内容正文:
第一章
物质及其变化
第二节 离子反应
第2课时 离子反应的应用
考点 1 判断溶液中离子的共存
1.溶液中离子共存实质
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。
2.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:
①AlO与HCO不能大量共存:AlO+HCO+H2O===Al(OH)3↓+CO。
②“NO+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
③NH与CH3COO-、CO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,它们在溶液中仍能大量共存。
3.溶液中离子不能大量共存的原因(类型)
(1)发生复分解反应:
①离子之间相互结合生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存。
阴离子
不能大量共存的阳离子
OH-
Mg2+、Al3+、Ca2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+
Cl-、Br-、I-
Ag+
SO
Ba2+、Pb2+、Ag+
S2-
Cu2+、Pb2+、Ag+
CO、SO
Mg2+、Ca2+、Ba2+、Ag+
SiO
H+、Mg2+、Ca2+
AlO
H+
②离子之间相互结合生成气态物质及挥发性物质的离子不能大量共存。
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的离子不能大量共存。
离子
不能大量共存的离子
H+
CH3COO-、ClO-、F-、C2O/HC2O、NO、PO/HPO/H2PO等(生成弱酸)、OH-(生成H2O)
OH-
NH(生成NH3·H2O)、HCO、HSO、HC2O、HS-、HPO、H2PO等(生成H2O)
(2)发生氧化还原反应:具有较强氧化性离子与具有较强还原性离子,会发生氧化还原反应不能大量共存。
还原性
氧化性
S2-(HS-)
SO(HSO)
I-
Br-
Cl-
Fe2+
MnO(H+)
√
√
√
√
√
√
NO(H+)
√
√
√
—
—
√
ClO-
√
√
√
—
√
√
Fe3+
√
√
√
—
—
—
Cr2O(H+)
√
√
√
√
√
√
(3)发生络合反应型:离子间因发生络合反应而不能大量共存,中学常见的反应有:
①Fe3+与SCN-因生成Fe(SCN)3而不能大量共存。
②Ag+与NH3·H2O因生成[Ag(NH3)2]+而不能大量共存。
③Cu2+与NH3·H2O因生成[Cu(NH3)4]2+而不能大量共存。
(4)发生水解相互促进(双水解):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氢氧根离子与弱碱的阳离子水解生成的氢离子反应生成水,从而使两种离子的水解平衡互相促进而向水解方向移动,甚至完全反应。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:
①Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、AlO、SiO、ClO-;
②Fe3+与CO、HCO、AlO、SiO、ClO-。
4.判断溶液中离子共存问题的方法
(1)一是判断离子共存,还是判断不共存,注意题目要求是“一定大量共存”、“可能大量共存”还是“不能大量共存” 等要求
(2)二是看是否有隐含限制条件,如:碱性、酸性、无色等。这些问题较易忽视,故放在第一步
①在无色透明溶液中:中学常见的有色离子:MnO4—,Fe3+,Fe2+,Cu2+
②在酸性溶液中、pH=1、pH<7、紫色石蕊试液变红的溶液中
③在碱性溶液中、pH=13、pH>7、紫色石蕊试液变蓝、酚酞变红的溶液中
(3)看能否发生复分解反应。可分三步进行:
①查H+,主要看是否有弱酸根离子和酸式酸根离子等
②查OH-,主要看是否有NH、酸式酸根离子和金属离子
③查金属离子,主要看是否与酸根产生难溶性盐(包括微溶性盐)
(4)注意正确理解“透明溶液”,如:NaCl溶液、KOH溶液为无色透明溶液,CuSO4溶液、FeCl3溶液是有色透明溶液,不能认为“有色”就不透明
【进阶典例】(25-26高一上·北京·阶段检测)下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】D
【解析】A.与会发生反应生成弱电解质,不能大量共存,A不符合题意;B.与会反应生成沉淀,不能大量共存,B不符合题意;C.与会反应生成气体和,不能大量共存,C不符合题意;D.、、、之间不发生反应,无沉淀、气体、弱电解质生成,可以大量共存,D符合题意;故选D。
解题点睛
(1)常见表示可能呈酸性也可能呈碱性的溶液: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。(附:常见既与酸反应又与碱反应的离子:HCO、HS-、HSO、H2PO。)
(2)注意特定情况下的隐含因素: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NO的酸性溶液,隐含溶液具有强氧化性。③含有大量S2-、SO的溶液,隐含不是酸性溶液。④含有大量AlO的溶液,隐含是碱性溶液。
【拔高典例】(24-25高一上·云南保山·阶段检测)某河道两旁有甲、乙两厂。它们产生的工业废水中,共含有、六种离子。甲厂和乙厂的废水分别含有三种离子,其中甲厂的废水明显呈碱性,则下列说法错误的是
A.甲厂废水中含有的三种离子是
B.取少量乙厂的废水于试管中,滴加几滴溶液,试管中产生红褐色沉淀
C.如果将甲厂和乙厂的废水混合,可以使废水中的转化为沉淀
D.将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合后过滤,过滤后的废水可用来浇灌农田
【答案】A
【解析】由甲厂和乙厂的废水分别含有三种离子,其中甲厂的废水明显呈碱性可知,甲厂中含有大量离子,则甲厂废水中不可能含和,乙厂中含有和,则乙厂废水中不含,由电荷守恒可知,乙厂废水中含有,故甲厂中含有、三种离子,乙厂中含有三种离子,据此回答。A.由分析知,甲厂废水中含有的三种离子是,A符合题意;B.由分析知,乙厂的废水中含有,取少量乙厂的废水于试管中,滴加几滴氢氧化钠溶液,试管中溶液产生红褐色沉淀,B不符合题意;C.如果将甲厂和乙厂的废水混合,可以使废水中的与反应生成沉淀,能与生成沉淀,C不符合题意;D.将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合后过滤,可除去等离子,剩下的为硝酸钾溶液,可用来浇灌农田,D不符合题意;故答案选A。
【对点练1】(25-26高一下·湖北十堰·学业考试模拟)下列各组离子在水溶液中能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】C
【解析】A.和会结合生成弱电解质水,不能大量共存,A错误;B.和会结合生成硫酸钡沉淀,不能大量共存,B错误;C.、、、之间相互不发生反应,不会生成沉淀、气体或弱电解质,可以大量共存,C正确;D.和会结合生成氯化银沉淀,不能大量共存,D错误;故选C。
【对点练2】(25-26高一上·天津南开·开学考试)下列各组离子在指定的溶液中,能大量共存的一组是
A.无色溶液中:、、、
B.酸性溶液中:、、、
C.的溶液中:、、、
D.含有大量的溶液中:、、、
【答案】B
【解析】A.无色溶液要求不存在有色离子,在水溶液中呈紫色,不符合无色条件,不能大量共存,A错误;B.酸性溶液中含有大量,、、、之间互不反应,也都不与反应,对应盐均易溶于水,能大量共存,B正确;C.的溶液为碱性溶液,含有大量,与会生成微溶的,离子浓度较高时会析出沉淀,不能大量共存,C错误;D.含有大量的溶液中,与会反应生成难溶的沉淀,不能大量共存,D错误;故选B。
考点 2 离子的检验
1.离子检验三种类型
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。
2.常见阳离子的检验
(1)依据生成的沉淀检验:
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
3.常见阴离子的检验
(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
4.离子检验中的常见干扰离子及排除措施
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+
SO
CO
加盐酸后将产生的气体通入品红溶液中
CO
SO
加硝酸后将产生的无色无味气体通入澄清石灰水,变浑浊
特别提醒
(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。
【进阶典例】关于某无色溶液中所含离子的鉴别,判断正确的是
A.加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸沉淀不溶解时,可确定有Cl-存在
B.通入Cl2后,溶液变为深黄色,加入淀粉溶液后溶液变蓝,可确定有I-存在
C.加入Ba(NO3)2溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸后沉淀不溶解,可确定有SO存在
D.加入稀盐酸,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊,可确定有CO存在
【答案】B
【解析】Cl-、SO均能与Ag+形成不溶于稀盐酸的白色沉淀,A错误;通入Cl2后,溶液变为深黄色,加入淀粉溶液后溶液变蓝,则溶液中有I-存在,B正确;SO与Ba(NO3)2反应形成BaSO3沉淀,加入稀盐酸后在H+、NO的作用下可转化为BaSO4沉淀,C错误;能使澄清石灰水变浑浊的气体是CO2或SO2,原溶液中可能存在的离子是CO、HCO、SO或HSO,D错误。
【拔高典例】某澄清溶液中可能含有Cl-、I-、NO、CO、SO、Fe3+、NH、Al3+、K+、Mg2+中的两种或多种,为了检验其中的离子组成,做如下实验,根据实验操作和现象得出的结论完整且正确的是( )
实验操作和现象
结论
A
取少量该溶液,向其中加入少量BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤,向滤渣中加入稀盐酸无现象
含有SO和CO
B
向A项实验的滤液中加入少量稀硫酸和CCl4,振荡后发现下层液体呈紫红色
含有I-和NO
C
另取少量溶液,向其中加入少量稀NaOH溶液,有沉淀产生,继续滴加稀NaOH溶液至过量,沉淀逐渐增多,后又有部分溶解
含有Al3+和Mg2+,不含NH
D
用洁净铂丝蘸取C项实验后的上层清液,在酒精灯火焰上灼烧,未观察到紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)
不含K+
【答案】D
【解析】向白色沉淀中加入稀盐酸,无现象,表明沉淀不溶解也没有气体产生,则说明原澄清溶液中含有SO,不含有CO,A错误;下层液体呈紫红色,则表明有I2生成,但Fe3+与I-不共存,则原澄清溶液中含有I-和NO,不含有Fe3+,结论不完整,B错误;加入稀NaOH溶液,且未加热,继续滴加浓NaOH溶液至过量,沉淀逐渐增多,后又有部分溶解,表明溶解部分为Al(OH)3,不溶解部分为Mg(OH)2,则含有Al3+和Mg2+,不能判断是否含有NH,C错误;溶液中加入的Na+,产生的黄色火焰对K+的紫色火焰有覆盖作用,透过蓝色钴玻璃观察,未观察到紫色火焰,说明不含K+,D正确。
【对点练1】下列关于物质或离子检验的推断正确的是
A.向X溶液中滴加KSCN溶液,溶液显红色,证明X溶液中有Fe3+,无Fe2+
B.用盐酸酸化Y溶液,无现象,再加入氯化钡溶液,产生白色沉淀,则Y溶液中含有SO
C.用玻璃棒蘸取Z溶液在酒精灯上灼烧,火焰呈黄色,再透过蓝色钴玻璃观察火焰无紫色,则Z溶液中有Na+、无K+
D.用盐酸酸化W溶液,无现象,再向其中滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,则W溶液中含有Cl-
【答案】B
【解析】亚铁离子与KSCN不反应,不能鉴别,若检验亚铁离子,可用铁氰化钾溶液检验Fe2+,A错误;能与Ba2+反应生成沉淀的可能是CO、SO、SO,但先加入盐酸无明显现象,可以排除CO、SO的干扰,然后加入氯化钡,如果产生沉淀,则溶液中含SO,B正确;玻璃中含有钠离子,用玻璃棒蘸取溶液在酒精灯上灼烧,火焰呈黄色,不能证明溶液中是否含有钠离子,C错误;盐酸中也含有氯离子,故无法判断W溶液中是含有Cl-,D错误。
【对点练2】(25-26高一上·四川成都·期末)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、、 B.可能含有、一定不含
C.肯定含有、可能含有 D.肯定不含有的只有、、
【答案】A
【解析】由实验①可知,向待测溶液中加入过量Ba(OH)2溶液生成白色沉淀,说明溶液中不含Cu2+,可能含有CO、SO和Mg2+,同时,加热溶液无气体生成,说明不含NH。由实验②可知,向沉淀中加入稀盐酸,白色沉淀部分溶解,说明溶液中一定含有SO。由实验③可知,向待测溶液中加入稀盐酸立即产生气体,说明溶液中一定含有HCO,且一定不含H+。同时,由于实验③中加入稀盐酸后加入AgNO3溶液产生不溶于酸的白色沉淀,无法证明溶液中是否含有Cl-。综上,溶液中一定含有SO和HCO。根据题干信息,溶液中各离子的个数相等,且呈电中性,则溶液中一定含有Mg2+,且一定不含CO。若溶液中含有Cl-,则溶液中的阳离子为Mg2+、Na+和K+,若不含Cl-,则溶液中的阳离子为Mg2+和Na+、K+这两种离子中的一种,据此作答。A.由分析可知,溶液中一定含有HCO、SO、Mg2+,A正确;B.由分析可知,溶液中一定含有Mg2+,一定不含Cu2+,B错误;C.由分析可知,无法确定原溶液中是否含有Cl-,若含有Cl-,则溶液中一定含Na+,若不含Cl-,则溶液中不一定含Na+,C错误;D.由分析可知,溶液中一定不含Cu2+、H+、NH和CO,D错误;故答案选A。
考点 3 离子的推断
1.离子推断的依据及步骤
(1)依据:任何具有明显实验现象差异的物理性质、化学性质都可作为物质检验的依据。在物质鉴定过程中常常是根据颜色的变化、是否有气体产生、能否溶解、有无沉淀、有无吸热或放热等现象来判断;还可以根据能不能产生某个现象来判断,也可以根据产生某个现象的快慢进行判断。
(2)一般步骤:
→→→→→
(3)注意问题:①所加试剂引入的离子对后续实验的影响;
②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。
2.离子推断的“四项基本原则”
(1)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(记住几种常见的有色离子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO、CrO、Cr2O)。
(2)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(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H2、水的电离情况等)。
(3)电中性原则:溶液呈电中性,溶液中有阳离子,必有阴离子,且溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子)。
(4)进出性原则:通常是在实验过程中使用,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。
3.电荷守恒与定量型离子推断
离子定量推断试题常根据离子的物质的量(或浓度)定量推断最后一种离子的存在:如果多种离子共存,且只有一种离子的物质的量未知,可以用电荷守恒来确定最后一种离子是否存在,即阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。
特别提醒
离子推断中常见的特殊现象
(1)焰色试验呈紫色:K+,焰色试验呈黄色:Na+
(2)与碱溶液共热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体:NH4+
(3)通入足量氨气产生白色沉淀,溶液中一定不含Ag+,可能含Mg2+和Al3+
(4)加入足量盐酸产生白色沉淀,溶液中可能含Ag+和SiO32-
(5)加入足量盐酸产生浅黄色沉淀,溶液中可能含S2O32-或S2-和SO32-
(6)通入足量二氧化碳产生白色沉淀,溶液中可能含SiO32-和[Al(OH)4]-
(7)通入足量二氧化硫产生白色沉淀,沉淀可能为H2SiO3或BaSO4,溶液中可能含SiO32-或Ba2+与MnO4-(H+)、ClO-、NO3-(H+)、Fe3+等氧化性离子的混合离子
【进阶典例】根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向某溶液中加入KSCN溶液无现象,滴入KMnO4溶液变红
该溶液中一定含有Fe2+
B
向某白色粉末中滴加稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
该粉末一定是碳酸盐
C
向某无色溶液滴加盐酸酸化的溶液,产生白色沉淀
该溶液中一定含
D
用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,透过蓝色钴玻璃火焰呈紫色
该溶液中一定不含
【答案】A
【解析】向某溶液中加入KSCN溶液无现象,说明不含Fe3+,滴入KMnO4溶液变红,说明二价铁离子已经被高锰酸钾氧化成为三价铁离子,A正确;二氧化碳、二氧化硫均使石灰水变浑浊,由操作和现象可知粉末可能为碳酸盐或碳酸氢盐,或亚硫酸盐、亚硫酸氢盐等,B错误;白色沉淀也可能是氯化银,不能说明溶液中一定含有硫酸根离子,C错误;用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,透过蓝色钴玻璃火焰呈紫色,钾元素焰色实验显紫色,所以溶液中一定含K+,D错误;故选A。
解题点睛
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:
→→
【拔高典例】中国菜之魂在“味”,而食盐的合理添加立足百味之首,粗盐(主要成分为NaCl,含、、及泥沙等杂质),实验中提纯NaCl的流程如图所示,下列说法正确的是
A.操作Ⅰ中需要用到的玻璃仪器只有烧杯、漏斗
B.溶液a可以为溶液,加入溶液b的主要目的是除去和前面引入的
C.溶液a和溶液b添加的顺序可以互换
D.加入足量溶液c时发生的化学反应不止1个
【答案】D
【解析】粗盐溶解后先加过量氯化钡除硫酸根、再加过量氢氧化钠除镁离子、后加过量碳酸钠除钙离子与多余钡离子,过滤除去全部沉淀,滤液加足量盐酸除去过量氢氧根与碳酸根,经蒸发结晶、烘干得到纯净氯化钠。A.操作Ⅰ为过滤,玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,选项缺少玻璃棒,A错误;B.若用,会引入新杂质,后续无法除去,因此溶液a不能选硝酸钡,B错误;C.必须加在之后,才能除去过量,若互换顺序,过量无法除去,二者顺序不可互换,C错误;D.加足量稀盐酸(溶液c)发生两个反应:,,D正确;故答案选D。
【对点练1】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
【解析】由于含有Fe3+的溶液为黄色,该题干的条件为无色溶液,因此不能存在Fe3+;
①加入HNO3酸化的Ba(NO3)2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SO;
②加入锌粉,有气泡生成,说明溶液中含有H+,产生的是氢气,不含CO;
③加入适量Na2O,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Mg2+;根据上述可知,溶液中一定含有的离子有:SO、H+、Mg2+,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Cl-,综合可知,该无色溶液中一定有H+、SO、Mg2+和Cl-,一定不存在的离子是:Fe3+、CO、K+,据此作答。
根据上述分析可知,该无色溶液中一定没有Fe3+、K+,A错误;根据上述分析可知,由①、②可知该无色溶液中一定有H+、SO,一定没有CO,B错误;根据上述分析可知,该无色溶液中一定有H+、SO、Mg2+和Cl-,C正确;实验③加入适量Na2O,根据分析可知,溶液中存在有H+,也会与氧化钠反应,发生的反应为:Na2O+2H+=2Na++H2O,D错误;故选C。
【对点练2】(25-26高一上·河南郑州·期末)以含有少量Ca2+、Mg2+、等杂质的粗食盐水为原料,提纯并获取食盐晶体的实验流程如图。下列说法正确的是
A.“试剂X”和“试剂Y”分别为Na2CO3溶液和NaOH溶液
B.“操作2”用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗
C.“滤渣1”、“滤渣2”和“滤渣3”均不溶于盐酸
D.“试剂Z”为稀硫酸
【答案】B
【解析】A.由分析可知“试剂X”和“试剂Y”分别为NaOH溶液和Na2CO3溶液,A项错误;B.“操作2”是过滤,用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗,B项正确;C.“滤渣1”是氢氧化镁、“滤渣2”是硫酸钡,“滤渣3”是碳酸钙和碳酸钡,只有硫酸钡不溶于盐酸,C项错误;D.由分析可知“试剂Z”为稀盐酸,D项错误;
故答案选B。
1.(25-26高一下·新疆巴州·期末)下列各组离子能在水溶液中大量共存的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.与会反应生成沉淀,不能大量共存,故不选A;B.与会反应生成沉淀,不能大量共存,故不选B;C.酸性条件下具有强氧化性,会将氧化,同时与反应生成和,不能大量共存,故不选C;D.、、、之间均不发生反应,能在水溶液中大量共存,故选D。
2.(25-26高一上·江西九江·阶段检测)在无色溶液中能大量共存的离子组是
A.Na+、K+、、Cl- B.K+、Mg²⁺、、
C.H+、Na+、、Cl- D.Ba2+、Fe3+、、
【答案】B
【解析】A.含有MnO,该离子在溶液中呈紫红色,不满足“无色溶液”的条件,A错误;B.K+、Mg2+、SO、NO之间不发生反应,也没有有色离子,能在无色溶液中大量共存,B正确;C.H+与CO会发生反应:,不能大量共存,C错误;D.含有Fe3+,该离子在溶液中呈黄色,不满足“无色溶液”的条件;同时Ba2+与SO会生成BaSO4沉淀,也不能大量共存,D错误;故选B。
3.(25-26高一上·浙江杭州·期末)将足量通入下列各溶液中,所含离子还能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】B
【解析】A.足量CO2通入后,碳酸酸性强于氢氧化铝,CO2会与[Al(OH)4]-反应生成Al(OH)3沉淀,不能大量共存,A不符合题意;B.H+、NH、Al3+、SO之间不发生反应,且足量CO2通入后也不与这些离子反应,能大量共存,B符合题意;C.足量CO2通入后,碳酸酸性强于次氯酸,CO2会与ClO-反应生成弱电解质HClO,不能大量共存,C不符合题意;D.足量CO2是酸性气体,会与溶液中的OH-发生反应,不能大量共存,D不符合题意;故答案为B。
4.(2025·安徽卷)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
【答案】C
【解析】稀硝酸与铜反应生成H+、Cu2+、NO和NO,NO难溶于水,无法大量存在,A不符合题意;70%硫酸与Na2SO3反应生成SO2,溶液中应含H+、Na+、SO,但HSO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;浓盐酸与KMnO4反应生成Cl2,产物为K+、Mn2+、Cl-和H+,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;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。
5.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
【答案】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。
6.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
【答案】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。
7.(24-25高一下·四川宜宾·期末)粗盐中含有、、等杂质离子,提纯的工艺流程如下。下列说法正确的是
A.试剂a、b、c可依次为氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡
B.操作①的名称为过滤,需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯
C.操作③中加入适量稀盐酸将溶液调为微酸性
D.固体A的成分为碳酸钙、氢氧化镁、硫酸钡
【答案】C
【解析】A.碳酸钠的作用是除去粗盐中的和过量的,因此碳酸钠必须放在氯化钡之后,该选项中氯化钡放在碳酸钠之后,无法除去过量的,A错误;B.操作①为过滤,需要的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯,该选项缺少玻璃棒,B错误;C.滤液2中含有过量的氢氧化钠和碳酸钠,加入适量稀盐酸调为微酸性可将二者完全转化为氯化钠,且过量的HCl在后续蒸发结晶时会挥发,不会引入新杂质,C正确;D.过量的氯化钡会与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀,因此固体A的成分除碳酸钙、氢氧化镁、硫酸钡外,还含有碳酸钡,D错误;故选C。
8.(25-26高一上·江苏南通·阶段检测)晾晒海水获得的粗盐中含有可溶性杂质、、等。粗盐提纯的工艺流程如下,下列说法正确的是
A.“步骤Ⅰ”中试剂1为溶液,试剂2为溶液
B.“步骤Ⅰ”溶液也可以用KOH溶液
C.“步骤Ⅱ”试剂3可能是稀硫酸
D.“步骤Ⅱ”从滤液中获得精盐的方法是蒸发结晶
【答案】D
【解析】粗盐中首先加入氯化钡,除去硫酸钠杂质,然后加入NaOH,除去氯化镁,因所加试剂过量,则加入碳酸钠除去氯化钙杂质及过量的氯化钡,过滤时得到硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钡,过滤后溶液中含有过量的NaOH、碳酸钠,则加入盐酸,除去碳酸钠和NaOH,加热蒸发,去除盐酸,以此分析作答。A.若“步骤Ⅰ”中试剂1为Na2CO3溶液,试剂2为BaCl2溶液,则后加入的BaCl2溶液虽然可以除去Na2SO4,但过量的BaCl2无法被除去,会引入新的杂质。正确的顺序应将Na2CO3溶液在BaCl2溶液之后加入,以便除去过量的Ba2+,A错误;B.KOH溶液会引入钾离子,导致得到的氯化钠晶体不纯,B错误;C.用硫酸代替盐酸,则引入新的硫酸根,无法除掉,C错误;D.氯化钠随着温度变化溶解度变化不大,则获得精盐的方法是蒸发结晶,D正确;故选D。
9.(24-25高一上·安徽蚌埠·阶段检测)有5瓶白色固体试剂,分别是氯化钡、氢氧化钠、硫酸钠、无水硫酸铜、碳酸钾,现只提供蒸馏水,通过下面的实验步骤即可鉴别它们。回答下列问题:
(1)各取适量固体试剂分别加入5支试管中,加入适量蒸馏水,振荡试管,观察到的现象是__________________,被检出的物质是__________________(填化学式)。
(2)分别取未检出的溶液,往其中加入上述已检出的溶液,观察到的现象如下。
①有1支试管中无沉淀生成,被检出的物质是_________(填名称)。
②有1支试管中有白色沉淀生成,发生反应的离子方程式为__________________,被检出的物质是_________(填化学式)。
③有2支试管中有蓝色沉淀生成,发生反应的离子方程式为__________________(写一个即可)。
(3)用已鉴别出的溶液鉴别余下未检出物质的方法和观察到的现象是__________________。
【答案】(1)五种固体全部溶解,其中四种为无色溶液,只有一种是蓝色溶液
(2)硫酸钠 或
(3)分别取(2)中能够产生蓝色沉淀的两种溶液,向其中加入溶液,有白色沉淀生成的是,没有沉淀产生的是
【解析】首先,无水硫酸铜溶于水呈蓝色,其他四种物质溶于水呈无色,可先鉴别出;然后,将溶液分别加入其他四种溶液中,不反应无现象的是 ;产生白色沉淀的是;产生蓝色沉淀的是和;最后,利用已鉴别出的溶液来鉴别和溶液,与反应生成白色沉淀,与不反应。
(1)无水硫酸铜溶于水后溶液变为蓝色,而其他的4种物质在溶解后得到的都是无色溶液,所以硫酸铜可以率先被鉴别出来;观察到的现象是:5种固体全部溶解,4支试管中得到无色溶液,1支试管中得到蓝色溶液;被检出的物质是。
(2)① 硫酸钠与硫酸铜不反应,无明显现象,故无沉淀生成的是硫酸钠;
② 氯化钡可以和硫酸铜反应生成白色的硫酸钡沉淀,所以氯化钡可以被鉴别出来;反应的离子方程式为:;被检出的物质是 ;
③ 氢氧化钠和碳酸钾均能与硫酸铜反应产生蓝色沉淀,反应的离子方程式为: 或 。
(3)剩余未检出的物质为 和;碳酸钾可以和氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀,而氢氧化钠不能和氯化钡反应,所以可以利用已鉴别出的溶液进行鉴别;方法和现象为:分别取(2)中能够产生蓝色沉淀的两种溶液,往其中加入 溶液,有白色沉淀生成的是 溶液,无明显现象的是NaOH溶液。
10.(25-26高一上·甘肃定西·开学考试)某校化学兴趣小组的同学利用稀盐酸、碳酸钠、Ba(OH)2溶液三种物质探究“复分解反应发生的条件”,做了以下实验。
(1)大家一致认为在试管①中还需要加入______________溶液才能证明发生了复分解反应。
(2)试管②中观察到的现象是______,试管③中反应的化学方程式为__________________。
(3)通过三组实验,同学们得出复分解反应发生的条件是____________________________。
(4)兴趣小组的同学将试管③反应后的物质过滤,对滤液中溶质的成分进一步探究。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?
【猜想假设】
猜想一:NaOH
猜想二:Ba(OH)2、NaOH
猜想三:______。
【设计实验】验证你的猜想正确
实验操作
现象
结论
步骤一:取试管③中滤液少量于试管中,加入足量CaCl2溶液
有______产生
猜想三正确
步骤二:静置一段时间,向上层清液中滴加适量______溶液
有蓝色沉淀产生
【答案】(1)酚酞(或紫色石蕊)
(2)固体溶解,有气泡产生
(3)有沉淀或有气体或有水生成
(4) 、 白色沉淀 (或、等)
【解析】为探究“复分解反应发生的条件”,进行①稀盐酸与Ba(OH)2溶液;②稀盐酸与碳酸钠、③Ba(OH)2与碳酸钠溶液三组实验,据此分析;
(1)稀盐酸和反应无明显现象,需要加入酸碱指示剂证明反应发生:原溶液呈碱性,加入酚酞后变红,反应完成后碱性消失,红色褪去,即可证明反应发生;
(2)稀盐酸和碳酸钠粉末反应生成二氧化碳气体,因此观察到固体溶解、有气泡产生;试管③中氢氧化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠,化学方程式;
(3)三组实验分别对应生成水、气体、沉淀,因此得到复分解反应的发生条件:生成物中有沉淀、气体或水(弱电解质)生成;
(4)试管③中一定生成反应产物NaOH,根据反应物过量情况猜想:恰好完全反应溶质只有NaOH,过量溶质为和NaOH,过量溶质为NaOH和,因此猜想三为NaOH、。 验证猜想三时,和反应生成碳酸钙白色沉淀,证明有;蓝色沉淀是氢氧化铜,因此向上层清液加入可溶性铜盐如:(或、等),符合现象就能证明猜想三正确。
11.(24-25高一上·新疆阿克苏·阶段检测)有一包粉末,可能由、、、、中的一种或几种组成。现做如下实验:
①取少量粉末,加水溶解得无色透明溶液;
②取①所得溶液少许加入氢氧化钠溶液,看不到明显现象;
③另取少量粉末滴加稀盐酸,也看不到明显现象。
试回答:
(1)由以上实验可知,原粉末中一定没有________________(填化学式,下同)。
(2)根据上述实验,可得原粉末中可能有的物质是____________________。
(3)为进一步探究原粉末中的成分,按下图进行实验:(提示:在、、中选择两种作为A、B试剂,且A、B的阳离子不同)
由此可推出:粉末成分为_______________,试剂A为______________,试剂B为__________;生成白色沉淀的离子方程式为__________________________。
【答案】(1)、、 (2)、
(3) 或 或 或
或
【解析】粉末加水溶解得到无色溶液,所以样品中一定不含氯化铁,加入氢氧化钠溶液后没有明显现象,所以样品中一定不含氯化镁,加入稀盐酸后没有明显现象,所以样品中一定不含碳酸钠,据此分析;
(1)实验①得到无色透明溶液,溶液为黄色,故一定不含;实验②加入无明显现象,会与反应生成白色沉淀,故一定不含;实验③滴加稀盐酸无明显现象,会与反应生成气体,故一定不含;
(2)根据分析,可得原粉末中可能有的物质是NaCl、Na2SO4;
(3)为避免引入干扰的检验,含的试剂只能选,结合“A、B阳离子不同”的要求,试剂只能是和:若A为,加稀硝酸生成白色沉淀说明含,即存在;滤液加无现象说明不含,即不存在;若A为,加稀硝酸生成白色沉淀说明含,即存在;滤液加无现象说明不含,即不存在;粉末成分为Na2SO4,试剂A是Ba(NO3)2,试剂B是AgNO3,生成白色沉淀的反应是硝酸钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和硝酸钠,离子方程式为:;或粉末成分为NaCl、试剂A是AgNO3,试剂B是Ba(NO3)2,生成白色沉淀的离子方程式为:。
1.(25-26高一上·天津南开·开学考试)下列各组离子在指定的溶液中,能大量共存的一组是
A.无色溶液中:、、、
B.酸性溶液中:、、、
C.的溶液中:、、、
D.含有大量的溶液中:、、、
【答案】B
【解析】A.无色溶液要求不存在有色离子,MnO在水溶液中呈紫色,不符合无色条件,不能大量共存,A错误;B.酸性溶液中含有大量H+,Mg2+、Na+、SO、Cl-之间互不反应,也都不与H+反应,对应盐均易溶于水,能大量共存,B正确;C.pH=11的溶液为碱性溶液,含有大量OH-,Ca2+与OH-会生成微溶的Ca(OH)2,离子浓度较高时会析出沉淀,不能大量共存,C错误;D.含有大量Ba2+的溶液中,Ba2+与SO会反应生成难溶的BaSO4沉淀,不能大量共存,D错误;故选B。
2.(25-26高一上·山西忻州·期末)下列离子在指定环境中一定能大量共存的是
A.澄清透明溶液中:、、、
B.某无色溶液中:、、、
C.使紫色石蕊溶液呈红色的溶液中:、、、
D.碱性溶液中:、、、
【答案】A
【解析】A.K+、Cu2+、SO、NO相互间不反应,故能大量共存,A符合题意;B.Fe3+为棕黄色离子,不符合“无色溶液”的要求,B不符合题意;C.使紫色石蕊呈红色的溶液为酸性环境,CO会与H+反应生成CO2气体和水,故不能大量共存,C不符合题意;D.碱性溶液含OH-,NH会与OH-反应生成NH3气体,Mg2+会与OH-生成Mg(OH)2沉淀,故不能大量共存,D不符合题意;故选A。
3.(24-25高一上·陕西榆林·阶段检测)下列各组离子一定能大量共存的是
A.含有大量Ba2+的水溶液中:、、、
B.无色澄清溶液中:、、、
C.滴加紫色石蕊试液变红的溶液中:、、、
D.含大量OH-的溶液中:、、、
【答案】C
【解析】A.Ba2+会与SO、CO反应生成BaSO4、BaCO3沉淀,不能大量共存,A错误;B.MnO为紫红色离子,不能存在于无色澄清溶液中,B错误;C.滴加紫色石蕊试液变红的溶液为酸性溶液,含大量H+,SO、Cl-、K+、Na+之间不发生反应,也不与H+反应,可大量共存,C正确;D.OH-会与Mg2+反应生成Mg(OH)2沉淀,与Ca2+结合会生成微溶的Ca(OH)2,不能大量共存,D错误;故答案选C。
4.(25-26高一上·广西南宁·期末)有一瓶无色溶液,可能含有以下几种离子:、、、、、,已知各离子的物质的量浓度均为0.1 mol/L,分别取等量的三份溶液,进行如下实验:
(1)第一份进行焰色试验,火焰呈黄色;
(2)第二份加入稀盐酸,产生无色无味气体;
(3)第三份加入酸化的溶液有白色沉淀产生。
以下推测正确的是
A.只存在、、
B.须通过焰色试验确定是否存在
C.一定不存在、
D.一定存在、、、、
【答案】D
【解析】样品焰色呈黄色说明含有Na+;加入稀盐酸,产生无色无味气体,说明含有CO,不含Ca2+;加入HNO3酸化的AgNO3溶液有白色沉淀产生,说明含有Cl-;已知溶液中各离子的物质的量浓度均为0.1 mol/L,根据电荷守恒,溶液中一定含有K+、NH,据此分析解答。A.由上述分析可知,溶液中除存在 Na+、Cl-、CO外,还含有K+、NH,A错误;B.由上述分析可知,该溶液中一定存在K+,B错误;C.加入稀盐酸,产生无色无味气体,说明含有CO,根据互斥原则,溶液中不含Ca2+;根据电荷守恒,必须存在NH 以平衡电荷,故 NH一定存在,C错误;D.由上述分析可知,溶液中一定存在Na+、K+、NH、Cl-、CO,D正确;故答案选D。
5.(25-26高一下·江苏南京·期末)实验室按下列流程提纯粗盐(含、和等杂质离子),下列说法不正确的是
A.实验过程中加适当过量溶液,目的是使尽可能去除完全
B.过滤操作使用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
C.加入稀盐酸后发生的反应为、
D.“一系列操作”是指蒸发至晶膜形成后,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥
【答案】D
【解析】实验室按下列流程提纯粗盐(含、和等杂质离子),加入为了除去,滤渣为,再向滤液中加入和,可除去、和过量的,得到的滤渣为、和;A.加入适当过量的溶液,可使充分反应生成沉淀,尽可能去除完全,A正确;B.过滤操作中,玻璃仪器包括烧杯、漏斗、玻璃棒,分别起到承接滤液、过滤、引流的作用,B正确;C.加入稀盐酸的目的是除去过量的和,对应的离子反应为、,C正确;D.的溶解度受温度影响较小,获得精盐的“一系列操作”为蒸发结晶,即蒸发至大量晶体析出后用余热蒸干,而非冷却结晶,D错误;故选D。
6.(25-26高一上·浙江杭州·期末)某混合固体A可能由、、、、、组成,取固体A完成如下实验(所加试剂均过量)。下列说法不正确的是
A.无色气体可能为和的混合物
B.固体A中一定有、、、、,可能有
C.溶液B中可能含有、、和
D.无色气体B遇到空气一定会变为红棕色,并可将气体B通入足量澄清石灰水来检验固体A是否含有
【答案】C
【解析】固体A加盐酸有气体生成,可能是固体A中含有Na2CO3加盐酸生成CO2,也可能是A中含Fe(NO3)3,在酸性条件NO下与Cu反应生成的NO;溶液B加NaOH先沉淀后部分溶解,所以溶液B中含AlCl3,所以原固体中含有AlCl3;不溶解的为Cu(OH)2和Fe(OH)2,溶液B加BaCl2有沉淀D(BaSO4),所以原固体中含(NH4)2SO4;固体B加NaOH部分溶解,则固体B中含有SiO2,还有不溶于NaOH的固体,则固体B中含有Cu;综上所述原固体中一定含有Fe(NO3)3、AlCl3、(NH4)2SO4、Cu、SiO2,可能含有Na2CO3。A.原固体含Fe(NO3)3,加盐酸与Cu反应生成的NO,如果原固体含Na2CO3,加盐酸会生成CO2,因此气体可能是NO和CO2的混合物,A正确;B.根据分析可知,原固体一定含有Fe(NO3)3、AlCl3、(NH4)2SO4、Cu、SiO2,可能含有Na2CO3,B正确;C.盐酸过量,Al3+留在溶液B中;酸性条件下NO、Fe3+均可氧化铜生成Cu2+,Fe3+被还原为Fe2+,由于固体B中有Cu,则Fe(NO3)3少量,溶液中不会有Fe3+,C错误;D.气体B中一定含NO,遇到空气会被氧化为红棕色NO2,检验Na2CO3时,由于澄清的石灰水过量,气体中若有二氧化碳,石灰水变浑浊,因此该方法能检验Na2CO3,D正确;故答案为:C。
7.(25-26高一上·天津南开·开学考试)离子反应是中学化学中重要的反应类型,回答下列问题:
I.有下列物质:①氢氧化钠固体;②铝丝;③稀硫酸;④饱和食盐水;⑤氯化氢;⑥;⑦酒精;⑧熔融的KCl;⑨;⑩石墨
(1)属于强电解质的是________。
(2)既不是电解质又不是非电解质的是________。
II.某小组向溶液中匀速滴加稀硫酸,测得溶液导电能力的变化如图所示,回答下列问题:
(3)的电离方程式是________________________。
(4)关于图像的说法正确的是________(填字母)。
A.AB段溶液的导电能力不断减弱,说明生成的不是电解质
B.B处溶液的导电能力约为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子
C.BC段溶液的导电能力不断增大,主要是由于过量的电离出的离子导电
D.a时刻溶液与稀硫酸恰好完全中和
III.某无色透明溶液中含有下列离子中的某些离子:、、、、、、和,取该溶液进行如下实验:
I.取少量溶液滴入紫色石蕊溶液,溶液呈蓝色。
II.取少许溶液滴入溶液,无白色沉淀产生。
III.另取少许溶液先滴加硝酸再加溶液,产生白色沉淀。
IV.再取少许原溶液滴入少量溶液,有白色沉淀产生
(5)根据以上现象判断,肯定存在的离子是________________;可能存在的离子是________________。
【答案】(1)①⑤⑥⑧ (2)②③④⑩ (3)
(4)BD (5)
【解析】(1)强电解质是在水溶液中完全电离的化合物类电解质,①氢氧化钠是强碱、⑤氯化氢是强酸、⑥是可溶性盐、⑧熔融氯化钾是盐,均属于强电解质;单质、混合物既不是电解质也不是非电解质,⑦酒精、⑨属于非电解质。
(2)电解质和非电解质的研究范畴为化合物,②铝丝、⑩石墨是单质,③稀硫酸、④饱和食盐水是混合物,均既不属于电解质也不属于非电解质。
(3)是强电解质,在水溶液中完全电离出钡离子和氢氧根,电离方程式为。
(4)A.溶液导电能力和自由移动离子浓度呈正相关,本身是强电解质,AB段导电能力减弱是因为反应生成的难溶于水,无法在水中自由移动,A错误;B.B点导电能力接近0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子,B正确;C.BC段是稀硫酸过量,电离出的离子使导电能力升高,C错误;D.a时刻对应B点,此时和稀硫酸恰好完全中和,离子浓度最低,D正确;故选BD。
(5)无色溶液首先排除黄色的;
实验I溶液使石蕊变蓝,说明含;与反应生成沉淀,因此排除;
实验II加无白色沉淀,说明不含、;
实验III加硝酸酸化的产生白色沉淀,说明含;
实验IV加产生白色沉淀,说明含;
现有离子已满足电荷守恒,不影响上述实验现象,故为可能存在的离子;
综上,肯定存在、、;可能存在。
8.(24-25高一上·四川达州·阶段检测)Ⅰ.对一份稀溶液作初步分析后发现,溶液无色、澄清,其可能含有OH-、Mg2+、Na+、、、、Cl-离子中的若干种。然后又作了如下分析,以确定这些离子是否大量存在。
①用紫色石蕊试液检验,结果溶液变蓝色。
②取2mL溶液用BaCl2溶液进行检验,生成白色沉淀,再继续加足量稀硝酸,沉淀部分溶解。
③对②中所得的混合物充分静置后,取其上层澄清的液体用AgNO3溶液和稀硝酸进行检验,结果又生成白色沉淀。请回答下列问题:
(1)溶液中一定存在的离子是___________,可能存在的离子是___________。(填离子符号)
(2)步骤②中加硝酸时发生的离子方程式有___________。
(3))如果要继续确定可能的离子,可以选用的操作步骤为___________。
Ⅱ.已知A和B两支试管的溶液中共含有K+、Ag+、Mg2+、Cl-、OH-、NO六种离子,向试管A的溶液中滴入酚酞溶液呈粉红色。请回答下列问题:
(4)试管A的溶液中所含上述离子共有___________种。
(5)若向某试管中滴入稀盐酸产生沉淀,则该试管为___________(填“A”或“B”)。
(6)若将试管A和试管B中的溶液按一定体积比混合过滤后,蒸干滤液可得到一种纯净物,则混合过程中发生反应的离子方程式为___________。
【答案】(1)OH-、、、Na+ Cl-
(2)BaCO3+2H+=Ba2++H2O+CO2↑,H++OH-=H2O
(3)另取原溶液少量,用AgNO3溶液和稀硝酸进行检验
(4)3 (5)B (6)Ag++Cl-=AgCl↓、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
【解析】Ⅰ.①用石蕊试液检测该溶液,溶液显蓝色,说明溶液呈碱性,存在OH-,、Mg2+与OH-离子反应,不能大量共存,则一定不含有、Mg2+,一定存在Na+;
②加入足量氯化钡和稀硝酸溶液,生成白色沉淀,再继续加足量稀硝酸,沉淀部分溶解,该沉淀为BaSO4、BaCO3,说明溶液中含有、离子;
③取②中的上层清液,此时引入氯离子,加入硝酸银溶液,结果又生成了不溶于稀硝酸的白色沉淀,不能说明溶液中含有Cl-离子;
Ⅱ.向试管A的溶液中滴入酚酞试液呈粉红色,说明溶液显碱性,一定含有OH-,根据离子共存原理,A中一定没有Ag+、Mg2+,则A中含有的阳离子只能是K+;试管B中一定含有Ag+、Mg2+,则一定没有Cl-,B中含有的阴离子一定是NO,据此分析;
(1)由分析知,溶液中一定存在的离子是OH-、、、Na+;可能存在的离子是Cl-;
(2)步骤②中加硝酸时,原溶液呈碱性,发生中和反应,和碳酸钡发生复分解反应,发生的离子方程式有BaCO3+2H+=Ba2++H2O+CO2↑,H++OH-=H2O;
(3)另取原溶液少量,先加入足量溶液除去、,静置后取上层清液,加入稀硝酸和溶液,观察是否产生白色沉淀;
(4)根据以上分析,试管A中含有K+、OH-、Cl-,共有3种;
(5)若向某试管中滴入稀盐酸产生沉淀,则该试管中含有Ag+,为试管B;
(6)若将试管A和试管B中的溶液按一定体积比混合过滤后,蒸干滤液可得到一种纯净物,则Ag+与Cl-恰好完全反应,Mg2+和OH-恰好完全反应,混合过程中发生反应的离子方程式为:Ag++Cl-=AgCl↓、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓。
9.(25-26高一下·上海·阶段检测)在浓度为的某澄清溶液中,还可能含有下表中的若干种离子:
正离子
、、、
负离子
、、、
已知:是难溶性弱酸,受热分解形成。现取该溶液进行如下实验:
序号
实验内容
实验结果
I
向该溶液中加入足量稀盐酸
产生白色沉淀并放出气体
Ⅱ
将I的反应混合液过滤,对沉淀洗涤、灼烧至恒重,称量所得固体质量
固体质量为
Ⅲ
向Ⅱ的滤液中滴加溶液
无明显现象
注:产生气体为在标准状况下测定,不考虑气体在水中的溶解。
(1)实验I能确定一定不存在的离子是_________________________。
(2)通过实验I、Ⅱ、Ⅲ和必要计算,填写下表中负离子的浓度(能计算出的,填写计算结果,一定不存在的离子填“0”,不能确定是否存在的离子填“?”)。
负离子
浓度
__________
__________
__________
__________
(3)判断__________(A.存在 B.不存在);若存在求其最小浓度,若不存在说明理由__________。
(4)检验可能存在的离子需要依次用到的试剂_______。(双选)
A.稀盐酸 B.稀硝酸 C.硝酸钡 D.硝酸银
(5)有酚酞的溶液显红色,在该溶液中分别滴加溶液后有下列现象。
序号
装置
溶液
现象
I
盐酸
溶液红色褪去,灯泡亮度没有明显变化
Ⅱ
Na2SO4
溶液红色不变,有白色沉淀生成,灯泡亮度没有明显变化
Ⅲ
H2SO4
溶液红色褪去,有白色沉淀生成,灯泡逐渐变暗
①实验Ⅱ中溶液红色不变,且灯泡亮度没有明显变化,其原因是溶液中依然存在有大量的___________。
②实验Ⅲ中溶液红色褪去,有白色沉淀生成,灯泡逐渐变暗,说明发生的离子反应是______________。
③将实验Ⅱ中溶液换成溶液,请你预测其可能的实验现象______________。
【答案】(1)
(2)0.4mol/L 0.25 0.4 0
(3)A 0.8
(4)BD
(5)、 溶液红色褪去,有蓝色沉淀生成,灯泡逐渐变暗
【解析】(1)实验I中向溶液中加入足量盐酸,能产生白色沉淀并放出0.56 L气体,根据信息可知酸性条件下产生的白色沉淀为,产生的气体的物质的量为,该气体为,说明原溶液中含有,根据离子共存可知一定不存在的离子是,因为这三种离子与能产生沉淀。
(2)根据(1)中得到的气体物质的量为0.025 mol,可知溶液中的浓度为;
将I的反应混合液过滤,对沉淀()洗涤、灼烧至恒重得到,称量所得固体质量为2.4 g,根据Si元素守恒可得的物质的量等于的物质的量=,的浓度为。向II的滤液中滴加溶液,无明显现象说明不含。故答案依次为0.4mol/L、0.25、0.4、0。
(3)根据电荷守恒,阳离子、阴离子总电荷数为。故至少含有的的浓度为1.3-0.5=0.8。
(4)根据上述分析,可能存在的离子是,应该先用硝酸酸化,再用硝酸银。若产生白色沉淀说明含有。故选BD。
(5)①实验Ⅱ中溶液红色不变说明浓度不变,则滴入的提供与形成沉淀,与没有参与反应故灯泡亮度没有明显变化,溶液中依然存在有大量的与。
②实验Ⅲ中溶液红色褪去说明浓度减小,有白色沉淀生成为,灯泡逐渐变暗,说明发生的离子反应是。
③将实验Ⅱ中溶液换成溶液,发生的离子反应是。溶液中自由移动的离子数目减小故导电能力不断减弱,恰好完全反应时导电能力接近于0,故预测其可能的实验现象溶液红色褪去,有蓝色沉淀生成,灯泡逐渐变暗。
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第一章
物质及其变化
第二节 离子反应
第2课时 离子反应的应用
考点 1 判断溶液中离子的共存
1.溶液中离子共存实质
几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间__________________________;若离子之间能发生反应,则______大量共存。
2.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
_______色
浅绿色
______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-、___________(如CO、SO、S2-、CH3COO-等)、弱酸的_______
_____________(如HS-、HCO、HSO等)
强碱性
H+、______________(如NH、Al3+、Fe3+等)、弱酸的__________________(如HS-、HCO、HSO等)
氧化性
S2-(HS-)、SO(HSO)、I-、Fe2+等______性离子
还原性
ClO-、MnO、NO(H+)、Fe3+、Cr2O等______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______性。
②含有大量ClO-或NO的酸性溶液,隐含溶液具有强______性。
③含有大量Fe2+的溶液,隐含溶液具有强______性。
④含有大量S2-、SO、[Al(OH)4]-的溶液,隐含溶液呈_____性。
(4)特殊情况:
①AlO与HCO_____大量共存:AlO+HCO+H2O===Al(OH)3↓+CO。
②“NO+H+”组合具有___________性,能与S2-、Fe2+、I-、SO等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
③NH与CH3COO-、CO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,它们在溶液中仍_____大量共存。
3.溶液中离子不能大量共存的原因(类型)
(1)发生复分解反应:
①离子之间相互结合生成__________或_________的离子不能大量共存。
阴离子
不能大量共存的阳离子
OH-
Mg2+、Al3+、Ca2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+
Cl-、Br-、I-
Ag+
SO
Ba2+、Pb2+、Ag+
S2-
Cu2+、Pb2+、Ag+
CO、SO
Mg2+、Ca2+、Ba2+、Ag+
SiO
H+、Mg2+、Ca2+
AlO
H+
②离子之间相互结合生成_____________及____________的离子不能大量共存。
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_______________的离子不能大量共存。
离子
不能大量共存的离子
H+
CH3COO-、ClO-、F-、C2O/HC2O、NO、PO/HPO/H2PO等(生成弱酸)、OH-(生成H2O)
OH-
NH(生成NH3·H2O)、HCO、HSO、HC2O、HS-、HPO、H2PO等(生成H2O)
(2)发生氧化还原反应:具有较强氧化性离子与具有较强____性离子,会发生氧化还原反应不能大量共存。
还原性
氧化性
S2-(HS-)
SO(HSO)
I-
Br-
Cl-
Fe2+
MnO(H+)
√
√
√
√
√
√
NO(H+)
√
√
√
—
—
√
ClO-
√
√
√
—
√
√
Fe3+
√
√
√
—
—
—
Cr2O(H+)
√
√
√
√
√
√
(3)发生络合反应型:离子间因发生络合反应而不能大量共存,中学常见的反应有:
①Fe3+与SCN-因生成____________而不能大量共存。
②Ag+与NH3·H2O因生成______________而不能大量共存。
③Cu2+与NH3·H2O因生成______________而不能大量共存。
(4)发生水解相互促进(双水解):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氢氧根离子与弱碱的阳离子水解生成的氢离子反应生成水,从而使两种离子的水解平衡互相促进而向水解方向移动,甚至________反应。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:
①Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、AlO、SiO、ClO-;
②Fe3+与CO、HCO、AlO、SiO、ClO-。
4.判断溶液中离子共存问题的方法
(1)一是判断离子共存,还是判断不共存,注意题目要求是“一定大量共存”、“可能大量共存”还是“不能大量共存” 等要求
(2)二是看是否有隐含限制条件,如:碱性、酸性、无色等。这些问题较易忽视,故放在第一步
①在无色透明溶液中:中学常见的有色离子:MnO4—,Fe3+,Fe2+,Cu2+
②在酸性溶液中、pH=1、pH<7、紫色石蕊试液变红的溶液中
③在碱性溶液中、pH=13、pH>7、紫色石蕊试液变蓝、酚酞变红的溶液中
(3)看能否发生复分解反应。可分三步进行:
①查H+,主要看是否有弱酸根离子和酸式酸根离子等
②查OH-,主要看是否有NH、酸式酸根离子和金属离子
③查金属离子,主要看是否与酸根产生难溶性盐(包括微溶性盐)
(4)注意正确理解“透明溶液”,如:NaCl溶液、KOH溶液为无色透明溶液,CuSO4溶液、FeCl3溶液是有色透明溶液,不能认为“有色”就不透明
【进阶典例】(25-26高一上·北京·阶段检测)下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
解题点睛
(1)常见表示可能呈酸性也可能呈碱性的溶液: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。(附:常见既与酸反应又与碱反应的离子:HCO、HS-、HSO、H2PO。)
(2)注意特定情况下的隐含因素: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NO的酸性溶液,隐含溶液具有强氧化性。③含有大量S2-、SO的溶液,隐含不是酸性溶液。④含有大量AlO的溶液,隐含是碱性溶液。
【拔高典例】(24-25高一上·云南保山·阶段检测)某河道两旁有甲、乙两厂。它们产生的工业废水中,共含有、六种离子。甲厂和乙厂的废水分别含有三种离子,其中甲厂的废水明显呈碱性,则下列说法错误的是
A.甲厂废水中含有的三种离子是
B.取少量乙厂的废水于试管中,滴加几滴溶液,试管中产生红褐色沉淀
C.如果将甲厂和乙厂的废水混合,可以使废水中的转化为沉淀
D.将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合后过滤,过滤后的废水可用来浇灌农田
【对点练1】(25-26高一下·湖北十堰·学业考试模拟)下列各组离子在水溶液中能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【对点练2】(25-26高一上·天津南开·开学考试)下列各组离子在指定的溶液中,能大量共存的一组是
A.无色溶液中:、、、
B.酸性溶液中:、、、
C.的溶液中:、、、
D.含有大量的溶液中:、、、
考点 2 离子的检验
1.离子检验三种类型
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________颜色。
2.常见阳离子的检验
(1)依据生成的沉淀检验:
阳离子
所需试剂
实验现象(依据)
Al3+
NaOH溶液
开始产生______沉淀,NaOH溶液过量时沉淀______
Fe3+
NaOH溶液
产生___________沉淀
Fe2+
NaOH溶液
开始产生_____沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成________
K3[Fe(CN)6]溶液
产生______沉淀
Cu2+,
氨水
开始产生____沉淀,氨水过量时沉淀溶解,得到_______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______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_______
K+
焰色试验
火焰呈______(透过蓝色钴玻璃观察)
Fe3+
KSCN溶液
溶液呈_______
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____
3.常见阴离子的检验
(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______沉淀(AgCl)
Br-
生成______沉淀(AgBr)
I-
生成______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____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_____,产生无色_____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______________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、__________气味的气体,能使品红溶液_______
HSO
4.离子检验中的常见干扰离子及排除措施
待检离子
干扰离子
排除措施
Cl-
SO
加过量的__________溶液
CO
加__________酸化
OH-
SO
CO
加________酸化
SO
Ag+
SO
CO
加盐酸后将产生的气体通入______溶液中
CO
SO
加_______后将产生的无色无味气体通入澄清石灰水,变浑浊
特别提醒
(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。
【进阶典例】关于某无色溶液中所含离子的鉴别,判断正确的是
A.加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸沉淀不溶解时,可确定有Cl-存在
B.通入Cl2后,溶液变为深黄色,加入淀粉溶液后溶液变蓝,可确定有I-存在
C.加入Ba(NO3)2溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸后沉淀不溶解,可确定有SO存在
D.加入稀盐酸,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊,可确定有CO存在
【拔高典例】某澄清溶液中可能含有Cl-、I-、NO、CO、SO、Fe3+、NH、Al3+、K+、Mg2+中的两种或多种,为了检验其中的离子组成,做如下实验,根据实验操作和现象得出的结论完整且正确的是( )
实验操作和现象
结论
A
取少量该溶液,向其中加入少量BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤,向滤渣中加入稀盐酸无现象
含有SO和CO
B
向A项实验的滤液中加入少量稀硫酸和CCl4,振荡后发现下层液体呈紫红色
含有I-和NO
C
另取少量溶液,向其中加入少量稀NaOH溶液,有沉淀产生,继续滴加稀NaOH溶液至过量,沉淀逐渐增多,后又有部分溶解
含有Al3+和Mg2+,不含NH
D
用洁净铂丝蘸取C项实验后的上层清液,在酒精灯火焰上灼烧,未观察到紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)
不含K+
【对点练1】下列关于物质或离子检验的推断正确的是
A.向X溶液中滴加KSCN溶液,溶液显红色,证明X溶液中有Fe3+,无Fe2+
B.用盐酸酸化Y溶液,无现象,再加入氯化钡溶液,产生白色沉淀,则Y溶液中含有SO
C.用玻璃棒蘸取Z溶液在酒精灯上灼烧,火焰呈黄色,再透过蓝色钴玻璃观察火焰无紫色,则Z溶液中有Na+、无K+
D.用盐酸酸化W溶液,无现象,再向其中滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,则W溶液中含有Cl-
【对点练2】(25-26高一上·四川成都·期末)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、、 B.可能含有、一定不含
C.肯定含有、可能含有 D.肯定不含有的只有、、
考点 3 离子的推断
1.离子推断的依据及步骤
(1)依据:任何具有明显实验现象差异的物理性质、化学性质都可作为物质检验的依据。在物质鉴定过程中常常是根据颜色的变化、是否有气体产生、能否溶解、有无沉淀、有无吸热或放热等现象来判断;还可以根据能不能产生某个现象来判断,也可以根据产生某个现象的快慢进行判断。
(2)一般步骤:
→→→→→
(3)注意问题:①所加试剂引入的离子对后续实验的影响;
②用电荷守恒判断溶液中还可能含有的离子时要将定性与_______的方法相结合。
2.离子推断的“四项基本原则”
(1)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(记住几种常见的有色离子:
__________________________________________________________________。
(2)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,______一些离子的存在(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H2、水的电离情况等)。
(3)电中性原则:溶液呈电中性,溶液中有阳离子,必有阴离子,且溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数_________(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子)。
(4)进出性原则:通常是在实验过程中使用,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。
3.电荷守恒与定量型离子推断
离子定量推断试题常根据离子的物质的量(或浓度)定量推断最后一种离子的存在:如果多种离子共存,且只有一种离子的物质的量未知,可以用______________来确定最后一种离子是否存在,即阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。
特别提醒
离子推断中常见的特殊现象
(1)焰色试验呈紫色:K+,焰色试验呈黄色:Na+
(2)与碱溶液共热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体:NH4+
(3)通入足量氨气产生白色沉淀,溶液中一定不含Ag+,可能含Mg2+和Al3+
(4)加入足量盐酸产生白色沉淀,溶液中可能含Ag+和SiO32-
(5)加入足量盐酸产生浅黄色沉淀,溶液中可能含S2O32-或S2-和SO32-
(6)通入足量二氧化碳产生白色沉淀,溶液中可能含SiO32-和[Al(OH)4]-
(7)通入足量二氧化硫产生白色沉淀,沉淀可能为H2SiO3或BaSO4,溶液中可能含SiO32-或Ba2+与MnO4-(H+)、ClO-、NO3-(H+)、Fe3+等氧化性离子的混合离子
【进阶典例】根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向某溶液中加入KSCN溶液无现象,滴入KMnO4溶液变红
该溶液中一定含有Fe2+
B
向某白色粉末中滴加稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
该粉末一定是碳酸盐
C
向某无色溶液滴加盐酸酸化的溶液,产生白色沉淀
该溶液中一定含
D
用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,透过蓝色钴玻璃火焰呈紫色
该溶液中一定不含
解题点睛
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:
→→
【拔高典例】中国菜之魂在“味”,而食盐的合理添加立足百味之首,粗盐(主要成分为NaCl,含、、及泥沙等杂质),实验中提纯NaCl的流程如图所示,下列说法正确的是
A.操作Ⅰ中需要用到的玻璃仪器只有烧杯、漏斗
B.溶液a可以为溶液,加入溶液b的主要目的是除去和前面引入的
C.溶液a和溶液b添加的顺序可以互换
D.加入足量溶液c时发生的化学反应不止1个
【对点练1】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:
【对点练2】(25-26高一上·河南郑州·期末)以含有少量Ca2+、Mg2+、等杂质的粗食盐水为原料,提纯并获取食盐晶体的实验流程如图。下列说法正确的是
A.“试剂X”和“试剂Y”分别为Na2CO3溶液和NaOH溶液
B.“操作2”用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗
C.“滤渣1”、“滤渣2”和“滤渣3”均不溶于盐酸
D.“试剂Z”为稀硫酸
1.(25-26高一下·新疆巴州·期末)下列各组离子能在水溶液中大量共存的是
A. B.
C. D.
2.(25-26高一上·江西九江·阶段检测)在无色溶液中能大量共存的离子组是
A.Na+、K+、、Cl- B.K+、Mg²⁺、、
C.H+、Na+、、Cl- D.Ba2+、Fe3+、、
3.(25-26高一上·浙江杭州·期末)将足量通入下列各溶液中,所含离子还能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
4.(2025·安徽卷)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
5.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
6.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
7.(24-25高一下·四川宜宾·期末)粗盐中含有、、等杂质离子,提纯的工艺流程如下。下列说法正确的是
A.试剂a、b、c可依次为氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡
B.操作①的名称为过滤,需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯
C.操作③中加入适量稀盐酸将溶液调为微酸性
D.固体A的成分为碳酸钙、氢氧化镁、硫酸钡
8.(25-26高一上·江苏南通·阶段检测)晾晒海水获得的粗盐中含有可溶性杂质、、等。粗盐提纯的工艺流程如下,下列说法正确的是
A.“步骤Ⅰ”中试剂1为溶液,试剂2为溶液
B.“步骤Ⅰ”溶液也可以用KOH溶液
C.“步骤Ⅱ”试剂3可能是稀硫酸
D.“步骤Ⅱ”从滤液中获得精盐的方法是蒸发结晶
9.(24-25高一上·安徽蚌埠·阶段检测)有5瓶白色固体试剂,分别是氯化钡、氢氧化钠、硫酸钠、无水硫酸铜、碳酸钾,现只提供蒸馏水,通过下面的实验步骤即可鉴别它们。回答下列问题:
(1)各取适量固体试剂分别加入5支试管中,加入适量蒸馏水,振荡试管,观察到的现象是__________________,被检出的物质是__________________(填化学式)。
(2)分别取未检出的溶液,往其中加入上述已检出的溶液,观察到的现象如下。
①有1支试管中无沉淀生成,被检出的物质是_________(填名称)。
②有1支试管中有白色沉淀生成,发生反应的离子方程式为__________________,被检出的物质是_________(填化学式)。
③有2支试管中有蓝色沉淀生成,发生反应的离子方程式为__________________(写一个即可)。
(3)用已鉴别出的溶液鉴别余下未检出物质的方法和观察到的现象是__________________。
10.(25-26高一上·甘肃定西·开学考试)某校化学兴趣小组的同学利用稀盐酸、碳酸钠、Ba(OH)2溶液三种物质探究“复分解反应发生的条件”,做了以下实验。
(1)大家一致认为在试管①中还需要加入______________溶液才能证明发生了复分解反应。
(2)试管②中观察到的现象是______,试管③中反应的化学方程式为__________________。
(3)通过三组实验,同学们得出复分解反应发生的条件是____________________________。
(4)兴趣小组的同学将试管③反应后的物质过滤,对滤液中溶质的成分进一步探究。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?
【猜想假设】
猜想一:NaOH
猜想二:Ba(OH)2、NaOH
猜想三:______。
【设计实验】验证你的猜想正确
实验操作
现象
结论
步骤一:取试管③中滤液少量于试管中,加入足量CaCl2溶液
有______产生
猜想三正确
步骤二:静置一段时间,向上层清液中滴加适量______溶液
有蓝色沉淀产生
11.(24-25高一上·新疆阿克苏·阶段检测)有一包粉末,可能由、、、、中的一种或几种组成。现做如下实验:
①取少量粉末,加水溶解得无色透明溶液;
②取①所得溶液少许加入氢氧化钠溶液,看不到明显现象;
③另取少量粉末滴加稀盐酸,也看不到明显现象。
试回答:
(1)由以上实验可知,原粉末中一定没有________________(填化学式,下同)。
(2)根据上述实验,可得原粉末中可能有的物质是____________________。
(3)为进一步探究原粉末中的成分,按下图进行实验:(提示:在、、中选择两种作为A、B试剂,且A、B的阳离子不同)
由此可推出:粉末成分为_______________,试剂A为______________,试剂B为__________;生成白色沉淀的离子方程式为__________________________。
1.(25-26高一上·天津南开·开学考试)下列各组离子在指定的溶液中,能大量共存的一组是
A.无色溶液中:、、、
B.酸性溶液中:、、、
C.的溶液中:、、、
D.含有大量的溶液中:、、、
2.(25-26高一上·山西忻州·期末)下列离子在指定环境中一定能大量共存的是
A.澄清透明溶液中:、、、
B.某无色溶液中:、、、
C.使紫色石蕊溶液呈红色的溶液中:、、、
D.碱性溶液中:、、、
3.(24-25高一上·陕西榆林·阶段检测)下列各组离子一定能大量共存的是
A.含有大量Ba2+的水溶液中:、、、
B.无色澄清溶液中:、、、
C.滴加紫色石蕊试液变红的溶液中:、、、
D.含大量OH-的溶液中:、、、
4.(25-26高一上·广西南宁·期末)有一瓶无色溶液,可能含有以下几种离子:、、、、、,已知各离子的物质的量浓度均为0.1 mol/L,分别取等量的三份溶液,进行如下实验:
(1)第一份进行焰色试验,火焰呈黄色;
(2)第二份加入稀盐酸,产生无色无味气体;
(3)第三份加入酸化的溶液有白色沉淀产生。
以下推测正确的是
A.只存在、、
B.须通过焰色试验确定是否存在
C.一定不存在、
D.一定存在、、、、
5.(25-26高一下·江苏南京·期末)实验室按下列流程提纯粗盐(含、和等杂质离子),下列说法不正确的是
A.实验过程中加适当过量溶液,目的是使尽可能去除完全
B.过滤操作使用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
C.加入稀盐酸后发生的反应为、
D.“一系列操作”是指蒸发至晶膜形成后,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥
6.(25-26高一上·浙江杭州·期末)某混合固体A可能由、、、、、组成,取固体A完成如下实验(所加试剂均过量)。下列说法不正确的是
A.无色气体可能为和的混合物
B.固体A中一定有、、、、,可能有
C.溶液B中可能含有、、和
D.无色气体B遇到空气一定会变为红棕色,并可将气体B通入足量澄清石灰水来检验固体A是否含有
7.(25-26高一上·天津南开·开学考试)离子反应是中学化学中重要的反应类型,回答下列问题:
I.有下列物质:①氢氧化钠固体;②铝丝;③稀硫酸;④饱和食盐水;⑤氯化氢;⑥;⑦酒精;⑧熔融的KCl;⑨;⑩石墨
(1)属于强电解质的是________。
(2)既不是电解质又不是非电解质的是________。
II.某小组向溶液中匀速滴加稀硫酸,测得溶液导电能力的变化如图所示,回答下列问题:
(3)的电离方程式是________________________。
(4)关于图像的说法正确的是________(填字母)。
A.AB段溶液的导电能力不断减弱,说明生成的不是电解质
B.B处溶液的导电能力约为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子
C.BC段溶液的导电能力不断增大,主要是由于过量的电离出的离子导电
D.a时刻溶液与稀硫酸恰好完全中和
III.某无色透明溶液中含有下列离子中的某些离子:、、、、、、和,取该溶液进行如下实验:
I.取少量溶液滴入紫色石蕊溶液,溶液呈蓝色。
II.取少许溶液滴入溶液,无白色沉淀产生。
III.另取少许溶液先滴加硝酸再加溶液,产生白色沉淀。
IV.再取少许原溶液滴入少量溶液,有白色沉淀产生
(5)根据以上现象判断,肯定存在的离子是________________;可能存在的离子是________________。
8.(24-25高一上·四川达州·阶段检测)Ⅰ.对一份稀溶液作初步分析后发现,溶液无色、澄清,其可能含有OH-、Mg2+、Na+、、、、Cl-离子中的若干种。然后又作了如下分析,以确定这些离子是否大量存在。
①用紫色石蕊试液检验,结果溶液变蓝色。
②取2mL溶液用BaCl2溶液进行检验,生成白色沉淀,再继续加足量稀硝酸,沉淀部分溶解。
③对②中所得的混合物充分静置后,取其上层澄清的液体用AgNO3溶液和稀硝酸进行检验,结果又生成白色沉淀。请回答下列问题:
(1)溶液中一定存在的离子是___________,可能存在的离子是___________。(填离子符号)
(2)步骤②中加硝酸时发生的离子方程式有___________。
(3))如果要继续确定可能的离子,可以选用的操作步骤为___________。
Ⅱ.已知A和B两支试管的溶液中共含有K+、Ag+、Mg2+、Cl-、OH-、NO六种离子,向试管A的溶液中滴入酚酞溶液呈粉红色。请回答下列问题:
(4)试管A的溶液中所含上述离子共有___________种。
(5)若向某试管中滴入稀盐酸产生沉淀,则该试管为___________(填“A”或“B”)。
(6)若将试管A和试管B中的溶液按一定体积比混合过滤后,蒸干滤液可得到一种纯净物,则混合过程中发生反应的离子方程式为___________。
9.(25-26高一下·上海·阶段检测)在浓度为的某澄清溶液中,还可能含有下表中的若干种离子:
正离子
、、、
负离子
、、、
已知:是难溶性弱酸,受热分解形成。现取该溶液进行如下实验:
序号
实验内容
实验结果
I
向该溶液中加入足量稀盐酸
产生白色沉淀并放出气体
Ⅱ
将I的反应混合液过滤,对沉淀洗涤、灼烧至恒重,称量所得固体质量
固体质量为
Ⅲ
向Ⅱ的滤液中滴加溶液
无明显现象
注:产生气体为在标准状况下测定,不考虑气体在水中的溶解。
(1)实验I能确定一定不存在的离子是_________________________。
(2)通过实验I、Ⅱ、Ⅲ和必要计算,填写下表中负离子的浓度(能计算出的,填写计算结果,一定不存在的离子填“0”,不能确定是否存在的离子填“?”)。
负离子
浓度
__________
__________
__________
__________
(3)判断__________(A.存在 B.不存在);若存在求其最小浓度,若不存在说明理由__________。
(4)检验可能存在的离子需要依次用到的试剂_______。(双选)
A.稀盐酸 B.稀硝酸 C.硝酸钡 D.硝酸银
(5)有酚酞的溶液显红色,在该溶液中分别滴加溶液后有下列现象。
序号
装置
溶液
现象
I
盐酸
溶液红色褪去,灯泡亮度没有明显变化
Ⅱ
Na2SO4
溶液红色不变,有白色沉淀生成,灯泡亮度没有明显变化
Ⅲ
H2SO4
溶液红色褪去,有白色沉淀生成,灯泡逐渐变暗
①实验Ⅱ中溶液红色不变,且灯泡亮度没有明显变化,其原因是溶液中依然存在有大量的___________。
②实验Ⅲ中溶液红色褪去,有白色沉淀生成,灯泡逐渐变暗,说明发生的离子反应是______________。
③将实验Ⅱ中溶液换成溶液,请你预测其可能的实验现象______________。
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