题预警
02 体系构建·思维可视
03 核心突破·靶向攻坚
考点一 离子共存
知识点1 离子共存的实质
知识点2 离子不能大量共存的原因
知识点3 判断离子能否大量共存的“六个要点”
考向1 考查无限制条件的离子共存的判断
考向2 考查题干中有限制条件的离子共存
考向3 考查选项中有限制条件的离子共存
【思维建模】常见的离子共存题限定条件
考点二 离子的检验与推断
知识点1 离子的检验
知识点2 离子推断
考向1 常见离子的检验
考向2 溶液中离子的推断
【思维建模】离子推断解题技法
04 真题溯源·考向感知
考点要求
考查形式
2025年
2024年
2023年
2022
2021年
离子共存
选择题
非选择题
12题4分
离子检验
选择题
非选择题
4题3分
16题2分
7题3分
13题4分
8题3分
离子推断
选择题
非选择题
16题2分
15题2分
17题2分
考情分析:
1.从近几年高考试题来看,离子能否大量共存的判断仍是高考命题的考点,经典题型仍保留。
2.从考查形式和内容上看,高考中考查离子反应主要以教材知识为主体,进行离子推断、离子检验;
3.从命题思路上看,高考离子反应考查侧重于:
(1)非选择题密切联系化工生产、环境保护等热点。
(2)离子共存及检验中常考的离子:NH4+、Na+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、NO3-、SO42-、HSO3-、Cl-出现率较高,S2O32-、SiO32-、MnO4-、C2O42-也会在试卷中有所涉及。
4.预测新的一年湖南高考中:
(1)选择题中考查溶液中离子检验及能否大量共存的判断问题;
(2)实验型选择题中考查常见离子检验的易错点;
(3)在实验大题中考查离子检验的实验操作方法或物质的推断等。
复习目标:
1.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的检验方案。
考点一 离子共存
知识点1 离子共存的实质
几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间_________;若离子之间能_________,则不能大量共存。
知识点2 离子不能大量共存的原因
1.离子之间相互结合生成_________或_________。如Ca2+和C生成CaCO3,H+和Si生成H2SiO3,Cu2+和OH-生成Cu(OH)2等。
阳离子
不能大量共存的阴离子
Ba2+、Ca2+、Pb2+、Ag+
CO、SO、SO、SiO、PO
Cu2+、Fe2+
OH-、S2-、CO、SiO
Mg2+、Zn2+
OH-、CO、AlO、SiO
H+
SiO、AlO
2.离子之间相互结合生成_________及_________。如H+和S2-生成H2S,H+和HC生成CO2等。
离子
不能大量共存的离子
H+
S2O、SO、HSO、CO、HCO、S2-、HS-
OH-
NH
3.离子之间相互结合生成_________。如H+与CH3COO-、OH-、P等分别结合生成弱电解质CH3COOH、H2O、H3PO4等。
4.离子之间彼此_________。
(1)常见的因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的离子如下:
a.Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、AlO、SiO。b.Fe3+与CO、HCO、AlO、SiO。
(2)NH与CH3COO-、CO、HCO、S2-等能发生相互促进的水解反应,但反应程度仍较小,能大量共存。
5.离子之间发生_________。如Fe2+、S2-、I-、S分别与N(H+)、ClO-因发生氧化还原反应而不能大量共存;Fe3+与S2-、I-等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
氧化性离子
还原性离子
ClO-、MnO(H+)、NO(H+)、Fe3+、Cr2O、FeO
Fe2+(可与Fe3+共存)、S2-、I-、SO、HS-、HSO
6.离子之间能发生_________。如Fe3+和SCN-不能大量共存。
知识点3 判断离子能否大量共存的“要点”
1.所有的_________:CH3COO-、F-、ClO-、SiO、CN-等与H+都不能大量共存。
2.酸式弱酸根离子如HCO、HS-、HSO既不能与OH-大量共存,也不能与H+大量共存。
3.有沉淀生成包括_________生成的离子不能大量共存,如Ba2+、Ca2+、Ag+等不能与SO、CO等大量共存,Mg2+不能与OH-、CO大量共存。
4.一些容易发生水解的离子,在溶液中的存在是有条件的。如AlO、S2-、CO、C6H5O-等必须在碱性条件下才能在溶液中存在;如Fe2+、Al3+、Cu2+等必须在酸性条件下才能在溶液中存在;Fe3+必须在酸性较强的条件下才能在溶液中存在(常温下,pH=7时不能存在)。
5.能发生_________的离子不能大量共存。如S2-、HS-、SO、I-和Fe3+不能大量共存;MnO(H+)、NO(H+)、ClO-与S2-、HS-、SO、HSO、I-、Fe2+等不能大量共存;SO和S2-在碱性条件下可以大量共存,但在酸性条件下则由于发生2S2-+SO+6H+===3S↓+3H2O反应不能大量共存;H+与S2O不能大量共存。
6.溶液中能发生_________反应的离子不能大量共存。如Fe3+与SCN-不能大量共存。
7.审题时应注意题中给出的附加条件。
(1)指定离子限制
(2)酸、碱性限制
(3)无色溶液则没有MnO、Fe3+、Fe2+、Cu2+等有色离子;澄清溶液即没有沉淀,与无色溶液不同。
(4)遇淀粉KI试纸变蓝色的溶液具有较强的氧化性;遇pH试纸变蓝色的溶液显碱性。
考向1 考查无限制条件的离子共存的判断
例1 (2024·湖南·三模)在溶液中能大量共存的离子组是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【变式训练1·变载体】(2023·湖南衡阳·三模)对下列粒子组在溶液中是否大量共存判断正确的是
选项
粒子组
判断
A
、、、
能大量共存
B
、、、
能大量共存
C
、、、
能大量共存
D
、、、
不能大量共存
A.A B.B C.C D.D
【与量有关的离子共存】【变式训练2】下列各组离子在溶液中能大量共存,且加入相应试剂后反应的离子方程式正确的是
选项
离子组
加入试剂
加入试剂后发生的离子反应
A
过量NaOH
B
少量
C
少量
D
溶液
A.A B.B C.C D.D
【变式训练3】下列离子在溶液中能大量共存的是
A. B.
C. D.
考向2 考查题干中有限制条件的离子共存
例2(2025·湖南·联考)下列各组离子在溶液中能大量共存,且加入过量NaOH溶液后仍为澄清溶液的是
A.Na+、Cu2+、Cl-、 B.Ba2+、Na+、Cl-、
C.Ag+、K+、、Cl- D.K+、Ca2+、、Cl-
【变式训练1·变载体】下列各组离子在酸性条件下可以大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【变式训练2】室温下,下列各组离子在指定溶液(溶质物质的量浓度均为)中一定能够大量共存的是
A.NaCl溶液:
B.溶液:
C.NaOH溶液:
D.NaClO溶液:
【离子共存与铝两性综合】【变式训练3】某溶液能与铝反应放出H2,下列离子在该溶液中一定能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
考向3 考查选项中有限制条件的离子共存
例3(2025·湖南·调研)(2025·湖南衡阳·期联考)下列各组离子在选项条件下一定能大量共存的是
A.无色溶液: B.强碱性溶液:
C.遇酚酞变红的溶液: D.盐酸溶液:
思维建模 常见的离子共存题限定条件
(1)溶液无色说明溶液中不存在大量的Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO、Cr2O、CrO等。
(2)常见表示溶液呈酸性的描述
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;④c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液。
(3)常见表示溶液呈碱性的描述
①常温下pH=14的溶液;②使pH试纸变蓝的溶液;③使酚酞变红的溶液;④c(OH-)=0.1 mol·L-1的溶液。
(4)常见表示溶液既可能呈酸性又可能呈碱性的描述
①与铝粉反应放出氢气的溶液;②常温下,水电离出的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液;③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
【变式训练1】在下列条件下,一定能大量共存的离子组是
A.使紫色石蕊变红的溶液中:、、、
B.无色透明的溶液中:、、、
C.的溶液中:、、、
D.与铝反应能放出氢气的溶液中:、、、
【变式训练2】下列各组离子在给定条件下一定能大量共存的是
A.含的溶液中:、、、
B.澄清透明溶液中:、、、
C.加入能放出的溶液中:、、、、
D.滴加KSCN溶液显红色的溶液中:、、、
【变式训练3·变载体】在下列条件下,一定能大量共存的离子组是
A.能与金属反应产生气体的溶液中:、、、
B.氯水中:、、、
C.澄清透明的溶液中:、、、
D.使紫色石蕊试纸变红的溶液中:、、、
考点二 离子的检验与推断
知识点1 离子的检验
1.常见离子的检验方法
1.常见阳离子的检验
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_________;②生成_________;③显现_________。
(1)常规检验法
①用NaOH溶液能检验出Cu2+、Fe3+、Fe2+、Al3+、NH4+。
Cu2+——产生蓝色沉淀
Fe3+——产生红褐色沉淀
Fe2+——先产生白色沉淀,然后迅速变成灰绿色,最终变为红褐色。
Al3+——先产生白色沉淀,继续加入NaOH溶液,白色沉淀又会逐渐消失。
NH4+——共热,生成使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
焰色反应:用焰色反应可检验出溶液中的K+和Na+。
K+—火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)
Na+—火焰呈黄色
(2)特殊检验法
Fe3+—加入KSCN溶液呈_________
Fe2+—加入KSCN溶液无现象,滴加新制氯水后溶液呈红色;或加K3[Fe(CN)6]
(铁氰化钾)溶液,产生带有特征蓝色的铁氰化亚铁Fe3[Fe(CN)6]2沉淀。
2.常见阴离子的检验
(1)利用酸碱指示剂检验
OH-滴入酚酞溶液,溶液变红色。或滴入紫色石蕊溶液,溶液变_________
(2)利用盐酸和其他试剂检验
—加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀溶解,并放出无色无味的气体;
或加入稀盐酸后,放出能使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体。
SO42-—先加入稀盐酸,无现象,再加入BaCl2溶液,产生_________
SO32-—加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀溶解,放出无色、有刺激性气味、能使品红溶液褪色的气体
(3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液检验
Cl-、——硝酸酸化的硝酸银溶液——生成_________稀硝酸的白色沉淀
Br-、——硝酸酸化的硝酸银溶液——生成不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀
I-——硝酸酸化的硝酸银溶液——生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀
(4)利用某些特征反应检验
I-——滴入淀粉溶液和氯水,溶液变_________
易混易错
(1)向某溶液中加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,再加入稀盐酸沉淀不消失,不能判断原溶液中一定存在SO,若原溶液中存在Ag+,也有相同的现象。
(2)向某溶液中加入Ca(OH)2溶液,有白色沉淀生成,不能判断原溶液中一定存在CO,若原溶液中存在SO、HSO、HCO等,也有相同的现象。
(3)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,不能判断原溶液中一定存在CO,若原溶液中存在HCO、SO、HSO等,也有相同的现象。
(4)向某溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入稀HNO3,白色沉淀不溶解,不能确定原溶液中一定存在SO,若原溶液中存在SO和Ag+,也有相同的现象。
(5)向某溶液中滴加氯水,再加入KSCN溶液,溶液变红色,原溶液中不一定存在Fe2+,检验Fe2+时,应先加KSCN,再加氯水,否则,Fe3+干扰结果的判断。
(6)做某溶液的焰色反应实验,火焰呈黄色,溶液中一定存在Na+,也可能存在K+,因为钾的焰色反应必须透过蓝色钴玻璃才能观察到。
3.离子检验的规范答题
(1)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)
(2)现象描述(①溶液由……变为……,②有……生成,③没有……等)
(3)得出结论(如“若……说明……,若……说明……”)
考向1 常见离子的检验
例1(2025·湖南怀化·调研)某无色溶液可能含有等物质的量的下列某些离子中的一种或几种:、、、、、、,取溶液分别进行如下实验:
①加入酸化的溶液产生白色沉淀;
②加入锌粉,有气泡生成;
③加入适量粉末产生白色沉淀。
下列说法正确的是
A.该无色溶液中一定没有,可能有
B.由①、②可知该溶液可能有
C.该无色溶液中一定有、、和
D.实验③发生反应的离子方程式只有:
【变式训练1】阅读下列科普短文并填空:
海洋约占地球表面积的71%,其中水资源和其他化学资源具有巨大的开发潜力。海水中含有多种盐类,如、等。目前,通过海水晒盐可制得食盐晶体和苦卤,食盐精制后可制成饱和用以生产、、、、等,苦卤经过氯气氧化,热空气吹出吸收等一系列操作可获得Br2。电解熔融氯化钠可冶炼。海底埋藏大量可燃冰资源,是一种清洁能源。
(1)上述标有序号的物质中属于电解质的是 (填序号,下同):属于非电解质的是 ;能导电的是 。
(2)写出⑤溶于水的电离方程式: 。写出⑤与⑧反应的离子方程式 。
(3)将少量⑨通入④的溶液中,发生的离子方程式是 。
(4)含氯消毒剂可用于自来水的杀菌消毒:检验自来水中含有氯离子的具体实验操作为 。
(5)元素G的一种含氧酸化学式为H3GO3,属于二元酸,则H3GO3与过量氢氧化钠溶液反应生成的产物Na2HGO3为 (填“酸式盐”或“正盐”)。
(6)写出制备胶体的离子反应方程式 。
【变式训练2】某澄清透明溶液中只含、、、、、、、、、中的几种,且各离子的个数相等,现进行如下实验:
①取少量该溶液,加入过量的溶液,产生白色沉淀,加热溶液无气体生成;
②取实验①中白色沉淀,加入足量稀盐酸,白色沉淀部分溶解;
③再取少量该溶液,逐滴加入稀盐酸,立即产生气体,振荡后静置,向上层溶液中加入溶液,产生白色沉淀,再加稀硝酸,白色沉淀不溶解。
下列关于该溶液的说法正确的是
A.一定含有 B.一定不含、
C.含,不含 D.一定含和
【变式训练3】某实验室有一瓶无色澄清废液,可能含有以下离子中的若干种:H+、K+、Fe2+、Mg2+、、、Cl-。现取100mL该溶液进行如下实验:
①滴加酚酞试剂,溶液显红色;
②加入过量稀盐酸,产生无色无味气体A224mL(标准状况下测得),溶液褪色;
③向②的溶液中加入过量BaCl2溶液,生成2.33g白色沉淀B;
④过滤后向滤液中加入AgNO3溶液,生成白色沉淀C;
⑤另取少量原溶液,加入AlCl3溶液,产生了白色沉淀D和气体。
请回答:
(1)该溶液中,c()= 。
(2)溶液中一定存在的离子有 ,可能存在的离子有 ,有的同学认为需验证K+的存在,你认为是否正确 (填“是”或“否”),说明理由 。
(3)请写出实验③对应的离子方程式 。
考向2 溶液中离子的推断
例2 (2025·湖南邵阳·联考)化学与人类社会可持续发展密切相关,化学实验是研究物质组成和探究物质性质的重要途径,请根据题意回答以下问题。
I.现有以下生产、生活中常见的物质:A铜丝 B.漂白粉 C.NaCl晶体 D.醋酸溶液 E.Na2O粉末 F.干冰。
(1)属于电解质的是 (填写序号,下同)。
(2)在上述所给状态下能导电的是 。
(3)向蒸馏水中加入NaCl进行电解实验,两极分别有黄绿色及无色气体生成,则推断无色气体为 。
Ⅱ.某澄清透明溶液(忽略水的电离),可能含有Fe3+、Mg2+、K+、、、Ba2+、等离子中的几种,且离子的物质的量相等(即离子数目相等),为分析其成分,取此溶液分别进行了三个实验,其操作和有关现象如图所示。请你根据上述实验推断:
(4)实验①的名称为 。
(5)取100mL溶液进行实验②,经足量盐酸洗涤、干燥后,得沉淀质量为2.33g。该溶液中的物质的量浓度为 。
(6)实验③产生的白色沉淀为 (填物质化学式)。原溶液中一定存在的离子有 。
思维建模 离子推断解题技法
第一步:审清题意,一般包括通读题目,判明条件、知识回顾、确定解题方向。
第二步:寻求突破,寻找解题的突破口,即所谓的“题眼”;
第三步:猜测分析,从“题眼”出发,联系相应实验现象、物质性质和所学知识,结合下面“四项”原则,进行大胆猜测,运用多种思维模式进行综合分析、推理,初步得出结论。
第四步:验证假设,将初步得出的结论或结果代入原理检验,完全符合才算正确。
第五步:规范答题,根据题目要求,进行规范书写、答题。
【变式训练1】铝粉和氧化铁粉形成的混合物被称为铝热剂,常用于焊接钢轨。某实验小组设计如下实验对铝热剂的组成进行探究。
步骤1:称取铝热剂,并分成两等份。
步骤2:向其中的一份中加入的溶液,加热并搅拌,充分反应后,过滤,得滤液中的浓度为(忽略溶液体积的变化),滤渣经洗涤、干燥、称量,得质量为。
步骤3:将另一份点燃,恰好完全反应,待产物冷却后向其中加入的盐酸,充分搅拌至固体完全溶解,经检测溶液中的阳离子只有,其中的浓度为(忽略溶液体积的变化)。
下列说法错误的是
A.步骤2中生成铝盐的物质的量为 B.步骤2中所得滤渣的质量为
C.步骤3溶液中 D.步骤1称取铝热剂的质量为
【变式训练2·变载体】某无色溶液,由Na+、Ba2+、Al3+、、Fe3+、CO、SO中的若干种组成。取适量该溶液进行如下实验:①加入过量盐酸,有气体生成;②在①所得的溶液中再加入过量碳酸氢铵溶液,有气体生成,同时析出白色沉淀甲;③在②所得溶液中加入过量Ba(OH)2溶液,也有气体生成,并有白色沉淀乙析出。原溶液中一定存在的离子是
A.Al3+、Fe3+、SO B.Na+、、CO
C.Na+、、SO、CO D.Na+、Ba2+、
【变式训练3】已知遇酸会发生歧化反应。检验分解产物的实验如图所示。
下列说法正确的是
A.上述实验现象说明气体中一定含有
B.上述实验现象说明固体中一定含有、
C.向固体A中加入浓硝酸,生成的气体仍一定能使澄清石灰水变浑浊
D.在反应过程中一定发生了歧化反应
1.(2021·湖南·高考真题)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
、、、
不能大量共存,因发生反应:
B
、、、
不能大量共存,因发生反应:
C
、、、
能大量共存,粒子间不反应
D
、、、
能大量共存,粒子间不反应
A.A B.B C.C D.D
2.(2025·安徽·高考真题)下列实验产生的废液中,可能大量存在的粒子组是
选项
实验
粒子组
A
稀硝酸与铜片制
B
硫酸与制
C
浓盐酸与制
D
双氧水与溶液制
A.A B.B C.C D.D
3.(2024·广西·高考真题)某小组对和的性质进行探究:
Ⅰ.向少量蒸馏水里滴加2滴溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
Ⅱ.向少量蒸馏水里滴加2滴溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
下列说法正确的是
A.实验Ⅰ中继续加入少量固体,溶液颜色变浅
B.实验Ⅱ中溶液呈红色
C.KSCN能区分和
D.焰色试验不能区分和
4.(2024·重庆·高考真题)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.氨水中: B.稀硫酸中:
C.溶液中: D.溶液中:
5.(2024·浙江·高考真题)在溶液中能大量共存的离子组是
A. B.
C. D.
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第03讲 离子共存、离子的检验与推断
目录
01 考情解码·命题预警
02 体系构建·思维可视
03 核心突破·靶向攻坚
考点一 离子共存
知识点1 离子共存的实质
知识点2 离子不能大量共存的原因
知识点3 判断离子能否大量共存的“六个要点”
考向1 考查无限制条件的离子共存的判断
考向2 考查题干中有限制条件的离子共存
考向3 考查选项中有限制条件的离子共存
【思维建模】常见的离子共存题限定条件
考点二 离子的检验与推断
知识点1 离子的检验
知识点2 离子推断
考向1 常见离子的检验
考向2 溶液中离子的推断
【思维建模】离子推断解题技法
04 真题溯源·考向感知
考点要求
考查形式
2025年
2024年
2023年
2022
2021年
离子共存
选择题
非选择题
12题4分
离子检验
选择题
非选择题
4题3分
16题2分
7题3分
13题4分
8题3分
离子推断
选择题
非选择题
16题2分
15题2分
17题2分
考情分析:
1.从近几年高考试题来看,离子能否大量共存的判断仍是高考命题的考点,经典题型仍保留。
2.从考查形式和内容上看,高考中考查离子反应主要以教材知识为主体,进行离子推断、离子检验;
3.从命题思路上看,高考离子反应考查侧重于:
(1)非选择题密切联系化工生产、环境保护等热点。
(2)离子共存及检验中常考的离子:NH4+、Na+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、NO3-、SO42-、HSO3-、Cl-出现率较高,S2O32-、SiO32-、MnO4-、C2O42-也会在试卷中有所涉及。
4.预测新的一年湖南高考中:
(1)选择题中考查溶液中离子检验及能否大量共存的判断问题;
(2)实验型选择题中考查常见离子检验的易错点;
(3)在实验大题中考查离子检验的实验操作方法或物质的推断等。
复习目标:
1.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的检验方案。
考点一 离子共存
知识点1 离子共存的实质
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。
知识点2 离子不能大量共存的原因
1.离子之间相互结合生成难溶物质或微溶物。如Ca2+和C生成CaCO3,H+和Si生成H2SiO3,Cu2+和OH-生成Cu(OH)2等。
阳离子
不能大量共存的阴离子
Ba2+、Ca2+、Pb2+、Ag+
CO、SO、SO、SiO、PO
Cu2+、Fe2+
OH-、S2-、CO、SiO
Mg2+、Zn2+
OH-、CO、AlO、SiO
H+
SiO、AlO
2.离子之间相互结合生成气态物质及挥发性物质。如H+和S2-生成H2S,H+和HC生成CO2等。
离子
不能大量共存的离子
H+
S2O、SO、HSO、CO、HCO、S2-、HS-
OH-
NH
3.离子之间相互结合生成弱电解质。如H+与CH3COO-、OH-、P等分别结合生成弱电解质CH3COOH、H2O、H3PO4等。
4.离子之间彼此促进水解。
(1)常见的因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的离子如下:
a.Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、AlO、SiO。b.Fe3+与CO、HCO、AlO、SiO。
(2)NH与CH3COO-、CO、HCO、S2-等能发生相互促进的水解反应,但反应程度仍较小,能大量共存。
5.离子之间发生氧化还原反应。如Fe2+、S2-、I-、S分别与N(H+)、ClO-因发生氧化还原反应而不能大量共存;Fe3+与S2-、I-等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
氧化性离子
还原性离子
ClO-、MnO(H+)、NO(H+)、Fe3+、Cr2O、FeO
Fe2+(可与Fe3+共存)、S2-、I-、SO、HS-、HSO
6.离子之间能发生络合反应。如Fe3+和SCN-不能大量共存。
知识点3 判断离子能否大量共存的“要点”
1.所有的弱酸根离子:CH3COO-、F-、ClO-、SiO、CN-等与H+都不能大量共存。
2.酸式弱酸根离子如HCO、HS-、HSO既不能与OH-大量共存,也不能与H+大量共存。
3.有沉淀生成包括有微溶物生成的离子不能大量共存,如Ba2+、Ca2+、Ag+等不能与SO、CO等大量共存,Mg2+不能与OH-、CO大量共存。
4.一些容易发生水解的离子,在溶液中的存在是有条件的。如AlO、S2-、CO、C6H5O-等必须在碱性条件下才能在溶液中存在;如Fe2+、Al3+、Cu2+等必须在酸性条件下才能在溶液中存在;Fe3+必须在酸性较强的条件下才能在溶液中存在(常温下,pH=7时不能存在)。
5.能发生氧化还原反应的离子不能大量共存。如S2-、HS-、SO、I-和Fe3+不能大量共存;MnO(H+)、NO(H+)、ClO-与S2-、HS-、SO、HSO、I-、Fe2+等不能大量共存;SO和S2-在碱性条件下可以大量共存,但在酸性条件下则由于发生2S2-+SO+6H+===3S↓+3H2O反应不能大量共存;H+与S2O不能大量共存。
6.溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。如Fe3+与SCN-不能大量共存。
7.审题时应注意题中给出的附加条件。
(1)指定离子限制
(2)酸、碱性限制
(3)无色溶液则没有MnO、Fe3+、Fe2+、Cu2+等有色离子;澄清溶液即没有沉淀,与无色溶液不同。
(4)遇淀粉KI试纸变蓝色的溶液具有较强的氧化性;遇pH试纸变蓝色的溶液显碱性。
考向1 考查无限制条件的离子共存的判断
例1 (2024·湖南·三模)在溶液中能大量共存的离子组是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】D
【详解】A.与会发生双水解而不能大量共存,A项错误;
B.与会形成沉淀不能共存,B项错误;
C.与会生成沉淀而不能大量共存,C项错误;
D.选项中所给离子相互都不反应,可以大量共存,D项正确;
本题选D。
【变式训练1·变载体】(2023·湖南衡阳·三模)对下列粒子组在溶液中是否大量共存判断正确的是
选项
粒子组
判断
A
、、、
能大量共存
B
、、、
能大量共存
C
、、、
能大量共存
D
、、、
不能大量共存
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.与发生互促水解生成与,不能大量共存,A项错误;
B.可以氧化,不能大量共存,B项错误;
C.与反应生成沉淀,不能大量共存,C项错误;
D.在水溶液中存在反应:,由此可知,在条件下,会转化成,不能大量共存,D项正确;
故选:D。
【与量有关的离子共存】【变式训练2】下列各组离子在溶液中能大量共存,且加入相应试剂后反应的离子方程式正确的是
选项
离子组
加入试剂
加入试剂后发生的离子反应
A
过量NaOH
B
少量
C
少量
D
溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.原离子组不反应,能大量共存,在加入过量NaOH后,也会与OH⁻反应生成,而选项仅写出与OH⁻的反应,方程式不完整,A错误;
B.原离子之间不反应,能大量共存,ClO⁻具有强氧化性,少量SO2加入后会被氧化为,而非生成,B错误;
C.原离子之间不反应,能大量共存,酸性条件下,可将Fe2+氧化为Fe³⁺,自身还原为Mn2+,离子方程式电荷守恒且符合氧化还原规律,C正确;
D.原离子之间不反应,能大量共存,原溶液中无H+,而反应式需H+参与,H+来源未明确,且H2O2在中性条件下难以直接氧化I-,D错误;
答案选C。
【变式训练3】下列离子在溶液中能大量共存的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.氢离子和碳酸根离子生成二氧化碳,不能大量共存,A不符合题意;
B.硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡沉淀,不能大量共存,B不符合题意;
C.相互不反应,能大量共存,C符合题意;
D.氯离子和银离子生成氯化银沉淀,不能大量共存,D不符合题意;
故选C。
考向2 考查题干中有限制条件的离子共存
例2(2025·湖南·联考)下列各组离子在溶液中能大量共存,且加入过量NaOH溶液后仍为澄清溶液的是
A.Na+、Cu2+、Cl-、 B.Ba2+、Na+、Cl-、
C.Ag+、K+、、Cl- D.K+、Ca2+、、Cl-
【答案】B
【详解】A.Cu2+加入过量NaOH溶液后生成Cu(OH)2沉淀,A错误;
B.各离子能大量共存且加入过量NaOH溶液后仍为澄清溶液,B正确;
C.Ag+和Cl-生成AgCl沉淀而不能大量共存,C错误;
D. Ca2+和生成CaCO3沉淀而不能大量共存,D错误;
故选B。
【变式训练1·变载体】下列各组离子在酸性条件下可以大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】C
【详解】A.与不能大量共存,反应方程式为:,A项不符合题意;
B.酸性条件下,与反应生成和,不能大量共存,B项不符合题意;
C.、、、与不发生反应,能大量共存,C项符合题意;
D.在环境下具有强氧化性,与发生氧化还原反应不能大量共存,方程式为:,D项不符合题意;
故选C。
【变式训练2】室温下,下列各组离子在指定溶液(溶质物质的量浓度均为)中一定能够大量共存的是
A.NaCl溶液:
B.溶液:
C.NaOH溶液:
D.NaClO溶液:
【答案】D
【详解】A.氯离子和银离子反应生成氯化银沉淀,不能共存,A错误;
B.碳酸根和钡离子反应生成碳酸钡沉淀,不能共存,B错误;
C.氢氧根离子和碳酸氢根离子反应生成水和碳酸根离子,不能共存,C错误;
D.次氯酸钠和不反应,可以共存,D正确;
故选D。
【离子共存与铝两性综合】【变式训练3】某溶液能与铝反应放出H2,下列离子在该溶液中一定能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】A
【分析】某溶液能与铝反应放出H2,则此溶液可能为碱溶液,也可能为酸溶液,若为酸溶液,溶液中不含有。
【详解】A.不管在碱溶液还是酸溶液中,、、、都不发生反应,都能大量共存,A符合题意;
B.不管是在碱溶液还是酸溶液中,都不能大量存在,B不符合题意;
C.在碱溶液中,会生成沉淀,在酸溶液中,会转化为HF,C不符合题意;
D.在碱溶液中,、不能大量存在,在酸溶液,不能大量存在,D不符合题意;
故选A。
考向3 考查选项中有限制条件的离子共存
例3(2025·湖南·调研)(2025·湖南衡阳·期联考)下列各组离子在选项条件下一定能大量共存的是
A.无色溶液: B.强碱性溶液:
C.遇酚酞变红的溶液: D.盐酸溶液:
【答案】C
【详解】A.Cu2+的水溶液显蓝色,在无色溶液中不能大量存在,A项不选;
B.强碱性溶液含有大量OH-,OH-与会发生反应产生H2O、碳酸根,不能大量共存,B项不选;
C.遇酚酞变红的溶液显碱性,含有大量OH-,OH-与选项离子之间不能发生任何反应,可以大量共存,C项选;
D.盐酸溶液中含有大量H+,H+与会发生反应产生H2O、CO2,不能大量共存,D项不选;
答案选C。
思维建模 常见的离子共存题限定条件
(1)溶液无色说明溶液中不存在大量的Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO、Cr2O、CrO等。
(2)常见表示溶液呈酸性的描述
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;④c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液。
(3)常见表示溶液呈碱性的描述
①常温下pH=14的溶液;②使pH试纸变蓝的溶液;③使酚酞变红的溶液;④c(OH-)=0.1 mol·L-1的溶液。
(4)常见表示溶液既可能呈酸性又可能呈碱性的描述
①与铝粉反应放出氢气的溶液;②常温下,水电离出的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液;③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
【变式训练1】在下列条件下,一定能大量共存的离子组是
A.使紫色石蕊变红的溶液中:、、、
B.无色透明的溶液中:、、、
C.的溶液中:、、、
D.与铝反应能放出氢气的溶液中:、、、
【答案】C
【详解】A.能使石蕊变红的溶液呈酸性,具有还原性,具有氧化性,可发生氧化还原反应,不共存,A错误;
B. 呈紫色,不符合无色条件,B错误;
C.溶液呈碱性,、、、离子不反应,所以能大量共存,C正确;
D.与铝反应能放出氢气的溶液可以是酸性或碱性,与发生反应不共存,D错误;
故选C。
【变式训练2】下列各组离子在给定条件下一定能大量共存的是
A.含的溶液中:、、、
B.澄清透明溶液中:、、、
C.加入能放出的溶液中:、、、、
D.滴加KSCN溶液显红色的溶液中:、、、
【答案】B
【详解】A.含的溶液呈酸性,不能与H+大量共存,Ba2+不能与大量共存,故不选A;
B.澄清透明溶液中,、、、相互之间不反应,能大量共存,故选B;
C.加入能放出的溶液中呈酸性或碱性,酸性条件下H+与不能大量共存,碱性条件下OH-不能与、大量共存,且与不能大量共存,故不选C;
D.滴加KSCN溶液显红色的溶液中含有Fe3+,Fe3+能氧化,不能大量共存,故不选D;
选B。
【变式训练3·变载体】在下列条件下,一定能大量共存的离子组是
A.能与金属反应产生气体的溶液中:、、、
B.氯水中:、、、
C.澄清透明的溶液中:、、、
D.使紫色石蕊试纸变红的溶液中:、、、
【答案】C
【详解】A.能与所有水溶液反应生成氢气,因此可能是碱溶液,则不能大量共存,故A错误;
B.氯水中含氢离子,与不能大量共存;同时含强氧化性的氯气和HClO,与不能大量共存,故B错误;
C.该组离子彼此不反应,可大量共存,故C正确;
D.使紫色石蕊试纸变红的溶液呈酸性,酸性条件下不能大量共存,故D错误;
故选:C。
考点二 离子的检验与推断
知识点1 离子的检验
1.常见离子的检验方法
1.常见阳离子的检验
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)常规检验法
①用NaOH溶液能检验出Cu2+、Fe3+、Fe2+、Al3+、NH4+。
Cu2+——产生蓝色沉淀
Fe3+——产生红褐色沉淀
Fe2+——先产生白色沉淀,然后迅速变成灰绿色,最终变为红褐色。
Al3+——先产生白色沉淀,继续加入NaOH溶液,白色沉淀又会逐渐消失。
NH4+——共热,生成使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
焰色反应:用焰色反应可检验出溶液中的K+和Na+。
K+—火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)
Na+—火焰呈黄色
(2)特殊检验法
Fe3+—加入KSCN溶液呈红色
Fe2+—加入KSCN溶液无现象,滴加新制氯水后溶液呈红色;或加K3[Fe(CN)6]
(铁氰化钾)溶液,产生带有特征蓝色的铁氰化亚铁Fe3[Fe(CN)6]2沉淀。
2.常见阴离子的检验
(1)利用酸碱指示剂检验
OH-滴入酚酞溶液,溶液变红色。或滴入紫色石蕊溶液,溶液变蓝色
(2)利用盐酸和其他试剂检验
—加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀溶解,并放出无色无味的气体;
或加入稀盐酸后,放出能使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体。
SO42-—先加入稀盐酸,无现象,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
SO32-—加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀溶解,放出无色、有刺激性气味、能使品红溶液褪色的气体
(3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液检验
Cl-、——硝酸酸化的硝酸银溶液——生成不溶于稀硝酸的白色沉淀
Br-、——硝酸酸化的硝酸银溶液——生成不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀
I-——硝酸酸化的硝酸银溶液——生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀
(4)利用某些特征反应检验
I-——滴入淀粉溶液和氯水,溶液变蓝色
易混易错
(1)向某溶液中加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,再加入稀盐酸沉淀不消失,不能判断原溶液中一定存在SO,若原溶液中存在Ag+,也有相同的现象。
(2)向某溶液中加入Ca(OH)2溶液,有白色沉淀生成,不能判断原溶液中一定存在CO,若原溶液中存在SO、HSO、HCO等,也有相同的现象。
(3)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,不能判断原溶液中一定存在CO,若原溶液中存在HCO、SO、HSO等,也有相同的现象。
(4)向某溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入稀HNO3,白色沉淀不溶解,不能确定原溶液中一定存在SO,若原溶液中存在SO和Ag+,也有相同的现象。
(5)向某溶液中滴加氯水,再加入KSCN溶液,溶液变红色,原溶液中不一定存在Fe2+,检验Fe2+时,应先加KSCN,再加氯水,否则,Fe3+干扰结果的判断。
(6)做某溶液的焰色反应实验,火焰呈黄色,溶液中一定存在Na+,也可能存在K+,因为钾的焰色反应必须透过蓝色钴玻璃才能观察到。
3.离子检验的规范答题
(1)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)
(2)现象描述(①溶液由……变为……,②有……生成,③没有……等)
(3)得出结论(如“若……说明……,若……说明……”)
知识点2 离子推断
1.离子推断四原则
离子推断题的解答在于掌握离子的特征反应及离子之间的共存情况,解题时要遵循以下四条原则:
2.离子推断常见解题思路
离子推断题将离子共存、离子检验设定在一个可能的离子组中,要求通过多重推断,确定某些离子肯定存在,某些离子肯定不存在,某些离子不能确定是否存在,有的最后还设置一个探究问题或者一个计算题。其一般解题思路如下所示:
→→
得分速记
用电荷守恒判断溶液中还可能含有的离子时要将定性与定量的方法相结合。
考向1 常见离子的检验
例1(2025·湖南怀化·调研)某无色溶液可能含有等物质的量的下列某些离子中的一种或几种:、、、、、、,取溶液分别进行如下实验:
①加入酸化的溶液产生白色沉淀;
②加入锌粉,有气泡生成;
③加入适量粉末产生白色沉淀。
下列说法正确的是
A.该无色溶液中一定没有,可能有
B.由①、②可知该溶液可能有
C.该无色溶液中一定有、、和
D.实验③发生反应的离子方程式只有:
【答案】C
【分析】由于含有的溶液为黄色,该题干的条件为无色溶液,因此不能存在;
①加入酸化的溶液产生白色沉淀,可知该沉淀为BaSO4,不可能是BaCO3,是由于BaCO3会与硝酸反应产生二氧化碳,说明该溶液中含有;
②加入锌粉,有气泡生成,说明溶液中含有,产生的是氢气,不含;
③加入适量,Na2O与H2O反应产生氢氧化钠,NaOH与Mg2+反应产生Mg(OH)2是白色沉淀,说明溶液中含有;
根据上述可知,溶液中一定含有的离子有:、、,由于离子的数目相等,即物质的量相等,溶液为电中性,因此还存在有阴离子,即还存在有,综合可知,该无色溶液中一定有、、和,一定不存在的离子是:、、,据此作答。
【详解】A.根据上述分析可知,该无色溶液中一定没有、,A错误;
B.根据上述分析可知,由①、②可知该无色溶液中一定有、,一定没有,B错误;
C.根据上述分析可知,该无色溶液中一定有、、和,C正确;
D.实验③加入适量,根据分析可知,溶液中存在有,也会与氧化钠反应,发生的反应为:Na2O+2H+=2Na++H2O,D错误;
答案选C。
【变式训练1】阅读下列科普短文并填空:
海洋约占地球表面积的71%,其中水资源和其他化学资源具有巨大的开发潜力。海水中含有多种盐类,如、等。目前,通过海水晒盐可制得食盐晶体和苦卤,食盐精制后可制成饱和用以生产、、、、等,苦卤经过氯气氧化,热空气吹出吸收等一系列操作可获得Br2。电解熔融氯化钠可冶炼。海底埋藏大量可燃冰资源,是一种清洁能源。
(1)上述标有序号的物质中属于电解质的是 (填序号,下同):属于非电解质的是 ;能导电的是 。
(2)写出⑤溶于水的电离方程式: 。写出⑤与⑧反应的离子方程式 。
(3)将少量⑨通入④的溶液中,发生的离子方程式是 。
(4)含氯消毒剂可用于自来水的杀菌消毒:检验自来水中含有氯离子的具体实验操作为 。
(5)元素G的一种含氧酸化学式为H3GO3,属于二元酸,则H3GO3与过量氢氧化钠溶液反应生成的产物Na2HGO3为 (填“酸式盐”或“正盐”)。
(6)写出制备胶体的离子反应方程式 。
【答案】(1) ①②④⑤⑥ ⑨⑪ ③⑧⑩
(2)
(3)SO2+2OH-=+H2O
(4)取少量自来水于洁净的试管中,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则说明存在氯离子,反之则无
(5)正盐
(6)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
【详解】(1)电解质是在水溶液或熔融状态下能因自身电离而导电的化合物,酸、碱和盐通常是电解质,则上述标有序号的物质中属于电解质的是①②④⑤⑥;水溶液和熔融状态下均不能导电的化合物是非电解质,绝大多数有机物例如甲烷是非电解质,二氧化硫等酸性氧化物在液态时不导电,溶于水生成酸溶液会导电、自身不提供自由离子,故属于非电解质,则属于非电解质的是⑨⑪;能导电的是③⑧⑩;
(2)⑤碳酸氢钠溶于水完全电离为钠离子和碳酸氢根,溶于水的电离方程式:;碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,离子方程式为;
(3)二氧化硫和足量氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水的离子反应方程式为SO2+2OH-=+H2O;
(4)检验自来水中含有氯离子的具体实验操作为:取为少量自来水于洁净的武管中,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若产生白色沉淀,说明存在氯离子,反之则无;
(5)H3GO3属于二元酸,则该分子最多能电离出2个氢离子,则H3GO3与过量氢氧化钠溶液反应生成的产物Na2HGO3为正盐;
(6)制备胶体是将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,离子反应方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+。
【变式训练2】某澄清透明溶液中只含、、、、、、、、、中的几种,且各离子的个数相等,现进行如下实验:
①取少量该溶液,加入过量的溶液,产生白色沉淀,加热溶液无气体生成;
②取实验①中白色沉淀,加入足量稀盐酸,白色沉淀部分溶解;
③再取少量该溶液,逐滴加入稀盐酸,立即产生气体,振荡后静置,向上层溶液中加入溶液,产生白色沉淀,再加稀硝酸,白色沉淀不溶解。
下列关于该溶液的说法正确的是
A.一定含有 B.一定不含、
C.含,不含 D.一定含和
【答案】C
【分析】①取少量该溶液,加入过量的溶液,产生白色沉淀,白色沉淀可能为、或,说明溶液中存在、、或、、中的一种或多种,但不含,加热溶液无气体生成,说明不存在;
②取实验①中白色沉淀,加入足量稀盐酸,白色沉淀部分溶解,则该白色沉淀除了,还有或,即一定有;
③再取少量该溶液,逐滴加入稀盐酸,立即产生气体,则存在,不含,向上层溶液中加入溶液,产生白色沉淀,再加稀硝酸,白色沉淀不溶解,由于加入盐酸引入了Cl-,不能确定Cl-的存在。若阴离子为和,考虑溶液呈电中性,由于各离子的个数相等,则阳离子为、或,存在,则不含。
综上,若该溶液不含,则阴离子为和,阳离子为、或;若含,则阴离子为和,阳离子为Mg2+、、,据此解答。
【详解】A.由分析可知,不能确定Cl-的存在,则不一定含有,A错误;
B.由分析可知,一定含,一定不含,B错误;
C.由分析可知,含,不含,C正确;
D.由分析可知,若该溶液不含,则含、中的一种;若含,则、同时存在,所以不一定含和,D错误;
故选C。
【变式训练3】某实验室有一瓶无色澄清废液,可能含有以下离子中的若干种:H+、K+、Fe2+、Mg2+、、、Cl-。现取100mL该溶液进行如下实验:
①滴加酚酞试剂,溶液显红色;
②加入过量稀盐酸,产生无色无味气体A224mL(标准状况下测得),溶液褪色;
③向②的溶液中加入过量BaCl2溶液,生成2.33g白色沉淀B;
④过滤后向滤液中加入AgNO3溶液,生成白色沉淀C;
⑤另取少量原溶液,加入AlCl3溶液,产生了白色沉淀D和气体。
请回答:
(1)该溶液中,c()= 。
(2)溶液中一定存在的离子有 ,可能存在的离子有 ,有的同学认为需验证K+的存在,你认为是否正确 (填“是”或“否”),说明理由 。
(3)请写出实验③对应的离子方程式 。
【答案】(1)0.1mol/L
(2) 、、K+、OH- Cl- 否 根据电荷守恒,K+必须存在以平衡阴离子电荷,无需实验验证
(3)
【分析】①滴加酚酞试剂,溶液显红色,说明溶液呈碱性,溶液中不存在H+,存在OH-;
②加入过量稀盐酸,产生无色无味气体A224mL(标准状况下测得),溶液褪色,说明溶液中存在,则溶液中不存在Fe2+、Mg2+;
③向②的溶液中加入过量BaCl2溶液,生成2.33g白色沉淀B,该白色沉淀是BaSO4,说明溶液中存在;
④过滤后向滤液中加入AgNO3溶液,生成白色沉淀C为AgCl,由于③中加入了BaCl2溶液,无法判断原溶液中是否含有Cl-;
⑤另取少量原溶液,加入AlCl3溶液,产生了白色沉淀D和气体,Al3+和反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳;
根据电荷守恒,K+必须存在以平衡阴离子电荷,综上所述,一定存在的离子:、、K+、OH-;可能存在的离子:Cl-。
【详解】(1)实验③中生成的白色沉淀B为BaSO4,质量为2.33g,则n()=,溶液体积为100mL,则。
(2)由分析可知,溶液中一定存在的离子有、、K+、OH-,可能存在的离子有Cl-,根据电荷守恒,K+必须存在以平衡阴离子电荷,无需实验验证。
(3)实验③中,加入过量BaCl2溶液,生成BaSO4沉淀,离子方程式为:
。
考向2 溶液中离子的推断
例2 (2025·湖南邵阳·联考)化学与人类社会可持续发展密切相关,化学实验是研究物质组成和探究物质性质的重要途径,请根据题意回答以下问题。
I.现有以下生产、生活中常见的物质:A铜丝 B.漂白粉 C.NaCl晶体 D.醋酸溶液 E.Na2O粉末 F.干冰。
(1)属于电解质的是 (填写序号,下同)。
(2)在上述所给状态下能导电的是 。
(3)向蒸馏水中加入NaCl进行电解实验,两极分别有黄绿色及无色气体生成,则推断无色气体为 。
Ⅱ.某澄清透明溶液(忽略水的电离),可能含有Fe3+、Mg2+、K+、、、Ba2+、等离子中的几种,且离子的物质的量相等(即离子数目相等),为分析其成分,取此溶液分别进行了三个实验,其操作和有关现象如图所示。请你根据上述实验推断:
(4)实验①的名称为 。
(5)取100mL溶液进行实验②,经足量盐酸洗涤、干燥后,得沉淀质量为2.33g。该溶液中的物质的量浓度为 。
(6)实验③产生的白色沉淀为 (填物质化学式)。原溶液中一定存在的离子有 。
【答案】(1)CE
(2)AD
(3)H2
(4)焰色试验
(5)0.1mol/L
(6) Mg(OH)2
【分析】Ⅱ.由实验①可知,溶液中一定含有K+;由实验②可知,溶液中一定含有,根据共存问题可知不含Ba2+;由实验③生成白色沉淀可知,溶液中一定含有Mg2+,一定不含Fe3+,根据共存问题可知不含有,离子的物质的量相等(即离子数目相等),设为amol,2n(Mg2+)+n(K+)=3amol,2n()=2amol,根据溶液电中性可知,原溶液中一定含有,所以原溶液中一定含有Mg2+、K+、、,一定不含有Fe3+、、Ba2+;据此分析解答(4)~(6);
【详解】(1)电解质是在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物,铜丝是单质,不是化合物,所以不属于电解质,漂白粉是混合物,不是化合物,不属于电解质,NaCl晶体,在水溶液中或熔融状态下能电离出自由移动的离子而导电,是化合物,属于电解质,醋酸溶液是混合物,不是化合物,不属于电解质,Na2O粉末,在熔融状态下能电离出自由移动的离子而导电,是化合物,属于电解质,干冰(CO2),其水溶液导电是因为与水反应生成碳酸,碳酸电离出离子,而CO2自身不能电离,属于非电解质,故属于电解质的是CE,故答案为:CE;
(2)能导电的物质需要有自由移动的带电粒子,铜丝中有自由移动的电子,能导电,漂白粉是固体混合物,没有自由移动的带电粒子,不能导电,NaCl晶体中离子不能自由移动,不能导电,醋酸溶液中有自由移动的离子,能导电,Na2O粉末是固体,离子不能自由移动,不能导电,干冰是固体,不存在自由移动的带电粒子,不能导电,故在上述所给状态下能导电的是AD,故答案为:AD;
(3)向蒸馏水中加入NaCl进行电解实验,阳极发生氧化反应,Cl-失去电子生成黄绿色的Cl2;阴极发生还原反应,H2O电离出的H+得到电子生成无色的H2,所以无色气体为H2,故答案为:H2;
(4)检验K+是进行焰色试验,透过蓝色钴玻璃来观察火焰的颜色,火焰呈紫色,故答案为:焰色试验;
(5)取100mL溶液进行实验②,经足量盐酸洗涤、干燥后,得到BaSO4沉淀的质量为2.33g,则n()=n(BaSO4)==0.01mol,c()==0.1mol/L,由于溶液中离子的物质的量相等,所以c(K+)=c()=0.1mol/L,故答案为:0.1mol•L-1;
(6)实验③:溶液中加入Na2O2时有无色无味的气体生成,反应为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,白色沉淀为NaOH和Mg2+反应生成的Mg(OH)2;由上述分析可知,原溶液中一定存在的离子有Mg2+、K+、、,故答案为: Mg(OH)2;Mg2+、K+、、。
思维建模 离子推断解题技法
第一步:审清题意,一般包括通读题目,判明条件、知识回顾、确定解题方向。
第二步:寻求突破,寻找解题的突破口,即所谓的“题眼”;
第三步:猜测分析,从“题眼”出发,联系相应实验现象、物质性质和所学知识,结合下面“四项”原则,进行大胆猜测,运用多种思维模式进行综合分析、推理,初步得出结论。
第四步:验证假设,将初步得出的结论或结果代入原理检验,完全符合才算正确。
第五步:规范答题,根据题目要求,进行规范书写、答题。
【变式训练1】铝粉和氧化铁粉形成的混合物被称为铝热剂,常用于焊接钢轨。某实验小组设计如下实验对铝热剂的组成进行探究。
步骤1:称取铝热剂,并分成两等份。
步骤2:向其中的一份中加入的溶液,加热并搅拌,充分反应后,过滤,得滤液中的浓度为(忽略溶液体积的变化),滤渣经洗涤、干燥、称量,得质量为。
步骤3:将另一份点燃,恰好完全反应,待产物冷却后向其中加入的盐酸,充分搅拌至固体完全溶解,经检测溶液中的阳离子只有,其中的浓度为(忽略溶液体积的变化)。
下列说法错误的是
A.步骤2中生成铝盐的物质的量为 B.步骤2中所得滤渣的质量为
C.步骤3溶液中 D.步骤1称取铝热剂的质量为
【答案】D
【分析】步骤2发生的反应为。步骤3中铝元素以形式存在,根据原子守恒,,溶液中。
【详解】A.由分析和溶液呈电中性原理,可知,解得,根据铁原子守恒,一份铝热剂中的,质量为,由上述分析可知,步骤2生成的的物质的量为,A正确;
B.步骤2所得滤渣为,质量为,B正确;
C.由分析可知,步骤3溶液中铝离子浓度为1mol/L,C正确;
D.步骤1中铝热剂的质量应为,D错误;
故选D。
【变式训练2·变载体】某无色溶液,由Na+、Ba2+、Al3+、、Fe3+、CO、SO中的若干种组成。取适量该溶液进行如下实验:①加入过量盐酸,有气体生成;②在①所得的溶液中再加入过量碳酸氢铵溶液,有气体生成,同时析出白色沉淀甲;③在②所得溶液中加入过量Ba(OH)2溶液,也有气体生成,并有白色沉淀乙析出。原溶液中一定存在的离子是
A.Al3+、Fe3+、SO B.Na+、、CO
C.Na+、、SO、CO D.Na+、Ba2+、
【答案】C
【详解】含有Fe3+的溶液呈黄色,无色溶液中一定不含Fe3+;①加入过量盐酸,有气体生成,说明一定含有,和Al3+发生双水解反应,CO和Ba2+反应生成BaCO3沉淀,所以一定不含Al3+、Ba2+;②在①所得的溶液中再加入过量碳酸氢铵溶液,有气体生成,同时析出白色沉定甲,沉淀甲是氢氧化铝,则原溶液中一定含有;③在②所得溶液中加入过量Ba(OH)2溶液,也有气体生成,并有白色沉淀乙析出,该沉淀是硫酸钡,说明原溶液中含有SO,根据电荷守恒,溶液中一定含有阳离子,则一定含有Na+,所以原溶液中一定有Na+、、、,一定不存在Ba2+、Al3+、Fe3+,C正确;
故选C。
【变式训练3】已知遇酸会发生歧化反应。检验分解产物的实验如图所示。
下列说法正确的是
A.上述实验现象说明气体中一定含有
B.上述实验现象说明固体中一定含有、
C.向固体A中加入浓硝酸,生成的气体仍一定能使澄清石灰水变浑浊
D.在反应过程中一定发生了歧化反应
【答案】D
【分析】K2[Cu(C2O4)2]受热分解,气体A能使灼热CuO变红,则含有CO气体,反应生成的CO2气体可使澄清石灰水变浑浊;固体A加入稀盐酸,产生紫红色固体B为Cu,蓝色溶液中含有Cu2+,气体B能使澄清石灰水变浑浊,则B为CO2,A中应含有K2CO3、CuCO3。
【详解】A.气体A能使黑色的CuO变红,证明A中含CO,CO与CuO反应会生成CO2.则无法通过澄清石灰水变浑浊的现象判断气体中是否含有,A项错误;
B.若固体A中含,加入稀盐酸后,发生歧化反应,也会出现产生紫红色固体、蓝色溶液等现象,则固体A中不一定含有、,B项错误;
C.向固体A中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,说明固体A中含有,产生的紫红色固体即铜,说明固体A中一定含有低价元素,向固体A中加入浓硝酸会得到和的混合气体,将混合气体通入澄清石灰水中,石灰水不一定变浑浊,C项错误;
D.根据上述分析可知,气体产物中含CO(C为+2价),固体产物中含或(为价),则反应过程中,(为价)一定发生了歧化反应,D项正确;
故选D。
1.(2021·湖南·高考真题)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
、、、
不能大量共存,因发生反应:
B
、、、
不能大量共存,因发生反应:
C
、、、
能大量共存,粒子间不反应
D
、、、
能大量共存,粒子间不反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.Al3+和NH3H2O生成Al(OH)3沉淀而不是生成Al,故A错误;
B.S2和H+反应生成单质硫、二氧化硫和水,离子方程式为:2H++ S2=S↓+SO2↑+H2O,故B正确;
C.Fe3+做催化剂促进H2O2分解,不能大量共存,故C错误;
D.在酸性条件下Mn能将Cl-氧化为Cl2,不能大量共存,故D错误;
答案选B。
2.(2025·安徽·高考真题)下列实验产生的废液中,可能大量存在的粒子组是
选项
实验
粒子组
A
稀硝酸与铜片制
B
硫酸与制
C
浓盐酸与制
D
双氧水与溶液制
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.稀硝酸与铜反应生成和NO,NO难溶于水,无法大量存在,A不符合题意;
B.70%硫酸与Na2SO3反应生成SO2,溶液中应含,但在强酸性条件下会转化为SO2和H2O,无法大量存在,B不符合题意;
C.浓盐酸与KMnO4反应生成Cl2,产物为、、和,这些离子在酸性环境中稳定共存,无后续反应干扰,C符合题意;
D.FeCl3催化H2O2分解生成O2,溶液中应含Fe3+而非Fe2+,D不符合题意;
故选C。
3.(2024·广西·高考真题)某小组对和的性质进行探究:
Ⅰ.向少量蒸馏水里滴加2滴溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
Ⅱ.向少量蒸馏水里滴加2滴溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
下列说法正确的是
A.实验Ⅰ中继续加入少量固体,溶液颜色变浅
B.实验Ⅱ中溶液呈红色
C.KSCN能区分和
D.焰色试验不能区分和
【答案】C
【详解】A.实验Ⅰ中,溶液与KSCN溶液反应的实质是:,硫酸钾固体溶于水产生钾离子和硫酸根,并不影响该平衡的移动,因此溶液的颜色不发生变化,故A错误;
B.实验Ⅱ中,溶液中存在有K+、,并不能电离出Fe3+,因此溶液与KSCN溶液并不能发生反应,溶液颜色无明显变化,故B错误;
C.实验Ⅰ中,KSCN溶液与溶液反应产生,溶液变为红色,但溶液与KSCN溶液并不能发生反应,是一种深红色晶体,水溶液呈黄色,带有黄绿色荧光,因此加入KSCN可以区分两者,故C正确;
D.焰色反应是金属单质或离子的电子在吸收能量后,跃迁到较高能量级,然后从较高能量级跃迁到低能量级,这次跃迁会放出光子,光子的频率若在可见光频率范围内,则金属表现为有焰色反应。铁燃烧火焰为无色,是因为放出的光子频率不在可见光频率范围内,而中含有钾元素,焰色试验时透过蓝色钴玻璃可以看到紫色,因此焰色试验可以区分和,故D错误;
故答案选C。
4.(2024·重庆·高考真题)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.氨水中: B.稀硫酸中:
C.溶液中: D.溶液中:
【答案】A
【详解】A.该组离子均与氨水不发生反应,能大量共存,故A正确;
B.与反应生成硫酸钡沉淀,与氢离子反应生成二氧化碳气体,该组离子不能在硫酸中大量共存,故B错误;
C.在酸性环境下具有强氧化性,能氧化,不能大量共存,故C错误;
D.中存在即[Al(OH)4]-离子,能与发生双水解反应不能大量共存,故D错误;
故选:A。
5.(2024·浙江·高考真题)在溶液中能大量共存的离子组是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.三种离子会反生氧化还原反应而不能大量共存,故A不符合题意;
B.会生成离子而不能大量共存,故B不符合题意;
C.会生成沉淀而不能大量共存,故C不符合题意;
D.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;
答案D。
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