内容正文:
第2章 元素与物质世界
第7讲 离子共存与离子推断
(能力课)
第一部分 化学基本概念
1.掌握离子共存的分析方法。 2.了解常见离子的检验。 3.了解离子或物质的推断。
第2章 元素与物质世界
2
考点一
01
考点二
02
高考真题演练
03
课时分层作业
04
第2章 元素与物质世界
3
考点一 离子共存
1.常考离子的性质
命题角度1
命题角度2
多维训练
第2章 元素与物质世界
4
第2章 元素与物质世界
3.离子共存判断题中常见的限制条件
限制条件 分析解读
无色溶液 有色离子不能大量存在(透明溶液可能含有色离子)
使甲基橙溶液呈红色或pH=1 溶液显酸性,OH-及弱酸的酸根离子不能大量存在
遇酚酞溶液呈红色或pH=13 溶液显碱性,H+及弱碱的阳离子、弱酸的酸式酸根离子不能大量存在
与Al反应放出H2 溶液可能显酸性,也可能显强碱性
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限制条件 分析解读
由水电离出的c(H+)=1×
10-13 mol·L-1 溶液可能显酸性,也可能显碱性
通入足量的CO2(或NH3) 溶液显酸性(或碱性)
因发生氧化还原反应而不能大量共存 能发生氧化还原反应的氧化性离子和还原性离子不能大量共存
“一定”“可能”还是“不
能”大量共存 确定是“可能性”还是“肯定性”
第2章 元素与物质世界
第2章 元素与物质世界
1.下列各组离子在指定的溶液中能大量共存的有____________(填标号)。
第2章 元素与物质世界
第2章 元素与物质世界
答案:①④⑧⑨
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√
2.对下列微粒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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第2章 元素与物质世界
√
3.下列离子组能大量共存且加入(或通入)试剂发生反应的离子方程式正确的是( )
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第2章 元素与物质世界
第2章 元素与物质世界
离子共存四步分析法
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知识点二 常见离子的检验与推断
1.常见离子的一般检验
命题角度1
命题角度2
多维训练
第2章 元素与物质世界
18
第2章 元素与物质世界
离子 试剂 现象 注意
Na+、K+ Pt(Fe)丝和稀盐酸 火焰分别呈黄色、紫色 K+要透过蓝色钴玻璃观察焰色
Mg2+ NaOH溶液 产生白色沉淀 —
Al3+ NaOH溶液 产生白色沉淀,NaOH过量沉淀又溶解 NaOH溶液逐滴滴加至过量
Cu2+ NaOH溶液 产生蓝色沉淀 —
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2.两种常考阴离子的检验
第2章 元素与物质世界
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——常见离子的检验
1.(2025·聊城模拟)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( )
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选项 操作 现象 结论
C 用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色试验 火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃) 原溶液中有钾元素
D 滴加NaOH溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无NH
√
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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+
第2章 元素与物质世界
【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,若有蓝色沉淀出现,则证明有Fe2+存在,否则不存在。
答案:溶液呈红色 K3[Fe(CN)6]溶液 产生蓝色沉淀
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3.(1)结晶析出Na2S2O3·5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验,检验产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作、现象和结论:__________________________________ ________________________________________________________。
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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(答案合理即可)
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第2章 元素与物质世界
(1)溶液中离子的检验答题模板
实验操作(取少量或适量待检溶液,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……)
⇓
得出结论(如“若……说明……,若……说明……”)
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(2)固体物质的检验答题模板
①取少量待检物质,加入……试剂溶解;
②向该溶解液中加入……试剂或再加入……试剂;
③若溶液由……色变为……色或有……生成;
④则说明……结论。
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——离子或物质的推断
“四项基本原则”推导离子的思路
第2章 元素与物质世界
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√
第2章 元素与物质世界
第2章 元素与物质世界
A.d点溶液中含有的溶质只有Na2SO4和Na[Al(OH)4]
B.原溶液中含有的Fe3+和Al3+的物质的量之比为 1∶1
C.ab段发生的离子反应为Al3++3OH-===Al(OH)3↓,Mg2++2OH-=== Mg(OH)2↓
√
第2章 元素与物质世界
D [根据图中信息得到Oa段是氢离子或碳酸氢根离子和氢氧根离子反应,cd段是氢氧化铝和氢氧根离子反应,说明没有碳酸氢根离子,一定含有氢离子,再根据电荷守恒,则一定含有硫酸根离子,bc段是铵根离子和氢氧根离子反应,ab段一定有铝离子和氢氧根离子反应,可能至少有镁离子或铁离子中一种离子与氢氧根离子反应。根据前面分析,溶液中硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸根离子,bc段生成一水合氨,d点氢氧化铝刚好变为四羟基合铝酸根,因此d点溶液中含有的溶质有Na2SO4、Na[Al(OH)4]和NH3·H2O,A错误;原溶液中无法确定是否含有Fe3+,B错误;原溶液中无法确定是否含有Mg2+,C错误;根据前面分析知,原溶液中含有的阳离子必定有 H+、NH、Al3+,且Mg2+和Fe3+至少存在一种,D正确。]
第2章 元素与物质世界
高考真题演练
1.(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
√
命题角度1
命题角度2
多维训练
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A [碳酸钠和碳酸氢钠均能与Ca(OH)2反应生成碳酸钙沉淀,现象相同,无法用石灰水鉴别,A不能达到实验目的;KSCN溶液遇 Fe3+呈红色,故可以用KSCN溶液检验硫酸亚铁是否变质,B能达到实验目的;硫酸钡不溶于盐酸,亚硫酸钡可以溶于盐酸,若产生白色沉淀,则证明Na2SO3被氧化,C能达到实验目的;加热条件下乙醛与银氨溶液发生银镜反应,有银镜生成,D能达到实验目的。]
第2章 元素与物质世界
2.(2024·重庆卷)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
√
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第2章 元素与物质世界
3.(2024·全国甲卷)四瓶无色溶液NH4NO3、Na2CO3、Ba(OH)2、AlCl3,它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液,e和g为无色气体,f为白色沉淀。下列叙述正确的是( )
A.a呈弱碱性
B.f可溶于过量的b中
C.c中通入过量的e可得到无色溶液
D.b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸
√
第2章 元素与物质世界
第2章 元素与物质世界
弱酸性,A项错误;由分析可知,f为Al(OH)3,b为 Ba(OH)2溶液,Al(OH)3为两性氢氧化物,可溶于强碱,故f可溶于过量的b中,B项正确;由分析可知,c为AlCl3溶液,e为NH3,AlCl3溶液通入NH3会生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3不溶于弱碱,继续通入NH3不能得到无色溶液,C项错误;由分析可知,b为 Ba(OH)2溶液,d为Na2CO3溶液,二者反应生成BaCO3沉淀,该沉淀可溶于稀硝酸,D项错误。]
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4.(2024·浙江1月卷)在溶液中能大量共存的离子组是( )
√
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颜色
MnO(紫)、Cu2+(蓝)、Fe2+(浅绿)、Fe3+(棕黄)、Cr2O(橙)、CrO(黄)
氧化性
ClO-、MnO、NO(H+)、Fe3+、Cr2O
还原性
S2-(HS-)、SO(HSO)、I-、Br-、Cl-、Fe2+
水解显酸性
NH、Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+
水解显碱性
[Al(OH)4]-、S2-、SO、CO、SiO、ClO-、CH3COO-
酸式酸根离子
HCO、HS-、HSO、HPO、H2PO
限制条件
分析解读
加水稀释,减小
说明该溶液显酸性[稀释的是溶质,c(H+)减小,而 c(OH-)增大]
某溶液的lg =12
溶液显酸性
①=10-12的溶液中:Na+、K+、SiO、CO
②含有大量Fe2+的溶液中:K+、Fe3+、[Fe(CN)6]3-、SO
③无色溶液中:K+、SO、Cr2O、Na+
④滴入KSCN溶液显红色的溶液中:NH、Mg2+、SO、Cl-
⑤滴加甲基橙溶液显红色的溶液中:Na+、Fe2+、Cl-、NO
⑥在c(Fe3+)=1 mol·L-1的溶液中:K+、NH、SCN-、NO
⑦中性溶液中:Al3+、Fe3+、SO、ClO
⑧=1×10-13 mol·L-1的溶液中:NH、Ca2+、Cl-、NO
⑨弱碱性溶液中:Na+、K+、Cl-、SO
⑩加入铝粉生成H2的溶液中:Na+、HCO、NO、NH
⑪水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:NH、K+、S2O、Cl-
⑫含H2O2的溶液中:Fe2+、SO、NH、I-
解析:②中Fe2+与[Fe(CN)6]3-形成沉淀,③中Cr2O为橙色,⑤中酸性条件下NO氧化Fe2+,⑥中Fe3+与SCN-发生络合反应,⑦中Al3+、Fe3+水解呈酸性,⑩中HCO在强碱和强酸中均不共存,⑪中NH在强碱中不存在,S2O在强酸中不存在,⑫中H2O2氧化Fe2+、I-。
选项
微粒组
判断和分析
A
H2C2O4、MnO、H+、SO
不能大量共存,因发生反应:2MnO+5C2O+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
B
Cr2O、K+、Cl-、H+
不能大量共存,Cr2O与Cl-能发生氧化还原反应
C
NH、CO、SiO、Na+
能大量共存,钠盐、铵盐都溶于水
D
Fe3+、Fe2+、NO、K+
不能大量共存,Fe2+、NO会发生氧化还原反应
B [H2C2O4、MnO在酸性溶液中会发生氧化还原反应,不能大量共存,在离子方程式中,草酸是弱酸,不能拆开,A错误;酸性条件下,Cl-可与Cr2O发生氧化还原反应,二者不能大量共存,B正确;因为H2SiO3酸性太弱,因此NH和SiO水解相互促进,最终生成一水合氨和硅酸,因此不能大量共存,C错误;Fe3+、Fe2+、NO、K+四种离子可以大量共存,D错误。]
选项
离子组
试剂
离子方程式
A
Fe2+、Fe3+、
Cl-
足量铁氰化钾溶液
Fe2++K3[Fe(CN)6]=== KFe[Fe(CN)6]↓+2K+
B
K+、SO、Cl-
少量Cl2
3SO+Cl2+H2O===2Cl-+SO+2HSO
选项
离子组
试剂
离子方程式
C
H+、Fe2+、SO
少量Ba(NO3)2
Ba2++SO===BaSO4↓
D
C2H5CHO、
OH-、NH
足量银氨溶液
C2H5CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-C2H5COO-+NH+2Ag↓+3NH3
B [该组离子互不反应可大量共存,其中Fe2+与铁氰化钾反应生成蓝色沉淀,离子方程式为Fe2++K++[Fe(CN)6]3-=== KFe[Fe(CN)6]↓,A错误;该组离子互不反应可大量共存,通入少量氯气后反应的离子方程式为3SO+Cl2+H2O===2Cl-+SO+2HSO,B正确;该组离子互不反应可大量共存,加入少量Ba(NO3)2,Ba2+和SO结合生成沉淀,NO在酸性条件下具有强氧化性,Fe2+具有还原性,会被氧化生成Fe3+,C错误;OH-与NH不能大量共存,加入足量银氨溶液共热,离子方程式为C2H5CHO+ 2[Ag(NH3)2]++2OH-C2H5COO-+NH+2Ag↓+3NH3+H2O,D错误。]
离子
试剂
现象
注意
Cl-、Br-、I-
AgNO3溶液和稀硝酸
AgCl(白色)、
AgBr(淡黄色)、AgI(黄色)
—
SO
稀硫酸和品红溶液
产生有刺激性气味的气体,且气体能使品红溶液褪色
HSO
有干扰
离子
试剂
现象
注意
NH
浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸
产生有刺激性气味的气体,且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
加热
Fe3+
NaOH溶液
红褐色沉淀
—
KSCN溶液
溶液呈红色
—
Fe2+
K3[Fe(CN)6]溶液
蓝色沉淀
—
(1)SO的检验
说明:先加足量盐酸的目的是排除Ag+、CO、SO等的干扰,所用钡盐一般不用硝酸钡。
(2)CO的检验
说明:先加CaCl2溶液的目的是排除HCO干扰。但要注意SO干扰。
选项
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
滴加硫酸
有刺激性气味的气体产生
原溶液中有SO
C [A项加入BaCl2溶液得到白色沉淀,原溶液中可能含有SO或SO或Ag+等;B项HSO也有同样的现象;C项进行钾的焰色试验应透过蓝色钴玻璃,排除钠的干扰;D项检验NH应加入浓NaOH溶液且需要加热。]
(已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解:S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O。可供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液)
(2)已知:5SO+2IO+2H+===I2+5SO+H2O,IO+5I-+6H+===3I2+3H2O。
某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、IO中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO的实验方案:
取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在;__________________________________________ __________________________________________________________。
(实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液)
(2)①从水层取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加盐酸酸化,若溶液变蓝,则说明废水中同时含I-和IO,若溶液不变蓝,则说明废水中含I-和IO其中的一种。
②从水层取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I-。
③另从水层取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有IO;若溶液不变蓝,说明废水中不含有IO
4.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+、CO、SO。取废水样品分别进行如图所示四个实验。
下列说法正确的是 ( )
A.由实验①可知废水中肯定含有Na+、K+
B.该废水中含有CO
C.由实验③④推断废水中不含Fe2+,含Mg2+
D.该废水中一定含Al3+、SO
D [A项,焰色试验火焰为黄色只能确定废水中含有Na+,不能确定K+是否存在,错误;B项,酸性条件下CO不能共存,错误;C项,由实验③④推断废水中含有Al3+,不含Fe2+、Fe3+、Mg2+,错误;D项,根据实验②④可确定一定含Al3+、SO,正确。]
5.某溶液中可能含有H+、NH、Mg2+、Fe3+、Al3+、SO、HCO等离子。当向该溶液中加入一定物质的量浓
度的NaOH溶液时,发现生成沉淀的物质的
量随加入NaOH溶液的体积变化如图所示,
下列说法正确的是( )
D.原溶液中含有的阳离子必定有H+、NH、Al3+,且Mg2+和 Fe3+至少存在一种
A.氨水中:K+、Na+、SO、NO
B.稀硫酸中:Na+、Ba2+、NO、HCO
C.KMnO4溶液中:Fe2+、H+、Cl-、Br-
D.Na[Al(OH)4]溶液中:NH、Fe3+、Cl-、SO
A [该组离子均不与氨水发生反应,能大量共存,故A正确;Ba2+与SO反应会生成硫酸钡沉淀,HCO与氢离子反应会生成二氧化碳气体,该组离子不能在硫酸中大量共存,故B错误;KMnO4在酸性环境下具有强氧化性,能氧化Fe2+、Cl-、Br-,不能大量共存,故C错误;Na[Al(OH)4]中存在 [Al(OH)4]-,能与NH、Fe3+发生互相促进的水解反应,不能大量共存,故D错误。]
B [由题意及关系图可知,a与b反应需要加热,且产生的e为无色气体,则a和b分别为NH4NO3和Ba(OH)2中的一种,产生的气体e为NH3;又由于b和c反应生成白色沉淀f,NH4NO3不会与其他三种溶液产生沉淀,故b为Ba(OH)2,则a为NH4NO3;又由于c既能与b产生沉淀f,又能与d反应产生无色气体g,故c为AlCl3,d为Na2CO3,生成的白色沉淀f为Al(OH)3,无色气体g为CO2。综上所述,a为NH4NO3溶液,b为Ba(OH)2溶液,c为AlCl3溶液,d为Na2CO3溶液,e为NH3,f为Al(OH)3,g为CO2。由分析可知,a为NH4NO3溶液,为强酸弱碱盐的溶液,NH水解显酸性,故a显
A.H+、I-、Ba2+、NO
B.Fe3+、K+、CN-、Cl-
C.Na+、SiO、Br-、Ca2+
D.NH、SO、CH3COO-、HCO
D [H+、I-、NO会发生氧化还原反应而不能大量共存,A错误;Fe3+、CN-会生成 [Fe(CN)6]3- 而不能大量共存,B错误;SiO、Ca2+会生成CaSiO3沉淀而不能大量共存,C错误;4种离子相互之间不发生反应,能大量共存,D正确。]
$$