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（山东、海南专版）

该高中化学高考复习讲义聚焦离子共存与推断核心考点，涵盖复分解、氧化还原、水解相互促进、络合反应等离子不能共存的四大角度，以及离子检验的沉淀、气体、颜色等推断依据，构建“原理梳理-限定条件分析-真题应用”的知识体系。通过考点分类讲解、思维建模指导（如离子共存解题流程）、高考真题精讲（如2025年安徽卷、湖南卷例题）等环节，帮助学生系统突破难点，提升解题针对性。 资料以真实实验情境为载体（如制NO、Cl₂的废液分析），融入化学观念中的“物质性质决定反应”和科学思维的“证据推理”，设计“离子共存限定条件辨析”“离子推断互斥性原则应用”等专题训练。设置基础题、提升题、综合题分层练习，配合即时反馈和方法总结，高效培养学生微观探析能力，为教师提供精准复习节奏把控方案，助力学生短时间内提升应考能力。

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.[双选]对下列粒子组在指定溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是 (　　) 溶液与粒子组 判断和分析 A 常温下水电离的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液:K+、N、C2、Cl- 不能大量共存,因为酸性溶液中会发生反应2H++C2==H2C2O4,碱性溶液中会发生反应N+OH-==NH3·H2O B H+、K+、S2、S 不能大量共存,因发生反应: 2H++S2==S↓+SO2↑+H2O C c(Fe3+)=0.1 mol·L-1的溶液中:K+、N、S、SCN- 可以大量共存,微粒间不会反应 D 能使酚酞变红的溶液中: Na+、HC、CH3COO-、[Al(OH)4]- 可以大量共存,微粒间不会反应 解析:选AB　常温下水电离的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液可能是酸性溶液,也可能是碱性溶液,酸性溶液中会发生反应2H++C2==H2C2O4,碱性溶液中会发生反应N+OH-==NH3·H2O,不能大量共存,A正确;S2在酸性条件下不稳定,发生氧化还原反应变为S和SO2,B正确;c(Fe3+)=0.1 mol·L-1的溶液中Fe3+与SCN-不共存,会生成Fe(SCN)3,C错误;能使酚酞变红的溶液显碱性,HC在碱性溶液中不能大量存在,且HC与[Al(OH)4]-能反应生成C和Al(OH)3,不能大量共存,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.[双选](2026·滕州市第一中学月考)X溶液中可能含有下列5种离子中的几种:Fe3+、Fe2+、N、Cl-、S,某同学为确定其中含有的离子,设计并完成以下实验(所加试剂均足量)。 下列说法正确的是 (　　) A.X溶液中一定存在S,可能不存在Cl- B.X溶液中一定存在N、S,至少含有Fe3+、Fe2+中的一种 C.取少量X溶液,先加入适量氯水,再加少量KSCN溶液,若溶液呈红色,则含有Fe2+ D.X溶液中一定含有Cl-,且c(Cl-)≥0.1 mol·L-1 解析:选BD　X溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,生成的沉淀1为4.66 g的BaSO4 (0.02 mol),说明100 mL X溶液中含有0.02 mol硫酸根;滤液1中有来自盐酸和氯化钡中的氯离子,所以暂时无法确定沉淀2(AgCl)中Cl-的来源;往X溶液中加入NaOH溶液,加热,生成使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气(标准状况下224 mL为0.01 mol),所以100 mL X溶液中含有0.01 mol铵根;生成的沉淀3为铁的氢氧化物,空气中充分灼烧得到Fe2O3(1.60 g为0.01 mol),所以100 mL X溶液中含有Fe的物质的量为0.02 mol。100 mL X溶液中阴离子电荷量为2n(S)=2×0.02 mol=0.04 mol,假设Fe元素均为Fe2+,阳离子电荷量为2×0.02 mol+0.01 mol=0.05 mol,假设Fe元素均为Fe3+,阳离子电荷量为3×0.02 mol+0.01 mol=0.07 mol,由溶液电荷守恒,所以溶液中一定含有氯离子,且物质的量在(0.05-0.04)~(0.07-0.04) mol之间,即0.01~0.03 mol之间,据此解答。由分析,X溶液中一定有硫酸根,能确定含有氯离子,A错误;X溶液中一定有硫酸根、铵根以及Fe2+和Fe3+中的一种或两种,B正确;KSCN遇Fe3+显红色,有Fe3+存在的情况下,不能用KSCN检验Fe2+,C错误;由分析,100 mL X溶液中一定含有Cl-,其物质的量至少为0.01 mol,浓度至少为0.1 mol·L-1,D正确。 54 / 61 $