内容正文:
第一章
化学物质及其变化
第3讲 离子反应的应用
课标解读 1.能根据离子反应发生的条件判断溶液中离子能否大量共存。
2.了解常见离子的检验方法,根据离子的特征反应检验或推断溶液中的离子。
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考点2
提能训练 练案[3]
考点1
考点1 溶液中离子共存的判断
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1.离子共存
离子共存问题是离子反应的条件和本质的最直接应用,所谓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________________,则一般不能大量共存。
不能发生任何化学反应
发生化学反应
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2.分析离子能否大量共存必备知识
(1)中学常见的六种有颜色的离子
_________(紫红色)、________(蓝色)、_______(棕黄色)、_______(浅绿色)、__________(橙色)、_____________(黄色)
(2)常见的表示溶液呈酸性的表述
①pH=1的溶液(常温下);
②使pH试纸变______的溶液;
③使甲基橙呈________的溶液;
④与镁粉反应放出______的溶液;
⑤c(OH-)=1×10-14 mol/L的溶液(常温下)。
Cu2+
Fe3+
Fe2+
红
红色
H2
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(3)常见的表示溶液呈碱性的表述
①pH=14的溶液(常温下);
②使pH试纸变______的溶液;
③使酚酞试液变______的溶液;
④c(H+)=1×10-14 mol/L的溶液(常温下)。
(4)常见的表示溶液可能呈酸性也可能呈碱性的表述
①与铝粉反应放出_______的溶液;
②由水电离出的c(OH-)=1×10-12 mol/L的溶液(常温下);
③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
蓝
红
H2
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3.判断离子能否大量共存的“四个要点”
判断离子能否大量共存的“四个要点”,关键是看“一色、二性、三特殊、四反应”。
(1)一色——溶液颜色,无色溶液中不存在________离子。
(2)二性——溶液的酸碱性
有色
OH-
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H+
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(3)三特殊——三种特殊情况
①[Al(OH)4]-和HCO不能大量共存,并非发生相互促进的水解反应。
可与还原性离子共存
氧化还原
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(4)四反应——离子不能大量共存的溶液中的四种反应类型
①发生复分解反应,不能大量共存
离子间因发生反应生成沉淀而不能大量共存。常见的离子组有:
H+与_________;_________与Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等;Ag+与_________、Br-、I-等;__________________与Ba2+、Ca2+、Ag+等。
离子间因发生反应生成弱电解质而不能大量共存。常见的离子组有:_______与OH-、CH3COO-、F-、ClO-等。
OH-
Cl-
H+
H+
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②发生氧化还原反应,不能大量共存
离子间因发生氧化还原反应而不能大量共存。常见的离子组有:在酸性条件下,MnO或_________与Fe2+、I-等。
③发生相互促进的水解反应,不能大量共存
④发生络合反应(形成配合物离子),不能大量共存
离子间因发生络合反应而不能大量共存的一般指Fe3+与________,该反应通常还可以作为检验Fe3+的实验依据。
Al3+
SCN-
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[提示] × Fe3+(黄色)、Cu2+(蓝色)为有色离子。
[提示] √ 四种离子之间不发生反应。
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[提示] × Fe3+在中性溶液中已完全水解成沉淀。
[提示] × Cu2+、Fe3+与OH-反应生成沉淀。
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1.(2025·河北衡水检测)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 KI溶液:Na+、K+、ClO-、OH-
微考点1 指定溶液判断离子共存
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[答案] B
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判断离子能否共存的一般思路
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2.(2025·广东广州模拟)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
[答案] A
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3.(2025·湖北武汉检测)常温下,下列各组离子可能大量共存的是( )
[答案] C
微考点2 隐含条件判断离子共存
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注意题干中的“关键词”
“一定大量共存”还是“可能大量共存”还是“因发生氧化还原反应”。
“透明溶液”还是“无色透明溶液”,CuSO4溶液为蓝色透明溶液,NaCl溶液为无色透明溶液。
“酸性”“碱性”或其他指定离子。
1
2
3
4
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4.(2025·山东滨州高三检测)常温下,下列关于粒子在指定溶液中能否一定大量共存的评价正确的是( )
微考点3 离子共存的原因分析类试题
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[答案] D
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[解析] Fe3+为H2O2分解的催化剂,两者在溶液中不能大量共存,评价不合理,A错误;pH=12的水溶液中存在大量OH-,四种离子及OH-均不发生反应,在溶液中能大量共存,其评价错误,B错误;水电离产生的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液,可能呈酸性也可能呈碱性,酸性时H+与[Al(OH)4]-不能大量共存,碱性时可以大量共存,其评价不合理,C错误;NaHSO4水溶液中存在大量H+,CH3COO-与H+反应生成CH3COOH而不能大量共存,该评价合理,D正确。
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5.(2025·湖南模拟)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( )
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[答案] B
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常见的不能大量共存的离子汇总
复分解反应型
1
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2
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络合反应型
Fe3+与SCN-反应生成(血)红色络合物Fe(SCN)3。
3
4
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考点2 常见离子的检验方法
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1.气体法
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2.显色法
离子 试剂 现象
H+ 紫色石蕊溶液 紫色石蕊溶液变红色
I- 氯水、淀粉溶液 淀粉溶液变蓝色
Fe3+ KSCN溶液 溶液呈红色
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离子 试剂 现象
Fe2+ K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液 蓝色沉淀
KSCN溶液、氯水 加KSCN溶液后无颜色变化,再滴加氯水溶液变成红色
Na+、K+ 铂丝、稀盐酸 火焰呈黄色(Na+),透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色(K+)
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3.沉淀法
离子 试剂 现象
Cl-、Br-、
I- AgNO3溶液、稀硝酸 AgCl(白色沉淀)、AgBr(淡黄色沉淀)、AgI(黄色沉淀)
稀盐酸、BaCl2溶液 白色沉淀
Fe2+ NaOH溶液 白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀
Al3+ NaOH溶液 先生成白色沉淀,NaOH溶液过量后沉淀逐渐溶解
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【正误辨析】
[提示] × Ag+与Cl-反应也会生成不溶于稀盐酸的AgCl白色沉淀,故该说法错误。
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(4)某溶液的焰色反应呈黄色,则溶液中一定有钠元素,不能确定是否有钾元素。( )
[提示] √ 做钾的焰色试验时要透过蓝色钴玻璃观察颜色。
(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-。( )
[提示] √ 氯水可将I-氧化为I2,I2溶解在CCl4中显紫红色。
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(7)向Fe(OH)3胶体中逐滴加入稀盐酸,实验现象为胶体溶解。( )
[提示] × 向Fe(OH)3胶体中逐滴加入稀盐酸,实验现象为先生成红褐色沉淀(聚沉),沉淀再溶解。
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[提示] √
[提示] ×
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1.(2025·湖南长沙高三检测)通过实验得出的结论正确的是( )
微考点1 常见离子的检验
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[答案] C
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2.(2025·湖北武汉检测)下列关于离子检验的说法正确的是( )
C.向溶液中先加入H2O2溶液,再滴加KSCN溶液,溶液变红,则原溶液中含Fe2+而不含Fe3+
D.向某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀不消失,则原溶液中一定有Cl-
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[答案] A
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离子检验中的常见干扰离子及排除措施
1
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设计实验检验溶液中离子的思维流程
2
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微考点2 离子的定性、定量推断
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A.原溶液中一定存在Na+,可能存在Cl-
C.原溶液中可能存在Na+,n(Cl-)≥0.01 mol
D.原溶液中一定不存在Al3+、Cl-
[答案] C
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步骤 操作 现象
Ⅰ 用pH试纸检验 溶液的pH大于7
Ⅱ 向溶液中滴加氯水,再加入CCl4,振荡,静置 CCl4层呈橙红色
Ⅲ 取Ⅱ的上层溶液,加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸 有白色沉淀产生
Ⅳ 将Ⅲ过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸 有白色沉淀产生
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A.肯定含有的离子是①④⑤
B.肯定没有的离子是②⑤⑦
C.可能含有的离子是①②⑥
D.不能确定的离子是①③⑥
[答案] A
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B.原溶液中一定存在K+,可能存在Cl-
C.是否存在K+只有通过焰色试验才能确定
D.若原溶液中不存在Cl-,则c(K+)=0.1 mol·L-1
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[析题·图文诠释]
[答案] C
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6.(2025·山东名校联盟一模)已知1 L某待测液中除含有0.2 mol·L-1 Na+外,还可能含有下列离子中的一种或几种。
现进行如下实验操作(每次实验所加试剂均过量)。
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(1)由气体B可确定待测液中含有的离子是______________。
(2)由白色沉淀D和白色沉淀E可以判断待测液中一定含有的离子是________________,据此可以排除的离子是________________。
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(3)由白色沉淀B可确定待测液中含有的离子是________。
(4)某同学读图后,认为待测液中一定不含溴离子,他判断的依据是____________________________________________________________。
(5)综合分析,待测液中K+的最小浓度为______________。
(4)向溶液B中通入氯气,溶液呈浅黄绿色(或向溶液B中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,出现白色沉淀)
(5)0.1 mol·L-1
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解答溶液中离子综合推断题的思维流程
1
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离子推断的“四原则”
2
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1.(2023·辽宁选择考)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
[答案] A
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[解析] 石灰水的主要成分为Ca(OH)2,能与碳酸钠和碳酸氢钠反应生成碳酸钙,二者均生成白色沉淀,不能达到鉴别的目的,A符合题意;Fe2+变质后会生成Fe3+,可以利用KSCN溶液检验,现象为溶液变成红色,B不符合题意;Na2SO3被氧化后会变成Na2SO4,加入盐酸酸化的BaCl2溶液后可以产生白色沉淀,可以用盐酸酸化的BaCl2溶液来检验Na2SO3是否被氧化,C不符合题意;含有醛基的物质可以与银氨溶液反应生成银单质,可以用来检验乙醇中混有的乙醛,D不符合题意。
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2.(2022·天津卷,8,3分)25 ℃时,下列各组离子中可以在水溶液中大量共存的是( )
[答案] D
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3.(2022·湖北卷,4,3分)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
[答案] C
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[易错警示] 注意C项中是“醋酸溶液”,H+可大量共存。
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A.加入ZnSO4 B.加入Fe粉
C.通入NH3 D.通入CO2
[答案] D
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5.(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
[答案] A
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1.离子共存的判断
(1)看条件——题给条件
一看题干要求,需辨别的离子组是“能大量共存”还是“不能大量共存”,是“可能”还是“一定”。
(2)看反应——所给离子之间能否发生反应
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2.警惕离子共存问题中的常见“陷阱”
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条件类型 常见表述 “陷阱”点拨
常见的
隐含
条件 与Al反应放出H2 溶液既可能显酸性也可能显碱性
由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液 溶液既可能显酸性也可能显碱性
通入足量的NH3 与NH3·H2O反应的离子不能大量存在
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条件类型 常见表述 “陷阱”点拨
常见的
隐含
条件 含有大量Fe3+的溶液 应是酸性溶液并具有氧化性
含有大量
[Al(OH)4]-、S2-的溶液 应是碱性溶液
酸性条件下,还原性离子不能大量存在
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3.无色溶液中离子检验的一般思路
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提能训练 练案[3]
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谢谢观看
MnO
Cr2O
CrO
①在强酸性溶液中,__________及弱酸根离子(如CO、SO、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在;
②在强碱性溶液中,______及弱碱阳离子(如NH、Al3+、Mg2+、
Fe3+等)均不能大量存在;
③弱酸的酸式酸根离子(如HCO、HSO、HS-等)在强酸性和强碱性溶液中均不能大量存在。
②“NO+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO等具有还原性的离子发生____________反应而不能大量共存。
③NH与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中能大量共存。
NH
离子间因发生反应生成气体而不能大量共存。常见的离子组有:_______与CO、HCO、SO等;加热条件下,OH-与_________。
SiO
SO(或CO)
离子间因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的有:_________或Fe3+与[Al(OH)4]-、HCO等。
NO
[提示] × S2O与H+发生氧化还原反应生成S和SO2而不能大量共存。
【正误辨析】
(1)Ba2+与SO、Fe3+与S2-都是因为发生复分解反应而不能大量共存。( )
[提示] × Ba2+与SO是因为发生复分解反应而不能大量共存;Fe3+与S2-是因为发生氧化还原反应而不能大量共存。
(2)S2O与H+因发生复分解反应而不能大量共存。( )
[提示] × Al3+与HCO水解相互促进,不能大量共存。Ca2+与SO可形成微溶物CaSO4,不能大量共存。
(3)加入铝粉产生氢气的溶液中可能大量存在NH、K+、NO、SO。( )
[提示] × 该溶液可以为酸性溶液或碱性溶液,在碱性溶液中NH不能大量共存,在酸性溶液中含有NO时加入铝粉不产生氢气。
判断下列(4)~(9)离子组能否大量共存。
(4)水溶液中:Al3+、Ca2+、HCO、SO。( )
(7)Na+、OH-、SO、K+。( )
(5)水溶液中:Fe2+、H+、NO、Cl-。( )
[提示] × 酸性条件下NO与Fe2+发生氧化还原反应,不能大量共存。
(6)无色溶液中:Fe3+、Cu2+、NO、Cl-。( )
(8)常温下,中性溶液:K+、Cl-、SO、Fe3+。( )
(9)使pH试纸显蓝色的溶液中:Cu2+、NO、Fe3+、SO。( )
B.0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH、NO、SO
C.0.1 mol·L-1 HCl溶液:Ba2+、K+、CH3COO-、NO
D.0.1 mol·L-1 NaOH溶液:Mg2+、Na+、SO、HCO
[解析] A项,ClO-有氧化性,能将I-氧化为I2,不能大量共存;C项,CH3COOH为弱电解质,CH3COO-与H+不能大量共存;D项,
OH-与Mg2+、HCO均不能大量共存。
归纳拓展:
A.0.1 mol·L-1氨水:Na+、K+、OH-、NO
B.c水(H+)=1×10-12 mol/L的溶液:Na+、K+、SO、SiO
C.0.1 mol·L-1酸性K2Cr2O7溶液:NH、Na+、NO、I-
D.0.1 mol·L-1 AgNO3溶液:NH、Mg2+、Br-、SO
[解析] 0.1 mol·L-1氨水中Na+、K+、OH-、NO能够大量共存,A符合题意;c水(H+)=1×10-12 mol/L的溶液说明水的电离受到抑制,可能是酸性溶液也可能是碱性溶液,在酸性溶液中H+与SiO会生成弱电解质H2SiO3而不能共存,B不符合题意;在酸性溶液中Cr2O和NO均与I-发生氧化还原反应,不能大量共存,C不符合题意;在0.1 mol·L-1 AgNO3溶液中,Ag+与Br-和SO均会发生反应生成难溶物,不能大量共存,D不符合题意。
A.1.0 mol·L-1的KNO3溶液中:H+、Fe2+、Cl-、SO
B.滴加几滴KSCN溶液显红色的溶液中:NH、Mg2+、I-、Cl-
C.加入铝粉能生成H2的溶液:加入Na+、Ca2+、H+、Cl-
D.=1.0×1012的溶液中:Na+、Mg2+、NO、HCO
[解析] 1.0 mol·L-1的KNO3溶液中含有的NO和H+、Fe2+三者之间因发生氧化还原反应而不能大量共存,A不符合题意;滴加几滴KSCN溶液,显红色的溶液中含有的Fe3+和I-因发生氧化还原反应而不能大量共存,B不符合题意;加入铝粉能生成H2的溶液可能是强酸性溶液,则Na+、Ca2+、H+、Cl-能够大量共存,也可能是强碱性溶液,则不能含有大量的H+,C符合题意;=1.0×1012的溶液中含有大量的OH-,则OH-与Mg2+、OH-与HCO不能大量共存,D不符合题意。
归纳拓展:
在酸性溶液中,隐含的条件是一些离子的氧化性增强,能氧化一些还原性离子。例如Fe2+、I-与NO,通常可以大量共存;但在酸性条件下,NO的氧化能力增强,能把这些还原性离子氧化,从而不能共存。
选项
溶液
粒子
评价
A
8%H2O2水溶液
Fe3+、Mg2+、SO、Na+
可以大量共存
B
pH=12的水溶液
NO、Na+、SO、K+
NO能将SO氧化而不能大量共存
选项
溶液
粒子
评价
C
由水电离产生的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液
Na+、
[Al(OH)4]-、
Cl-、NO
由水电离产生的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液呈碱性,所以可以大量共存
D
NaHSO4
水溶液
I-、K+、Br-、
CH3COO-
CH3COO-能与NaHSO4溶液反应,不能大量共存
选项
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
[解析] Al3+和NH3·H2O生成Al(OH)3沉淀而不是生成[Al(OH)4]-,A错误;S2O和H+反应生成单质硫、二氧化硫和水,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。
归纳拓展:
(1)相互结合成难溶物或微溶物而不能大量共存的阴、阳离子:Ba2+、Ca2+与CO、SO、SO等,Ag+与Cl-、Br-、I-、S2-、CO、SO等。
(2)与OH-不能大量共存的阳离子:NH、Mg2+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Ag+等。
(3)与H+不能大量共存的阴离子:CO、SO、S2-、F-、CH3COO-、ClO-等。
(4)与OH-和H+均不能大量共存的弱酸的酸式酸根离子:HCO、HSO、HS-、H2PO等。
氧化还原反应型
Fe3+与I-、S2-(HS-)等;NO(H+)、MnO、Cr2O、ClO-与I-、Br-、S2-(HS-)、SO(HSO)、Fe2+等。
注意:S2-和SO在酸性条件下不能共存:2S2-+SO+6H+===3S↓+3H2O。
水解相互促进型
Al3+与HCO、CO、S2-等,Fe3+与HCO、CO等。
注意:NH与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO水解相互促进,但总的水解程度仍然较小,故在溶液中能大量共存。
根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同,可把检验离子的方法归纳为三种类型:①生成气体,如NH、CO的检验;②显现特殊颜色,如Fe3+、K+的检验;③生成沉淀,如Cl-、SO的检验。其具体表现如下:
离子
试剂
现象
NH
浓NaOH溶液(加热)和湿润的红色石蕊试纸
生成无色、具有刺激性气味、能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
SO
稀硫酸、品红溶液
生成无色,具有刺激性气味、能使品红溶液褪色的气体
CO
稀盐酸、澄清石灰水
生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体
NO
稀硫酸、金属铜
溶液变蓝色,有无色的气体产生,遇空气后气体变红棕色
SO
离子
试剂
现象
Ag+
盐酸(或氯化物溶液)、稀硝酸
生成不溶于稀硝酸的白色沉淀
氨水
先生成白色沉淀,若氨水过量,沉淀逐渐溶解
PO
AgNO3溶液、稀硝酸
生成黄色沉淀,沉淀可溶于稀硝酸
SiO
稀硝酸
白色絮状沉淀
S2-
CuSO4或CuCl2溶液
黑色沉淀
AlO
稀盐酸
开始生成白色沉淀,稀盐酸过量后沉淀逐渐溶解
(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SO。( )
(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SO。( )
[提示] × SO也会与HNO3和Ba2+生成不溶于稀HNO3的BaSO4白色沉淀,故该说法错误。
(3)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,则溶液中一定存在SO。( )
[提示] × HSO与H+反应也会产生使品红溶液褪色的无色有刺激性气味的气体SO2,故该说法错误。
(6)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CO。( )
[提示] × 能够与Ca(OH)2产生白色沉淀的有CO、SO、SO等。
(8)检验某溶液中存在HSO的实验操作为取少量该溶液,滴加少量BaCl2溶液,无明显现象,再滴加过量稀硝酸,若产生白色沉淀,说明含有HSO。( )
(9)与铝粉反应放出H2的无色溶液中,NO、Al3+、Na+、SO一定能大量共存。( )
A.将某固体试样完全溶于盐酸,再滴加Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀,则该固体试样中存在SO
B.将某固体试样完全溶于盐酸,再滴加KSCN溶液,没有出现红色,则该固体试样中不存在Fe3+
C.在某固体试样加水后的溶液中,滴加NaOH溶液,没有产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,该固体试样中仍可能存在NH
D.在某固体试样加水后的上层清液中,滴加盐酸出现白色沉淀,再加NaOH溶液沉淀溶解,则该固体试样中存在SiO
[解析] 当固体中含有SO时,在酸性条件下滴加Ba(NO3)2溶液会被氧化生成SO,有相同现象,故不一定存在SO,A错误;若固体为FeCl3和Fe的混合物时,也有相同的现象,故固体试样中可能存在Fe3+,B错误;检验NH时,加NaOH溶液并加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,选项中没有加热,故不能确定是否存在铵根离子,C正确;滴加盐酸出现白色沉淀,再加NaOH溶液沉淀溶解,可能原固体中有AlO,不一定为SiO,D错误。
A.向某溶液中加入稀盐酸,将产生的无色无味气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,则原溶液中一定含有CO或HCO
B.向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生,再加稀盐酸,沉淀不消失,则原溶液中一定有SO
[解析] 能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体是CO2,所以原溶液中一定含有CO或HCO,A正确;某溶液中加入硝酸钡溶液有白色沉淀产生,再加稀盐酸,沉淀不消失,原溶液中可能含有SO,也可能含有SO等离子,B错误;H2O2具有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,向某溶液中先滴加H2O2溶液,再滴加KSCN溶液,溶液变为红色,只能证明得到的溶液中含有Fe3+,不能确定原溶液中是否含有Fe2+或Fe3+,C错误;选项给出的现象也有可能是由于存在SO或CO,检验溶液中是否含有Cl-,应加入硝酸酸化的AgNO3溶液,D错误。
归纳拓展:
待检离子
干扰离子
排除措施
Cl-
SO
加过量的Ba(NO3)2溶液
CO
加稀硝酸酸化
OH-
SO
CO
加盐酸酸化
SO
Ag+
待检离子
干扰离子
排除措施
SO
CO
加盐酸后将产生的气体通入品红溶液中,溶液褪色
CO
SO
加硝酸后将产生的无色无味气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊
3.(2025·广东佛山高三检测)某未知溶液X中可能含有Al3+、Na+、NH、Cl-、CO、SO中的若干种,取该溶液进行如下实验,若实验过程中所加试剂均过量,产生的气体全部逸出。则下列说法正确的是( )
B.原溶液中一定存在CO、SO、NH,且均为0.01 mol
[解析] 滤液中加入了烧碱溶液,通过焰色试验不能确定原溶液中是否存在Na+;加入BaCl2溶液生成沉淀Ⅰ,说明原溶液中至少含有CO、SO中的一种,沉淀Ⅰ部分溶于盐酸,所以沉淀Ⅰ一定是BaSO4、BaCO3的混合物,故原溶液中一定存在CO、SO,CO和Al3+不能大量共存,所以原溶液中一定不存在Al3+;
沉淀Ⅱ为硫酸钡,其物质的量为=0.01 mol,CO的物质的量为=0.01 mol;向所得滤液中加入烧碱溶液并加热,生成了气体,则该气体应为NH3,证明原溶液中一定含有NH,其物质的量为=0.05 mol,CO、SO所带负电荷的物质的量之和为0.01 mol×2+0.01 mol×2=0.04 mol,根据电荷守恒,原溶液中一定存在Cl-,不能确定是否存在Na+,所以n(Cl-)≥0.01 mol。
4.(2025·湖北名校联考)某无色溶液中可能含有①Na+、②Ba2+、③Cl-、④Br-、⑤SO、⑥SO、⑦Fe2+中的几种离子,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如表,下列结论正确的是( )
[解析] 根据步骤Ⅰ,该溶液呈碱性,则该溶液是强碱弱酸盐溶液,所以一定存在SO,则一定不存在Ba2+;在碱性的无色溶液中,一定不存在Fe2+;溶液呈电中性,所以溶液中的阳离子只能是Na+;步骤Ⅱ说明该溶液中一定存在Br-,氯水与Br-反应生成溴单质,溴单质在四氯化碳中的颜色是橙红色;步骤Ⅲ不能说明有SO存在,因为该溶液中一定存在SO,加入氯水后SO被氧化为SO,与Ba(NO3)2反应生成BaSO4沉淀;步骤Ⅳ不能确定Cl-的存在,因为加入的氯水中含有Cl-。因此一定存在的离子是①④⑤,一定不存在的离子是②⑦,不能确定的离子是③⑥,故A正确。
5.(2025·河北衡水检测)某100 mL溶液只可能含有K+、NH、Al3+、CO、SO、Cl-中的若干种,取该溶液进行连续实验,实验过程如图所示(所加试剂均过量,气体全部逸出)。下列说法错误的是( )
A.原溶液中一定含有CO、SO,无Al3+
[解析] 加入BaCl2溶液,生成沉淀1,则至少含有CO、SO中的一种,加入盐酸,沉淀部分溶解,则沉淀1为BaSO4和BaCO3的混合物,原溶液中一定存在CO、SO,n(SO)=n(BaSO4)==0.01 mol,n(CO)=n(BaCO3)==0.01 mol,CO和Al3+会相互进水解,不能共存,因此溶液中不含Al3+,向滤液中加入NaOH溶液,生成气体,该气体为氨气,则溶液中一定含NH,n(NH)==0.03 mol,根据电荷守恒可知,溶液中一定存在K+,可能存在Cl-。
A项,原溶液中一定含有CO、SO,无Al3+,故A正确;B项,溶液中一定存在K+,可能存在Cl-,故B正确;C项,根据电荷守恒可确定原溶液中一定存在K+,K+的存在不用通过焰色试验就能确定,故C错误;D项,根据电荷守恒,溶液中阴离子所带负电荷的物质的量为0.04 mol,阳离子所带正电荷的物质的量为0.03 mol,若原溶液中不存在Cl-,则K+的物质的量为0.01 mol,c(K+)==0.1 mol·L-1,故D正确。
阳离子
K+、NH、Mg2+、Ba2+、Fe3+
阴离子
Cl-、Br-、CO、HCO、SO
[答案] (1)NH
(2)CO、SO Mg2+、Ba2+、Fe3+
(3)HCO
[解析] 待测液与BaCl2溶液反应后,过滤得到滤液A和沉淀A,沉淀A与稀硝酸反应生成白色沉淀D和无色气体D,无色气体D与石灰水反应生成白色沉淀E,则待测液中一定含有SO和CO,结合离子共存的条件可知待测液中一定不存在Mg2+、Ba2+、Fe3+;滤液A与NaOH溶液反应生成的气体B为NH3,同时还生成了白色沉淀B,则待测液中一定含有NH、HCO;向溶液B中通入氯气,溶液呈浅黄绿色,向溶液B中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,出现白色沉淀,则待测液中一定不存在Br-;由于实验过程中加入了BaCl2溶液,因此由白色沉淀C无法确定待测液中是否含有Cl-。
(5)结合题中数据可知待测液中n(NH)=0.1 mol,n(HCO)=n(BaCO3)==0.1 mol,n(CO)=n(CaCO3)==0.1 mol,n(SO)=n(BaSO4)==0.05 mol,n(Na+)+n(NH)=0.2 mol+0.1 mol=0.3 mol,2n(CO)+2n(SO)+n(HCO)=0.4 mol,根据电荷守恒知待测液中一定含有K+。若待测液中不含Cl-,则n(K+)=0.1 mol;若待测液中含有Cl-,则n(K+)>0.1 mol,所以c(K+)≥0.1 mol·L-1。
归纳拓展:
A.H+、NH、ClO-、Cl-
B.H+、Mg2+、I-、NO
C.Na+、Al3+、HCO、SO
D.K+、Na+、SO、OH-
[解析] H+与ClO-不能大量共存,H+存在条件下,NO可氧化I-,Al3+与HCO发生相互促进的水解反应,故选D。
A.在0.1 mol·L-1氨水中:Ag+、Cu2+、NO、SO
B.在0.1 mol·L-1氯化钠溶液中:Fe3+、I-、Ba2+、HCO
C.在0.1 mol·L-1醋酸溶液中:SO、NH、Br-、H+
D.在0.1 mol·L-1硝酸银溶液中:K+、Cl-、Na+、CO
[解析] Ag+、Cu2+均可与氨水中的OH-、NH3反应,A不正确;Fe3+与I-可发生氧化还原反应,与HCO可发生相互促进的水解反应,B不正确;Ag+与Cl-、CO均可形成沉淀,D不正确。
4.(2022·重庆卷,4,3分)下列操作中,不会影响溶液中K+、Al3+、Fe3+、Ba2+、Cl-、NO等离子大量共存的是( )
[解析] 加入ZnSO4,SO与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,A不符合题意;加入Fe粉,发生反应Fe+2Fe3+===3Fe2+,B不符合题意;通入NH3,Al3+、Fe3+会与氨水反应分别生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,C不符合题意;通入CO2,不与其他离子发生反应,不影响溶液中离子的大量共存,D符合题意。
[解析] 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S2O+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与过量稀盐酸反应生成二氧化硫,Na2CO3与过量稀盐酸反应生成二氧化碳,而这些现象可以被Na2S2O3与过量稀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。
本讲要点速记:
二看附加条件,如:①溶液的颜色,若为无色溶液,则MnO、Fe3+、Cu2+、Fe2+等有色离子不能大量存在;②溶液的酸、碱性;③特定离子或分子的存在等。
条件类型
常见表述
“陷阱”点拨
常见的
限制
条件
无色
Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO等不能大量存在
常温下pH=1(或pH=13)
溶液显酸性(或碱性)
因发生氧化还原反应而不能大量共存
如Fe2+、S2-、I-、SO分别与NO(H+)、ClO-、MnO不能大量共存;Fe3+与S2-、I-等不能大量共存
透明
“透明”也可“有色”
含有大量NO的溶液
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