主题1 第3讲 离子共存与推断(Word教参)-【新高考方案】2027年高考化学一轮总复习

该高中化学高考复习讲义聚焦离子共存与推断核心考点，整合复分解、氧化还原、水解及络合反应等知识，按“原理梳理-限定条件分析-推断应用”逻辑构建体系。通过考点精讲、思维建模（如离子共存四角度判断）、真题训练（2025安徽卷等）环节，帮助学生突破难点，体现复习系统性与针对性。 资料以科学思维为导向，创新“现象-证据-结论”推断教学模式，如例2通过实验现象链推理离子组成。设置“基础辨析-真题变式-综合探究”分层练习，配合思维建模工具（离子推断四项原则），高效提升学生解题能力，为教师精准把控复习进度提供实用指导。

第三讲　离子共存与推断 　　离子共存与推断是高中化学教学重、难点之一,内容涉及溶液中离子间的复分解反应、氧化还原反应、络合反应、水解与电离等核心知识点,体现“微观探析”“变化观念”等化学学科核心素养。通过近几年的高考试题来看,所命制的题目在传承中不断变化创新,以真实情境为载体,考查学生的学以致用能力。 一、离子共存 1.离子不能共存的四个角度 (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 Ba2+、Ca2+与S、C、S等不能大量共存;Ag+与S、C、Cl-等不能大量共存;OH-与Mg2+、Ca2+、Al3+、Mn2+、Fe2+、Cu2+等不能大量共存。 ②生成难电离或易挥发的物质的离子不能大量共存 H+与OH-、C、HC、S、HS、ClO-、F-、CH3COO-、S2等不能大量共存;OH-与H+、N、Mg2+等阳离子及HC、HS等弱酸的酸式酸根不能大量共存。 (2)氧化还原反应型 强氧化性与强还原性的离子(或分子)在溶液中会发生氧化还原反应不能大量共存。 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- S I- Fe2+ Br- Cl- Mn(H+) √ √ √ √ √ √ ClO- √ √ √ √ √ √(酸性) N(H+) √ √ √ √ — — Fe3+ √ √ √ × × × (3)水解相互促进型 Al3+与C、HC、S2-、HS-、[Al(OH)4]-、Si等,Fe3+与C、HC、[Al(OH)4]-、Si等不能大量共存。 (4)络合反应型 Fe3+与SCN-、Ag+与NH3·H2O等不能大量共存。 2.离子共存题的常见限定条件分析 (1)无色溶液中隐含的限定条件 溶液无色说明溶液中不存在大量的Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn、Cr2、Cr等有色离子。 (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。 [例1]　(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NO H+、Cu2+、、NO　 B 70%硫酸与Na2SO3制SO2 H+、Na+、S、HS　 C 浓盐酸与KMnO4制Cl2 H+、K+、Mn2+、Cl-　 D 双氧水与FeCl3溶液制O2 H+、Fe2+、Cl-、H2O2　 [解析]　稀硝酸与铜反应后有H+、Cu2+、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+、S,HS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,废液中有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Fe2+能与H2O2反应而不能大量共存,D不符合题意。 [答案]　C |思维建模|解答离子共存题目的思维流程 第一步: 细审题干 关键点 ①注意“一定大量共存”“可能大量共存”“不能大量共存”“因发生氧化还原反应而不能大量共存”等关键点; ②注意“透明溶液”意味着无难溶物和微溶物,但并不意味着溶液无色 第二步: 分析隐含 条件 ①溶液是否无色; ②溶液的酸、碱性分析; ③溶液是否含有氧化性或还原性离子 第三步: 抓住反应 发生条件 ①清楚生成气体、沉淀、弱电解质的复分解反应; ②特别注意常见的氧化还原反应; ③熟记相互促进的水解反应; ④牢记能发生的络合反应 题点、考法讲评 一、无附加限定条件的离子共存 1.(2025·天津卷)下列离子在溶液中能大量共存的是 (　　) A.Al3+、Na+、S2-、Mn B.Fe2+、H+、S、Br- C.N、Mg2+、OH-、I- D.、K+、OH-、Cl- 解析:选D　Al3+与S2-发生相互促进的水解:2Al3++3S2-+6H2O==2Al(OH)3↓+3H2S↑,且Mn会氧化S2-,不能共存,A错误;H2SO3为弱酸,H+与S不能共存,B错误;N与OH-反应生成NH3·H2O,Mg2+与OH-反应生成Mg(OH)2沉淀,不能共存,C错误;4种离子均互不发生反应,D正确。 2.(2024·浙江1月选考)在溶液中能大量共存的离子组是 (　　) A.H+、I-、Ba2+、N B.Fe3+、K+、CN-、Cl- C.Na+、Si、Br-、Ca2+ D.N、S、CH3COO-、HC 解析:选D　A项,H+、I-、N发生氧化还原反应,不能共存;B项,Fe3+、CN-发生络合反应,不能大量共存;C项,Si与Ca2+反应生成沉淀,不能共存;D项,虽然N与CH3COO-、HC水解相互促进,但水解仍然是微弱的,能大量共存。 二、有限定条件的离子共存 3.(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 (　　) A.氨水中:K+、Na+、S、N B.稀硫酸中:Na+、Ba2+、N、HC C.KMnO4溶液中:Fe2+、H+、Cl-、Br- D.NaAlO2溶液中:N、Fe3+、Cl-、S 解析:选A　氨水中K+、Na+、S、N能大量共存,A项正确;稀硫酸中Ba2+与S反应生成硫酸钡沉淀,HC与H+反应生成二氧化碳气体,不能大量共存,B项错误;KMnO4溶液中H+、Mn可与Fe2+、Cl-、Br-发生氧化还原反应,不能大量共存,C项错误;NaAlO2溶液中Al与N、Fe3+均能发生相互促进的水解反应,不能大量共存,D项错误。 4.(2026·衡水市部分示范性高中模拟)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 (　　) A.=10-12的溶液中:Na+、C、N、[Al(OH)4]- B.c(ClO-)=0.1 mol·L-1的溶液中:K+、Na+、N、C2 C.c(Fe3+)=0.1 mol·L-1的溶液中:K+、N、Br-、C D.水电离出来的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:K+、Na+、S2、Cl- 解析:选A　=10-12的溶液显碱性,Na+、C、N、[Al(OH)4]-在碱性溶液中能大量共存,A符合;ClO-有强氧化性,C2有强还原性,二者不能大量共存,B不符合;Fe3+水解,溶液显酸性,而C水解,溶液显碱性,二者相互促进最终生成Fe(OH)3沉淀和CO2气体,二者不能大量共存,C不符合;水电离出来的c(H+)=1×10-13 mol·L-1,说明水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,S2在酸性条件下会转化为单质S和SO2,所以在酸性条件下,S2不能大量共存,D不符合。 5.(2026·福州八县协作校模拟)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 (　　) 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]-+4N B H+、K+、 S2、 不能大量共存,因发生反应: 2H++S2==S↓+SO2↑+H2O C Na+、Fe3+、 、H2O2 能大量共存,粒子间不反应 D Al3+、Na+、 K+、HC 能大量共存,粒子间不反应 解析:选B　氢氧化铝是两性氢氧化物,溶于强酸强碱,但不溶于弱碱氨水,则溶液中铝离子与一水合氨不能共存的原因是铝离子与一水合氨反应生成氢氧化铝沉淀和铵根离子,反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3N,故A错误;溶液中氢离子与硫代硫酸根离子不能共存的原因是溶液中氢离子与硫代硫酸根离子反应生成硫沉淀、二氧化硫和水,反应的离子方程式为2H++S2==S↓+SO2↑+H2O,故B正确;溶液中的铁离子可以作过氧化氢分解生成氧气和水的催化剂,不能大量共存,故C错误;溶液中铝离子能与碳酸氢根离子发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳,不能大量共存,故D错误。 二、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(依据) 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] 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) 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 3.依据生成的气体检验或推断 N产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。 (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(依据) Cl- AgNO3溶液和稀HNO3 产生白色沉淀:AgCl Br- 产生淡黄色沉淀:AgBr I- 产生黄色沉淀:AgI S 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 C 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 2.依据生成的气体检验或推断 阴离子 试剂 实验现象(依据) C、HC 稀盐酸和澄清石灰水 产生无色、无味能使澄清石灰水变浑浊的气体 S、HS 稀H2SO4和品红溶液 加稀硫酸产生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) (2) (3) [例2]　有一无色透明溶液,欲确定是否含有下列离子:K+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、N、S、Cl-、I-、HC,取该溶液实验如表所示: 实验步骤 实验现象 ①取少量该溶液,加几滴甲基橙 溶液变红色 ②取少量该溶液加热浓缩,加Cu片和浓H2SO4,加热 有无色气体产生,气体遇空气可以变成红棕色 ③取少量该溶液,加BaCl2溶液 有白色沉淀生成 ④取③中上层清液,加AgNO3溶液 有稳定的白色沉淀生成,且不溶于HNO3 ⑤取少量该溶液,加NaOH溶液 有白色沉淀生成,当NaOH过量时沉淀部分溶解 　　由此判断: (1)溶液中肯定存在的离子是 　, 溶液中肯定不存在的离子是 　。 (2)为进一步确定其他离子,应该补充的实验及对应欲检验的离子(如为溶液反应,说明使用试剂的名称,不必写详细操作步骤)为 　。  [解析]　(1)无色溶液,排除Fe2+。 由实验现象可获取以下解题信息 实验现象 获取信息 溶液变红色 可知溶液呈酸性,利用互斥性原则,H+与HC发生反应而不能共存,说明溶液中不含HC 有无色气体产生,气体遇空气可以变成红棕色 可判断气体为NO,根据原子守恒从而判断溶液中含有N,再利用互斥性原则,H+、N具有强氧化性与I-发生反应而不能共存,说明溶液中不含I- 有白色沉淀生成 判断溶液中含有S,利用互斥性原则,Ba2+与S发生反应而不能共存,说明溶液中不含Ba2+ 有稳定的白色沉淀生成,且不溶于HNO3 由进出性原则可知实验③向溶液中引入了Cl-,故无法判断原溶液中Cl-是否存在 有白色沉淀生成,当NaOH过量时沉淀部分溶解 判断溶液中含有Mg2+和Al3+ (2)根据以上分析,Cl-、K+不确定。 a.检验是否含有K+,通过蓝色的钴玻璃观察焰色试验,如果为紫色则含K+,否则不含K+; b.检验是否含有Cl-,需先加入过量的Ba(NO3)2溶液使S完全沉淀,再取上层清液,加入AgNO3溶液,如有白色沉淀生成则含有Cl-,否则不含Cl-。 [答案]　(1)Al3+、Mg2+、N、S　Fe2+、Ba2+、I-、HC (2)焰色试验,检验K+;Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液,检验Cl- |思维建模|离子推断的四项基本原则 题点、考法讲评 一、常见离子检验及干扰因素的识别 1.下列离子在未知溶液中的检验方法正确的是 (　　) 选项 离子 检验方法 A C 向样品中加入足量盐酸,将生成的无色无味的气体通入澄清石灰水中,观察溶液是否变浑浊 B S 向样品中先加入稀硝酸酸化,再滴加氯化钡溶液,观察是否有白色沉淀生成 C Fe2+ 取少量溶液于试管中,加入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液紫色是否褪去 D I- 取少量溶液于试管中,加入新制氯水,再加入淀粉溶液,观察溶液是否变蓝色 解析:选D　A项,HC会产生干扰,错误;B项,S会产生干扰,错误;C项,使酸性高锰酸钾溶液褪色的不一定是Fe2+,如S等,错误;D项,新制氯水能把I-氧化成I2,淀粉遇碘变蓝,因此可以检验I-的存在,正确。 二、离子或物质的推断 2.(2025·湖南卷)只用一种试剂,将Na2SO4、(NH4)2CO3、AlCl3、KNO3四种物质的溶液区分开,这种试剂是 (　　) A.NaOH溶液　　　　　 B.AgNO3溶液 C.H2SO4溶液 D.Ba(OH)2溶液 解析:选D　NaOH溶液加入AlCl3溶液中发生反应生成白色沉淀,过量时沉淀溶解;加入(NH4)2CO3溶液中加热会释放NH3,但常温下可能无明显现象;加入Na2SO4和KNO3溶液中均无现象,无法区分,A错误。AgNO3溶液与Na2SO4反应生成微溶的Ag2SO4,与(NH4)2CO3反应生成Ag2CO3沉淀,与AlCl3反应生成AgCl沉淀,与KNO3不反应,且三种沉淀均为白色,无法明确区分,B错误。H2SO4溶液仅与(NH4)2CO3反应产生CO2,其余三者均无现象,无法区分Na2SO4、AlCl3、KNO3,C错误。Ba(OH)2溶液与Na2SO4反应生成BaSO4白色沉淀(不溶解);与(NH4)2CO3反应生成BaCO3沉淀并释放NH3;与AlCl3反应先生成Al(OH)3沉淀,过量时溶解;与KNO3不反应,无现象,四种现象不同,可区分,D正确。 3.固体粉末X中可能含有Fe、FeO、CuO、MnO2、KCl和K2CO3中的若干种。为确定该固体粉末的成分,某同学依次进行了以下实验: ①将X加入足量水中,得到不溶物Y和溶液Z; ②取少量Y加入足量浓盐酸,加热,产生黄绿色气体,并有少量红色不溶物; ③用玻璃棒蘸取溶液Z滴于pH试纸上,试纸呈蓝色; ④向溶液Z中滴加AgNO3溶液,生成白色沉淀。 通过以上实验现象,下列结论不正确的是 (　　) A.不能确定X中是否含有FeO B.不溶物Y中一定含有MnO2、CuO和Fe C.Z溶液中一定含有K2CO3 D.若向④生成的白色沉淀中滴加过量盐酸,沉淀不完全溶解,则粉末X中含有KCl 解析:选D　①将X加入足量水中,得到不溶物Y和溶液Z,Y中含有Fe、FeO、CuO、MnO2中的若干种;②取少量Y加入足量浓盐酸,加热,产生黄绿色气体,并有少量红色不溶物,黄绿色气体为Cl2,红色不溶物为Cu,说明Y中一定含有Fe、CuO、MnO2;③用玻璃棒蘸取溶液Z于pH试纸上,试纸呈蓝色,说明溶液呈碱性,则溶液Z中一定含有K2CO3,可能含有KCl;④向溶液Z中滴加AgNO3溶液,生成白色沉淀,该沉淀一定含有碳酸银,可能含有氯化银;综上所述,X中一定含有Fe、CuO、MnO2、K2CO3,不能确定是否含有KCl、FeO;由分析可知,不能确定X中是否含有FeO,A正确。由分析可知,不溶物Y中一定含有MnO2、CuO和Fe,B正确。由分析可知,溶液Z中一定含有K2CO3,C正确。若向④生成的白色沉淀中滴加过量盐酸,沉淀不完全溶解,则粉末X中不一定含有KCl,因为加入盐酸时引入了Cl-,D错误。 4.某无色溶液中只可能含有Na+、K+、Fe3+、Cu2+、、、Cl-、Br-这几种离子中的若干种,依次进行下列实验,观察到的现象记录如下: ①pH试纸检验,溶液呈碱性。 ②取少量原溶液,向溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成。 ③另取少量原溶液,向溶液中滴加足量氯水,再加入CCl4振荡,静置后CCl4层呈橙红色。 ④用分液漏斗分液,取上层溶液,加入AgNO3和HNO3的混合溶液有白色沉淀产生。 ⑤用洁净的铂丝蘸取少量原溶液灼烧,火焰呈黄色。则关于原溶液的判断中不正确的是 (　　) A.肯定不存在的离子是Fe3+、Cu2+、 B.肯定存在的离子是Na+、Br-、 C.无法确定原溶液中是否存在Cl-、 D.若要确定原溶液中是否存在K+,则步骤⑤中还需再透过蓝色的钴玻璃片观察火焰颜色 解析:选C　无色溶液中一定不存在有色离子:Fe3+、Cu2+;①pH试纸检验,溶液呈碱性,说明溶液中存在弱酸根离子C;②取少量原溶液,向溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成,硫酸钡不溶于盐酸,说明溶液中一定不存在S;③另取少量原溶液,向溶液中滴加足量氯水,再加入CCl4振荡,静置后CCl4层呈橙红色,橙色物质为溴单质,说明溶液中一定存在Br-;④用分液漏斗分液,取上层溶液,加入AgNO3和HNO3的混合溶液有白色沉淀产生,由于③加入氯水引进了氯离子,无法证明原溶液中是否存在氯离子;⑤用洁净的铂丝蘸取少量原溶液灼烧,火焰呈黄色,说明溶液中一定存在Na+,无法确定是否含有K+,根据以上分析进行解答。根据分析可知,溶液中一定不存在的离子为Fe3+、Cu2+、S,故A正确;原溶液中一定存在Na+、C、Br-,故B正确;根据分析可知,溶液中一定存在C,故C错误;无法确定是否存在钾离子,若要确定原溶液中是否存在K+,则步骤⑤中还需再透过蓝色的钴玻璃片观察火焰颜色,故D正确。 55 / 62 $