2021届一轮复习鲁科版离子检验与推断学案

2021届一轮复习鲁科版离子检验与推断学案

第3节　离子检验与推断 考纲定位 核心素养 ‎1.掌握常见离子的检验方法。‎ ‎2.根据离子反应的条件，分析离子共存和推断离子的存在。‎ ‎1.证据推理——根据离子反应的条件，会分析离子是否共存和离子存在的推断。‎ ‎2.科学探究——根据离子的性质，探究离子的检验方法。‎ 考点一| 离子的共存 ‎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 阳离子 不能大量共存的阴离子 Ba2＋、Ca2＋、Pb2＋、Ag＋‎ CO、SO、SO、SiO、PO Cu2＋、Fe2＋、‎ OH－、S2－、CO、SiO Mg2＋、Zn2＋‎ OH－、CO、[Al(OH)4]－、SiO H＋‎ SiO、[Al(OH)4]－‎ ‎(2)生成气体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)生成难电离物质(水、弱酸、一水合氨等)‎ H＋与CH3COO－、CO、S2－、SO、ClO－等生成弱酸不能大量共存；OH－与NH(稀溶液)生成弱碱不能大量共存；H＋与OH－生成水不能大量共存。‎ ‎2．氧化还原型 具有较强氧化性的离子与具有较强还原性的离子，会发生氧化还原反应而不能大量共存。‎ 氧化性离子 还原性离子 ClO－、MnO(H＋)、NO(H＋)、Fe3＋、‎ Fe2＋(可与Fe3＋共存)、S2－、I－‎ Cr2O、FeO ‎、SO、HS－、HSO ‎3．水解相互促进型 ‎(1)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－、[Al(OH)4]－、SiO。‎ ‎②Fe3＋与CO、HCO、[Al(OH)4]－、SiO。‎ ‎(2)NH与CH3COO－、CO、HCO、S2－等能发生相互促进的水解反应，但不完全，仍能大量共存。‎ ‎4．络合反应型 离子间因发生络合反应而不能大量共存，常见的反应有(1)Fe3＋与SCN－因生成Fe(SCN)3而不能大量共存。‎ ‎(2)Ag＋与NH3·H2O因生成[Ag(NH3)2]＋而不能大量共存。‎ ‎[深度归纳]　常见限定条件的分析 ‎(1)溶液无色说明溶液中不存在大量的Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、MnO、‎ Fe(SCN)2＋、Cr2O、CrO等。‎ ‎(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；④[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；④[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[OH－]＝1×10－12 mol·L－1的溶液；③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。‎ ‎(5)溶液中含有NO(H＋)、ClO－、MnO、H2O2、Fe3＋，说明溶液具有强氧化性。‎ ‎(6)溶液中含有S2－、SO、I－、Fe2＋、SO2，说明溶液具有还原性。‎ ‎(7)溶液中含有HCO、HSO、HS－时溶液不能呈强酸或强碱性。HCO、HS－可存在于弱碱性溶液中，HSO可存在于弱酸性溶液中。‎ ‎(8)Fe3＋或Al3＋在中性条件不能大量共存。‎ 指出下列离子组不能大量共存的原因。‎ ‎(1)Na＋、OH－、SO、Fe3＋___________________________________。‎ ‎(2)K＋、Mg2＋、I－、ClO－_____________________________________。‎ ‎(3)含有大量Fe3＋的溶液：Na＋、SCN－、Cl－、I－____________________‎ ‎_________________________________________________________。‎ ‎(4)含有大量NO的溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO_________________‎ ‎_________________________________________________________。‎ ‎(5)使pH试纸显蓝色的溶液中：Cu2＋、NO、Fe3＋、SO ‎________________________________________________________。‎ ‎(6)与铝粉反应放出氢气的无色溶液中：NO、Al3＋、Na＋、SO_____‎ ‎________________________________________________________。‎ ‎(7)pH＝0的溶液中：Al3＋、NH、Ca2＋、ClO－_____________________‎ ‎________________________________________________________。‎ 答案：(1)Fe3＋与OH－反应生成沉淀 ‎(2)I－能被ClO－氧化 ‎(3)Fe3＋与SCN－发生络合反应，Fe3＋与I－发生氧化还原反应 ‎(4)NO在酸性条件下氧化Fe2＋‎ ‎(5)Cu2＋、Fe3＋与OH－反应生成沉淀 ‎(6)溶液可能呈碱性也可能呈酸性，NO在酸性溶液中与铝粉反应不能放出氢气，Al3＋在碱性溶液中不能大量共存 ‎(7)ClO－与H＋生成弱电解质HClO 考法☆　溶液中离子共存的判断 ‎(2019·上饶模拟)下列各组离子在指定的溶液中，能大量共存的是(　　)‎ ‎①酸性溶液中：Fe2＋、Al3＋、NO、Cl－、I－‎ ‎②pH＝13的溶液：Na＋、CO、SO、[Al(OH)4]－、S2－‎ ‎③水电离出来的[H＋]＝10－13 mol·L－1的溶液：NH、K＋、NO、S2O ‎④加入铝片能放出H2的溶液：Na＋、HCO、Cu2＋、SO ‎⑤弱碱性溶液中：Na＋、K＋、Cl－、HCO A．①②　　　B．②③　　　C．②④⑤　 D．②⑤‎ D　[①酸性条件下Fe2＋、I－、NO发生氧化还原反应，则一定不能共存，故①错误；②pH＝13的溶液显碱性，该组离子在碱性条件下不反应，则能共存，故②正确；③水电离出来的[H＋]＝10－13 mol·L－1的溶液，为酸性或碱性溶液，碱性溶液中OH－与NH结合生成弱电解质，酸性溶液中H＋与S2O发生氧化还原反应，则不能共存，故③错误；④加入铝片能放出H2的溶液，为酸或强碱溶液，HCO既能与酸反应又能与碱反应，则一定不能共存，故④错误；⑤HCO水解呈弱碱性，HCO在弱碱性溶液中可共存。]‎ 考点二| 常见离子的检验 ‎1．一般离子的检验 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)‎ ‎—‎ 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 ‎—‎ 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退色 HSO 有干扰 Na＋、K＋‎ Pt(Fe)丝和稀盐酸 火焰分别呈黄色、紫色 K＋要透过蓝色钴玻璃片观察焰色 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 ‎—‎ 提醒：Br－、I－的其他检验方法 ‎(1)Br－：氯水和CCl4，分层和下层为橙红色现象。‎ ‎(2)I－：氯水和CCl4，分层和下层为紫红色现象；或氯水和淀粉，溶液变蓝。‎ ‎2．三种常考离子的检验与干扰排除 ‎(1)SO的检验 ‎①检验方法 ‎②排除干扰 Ag＋的干扰 先用盐酸酸化，能防止Ag＋干扰 CO、SO 的干扰 因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀不同的是这些沉淀能溶于盐酸中，因此检验SO时，必须用盐酸酸化(不能用HNO3、H2SO4酸化)‎ 注意：所用的钡盐不能用Ba(NO3)2溶液，因为在酸性条件下，SO、HSO会被溶液中的NO(H＋)氧化成SO，从而得出错误结论。‎ ‎(2)CO的检验 ‎①检验方法 ‎②排除干扰 HCO 的干扰 若被检液中不含CO而含有HCO，则加入CaCl2(或BaCl2)溶液时不会产生白色沉淀，故可用CaCl2(或BaCl2)溶液排除干扰 SO 的干扰 因为CaSO3与CaCO3一样，也是白色沉淀，且CaSO3也能与盐酸反应产生使澄清石灰水变浑浊的气体(SO2)，但SO2是有刺激性气味的气体，故可用无色无味来排除SO的干扰 ‎(3)Fe2＋的检验 ‎①溶液中只含Fe2＋：可用KSCN溶液和氯水检验。‎ ‎②溶液中含Fe2＋、Fe3＋，不含Cl－时，可加入酸性KMnO4溶液，溶液退色，说明溶液中含有Fe2＋，不能用KSCN溶液和氯水，原因是 Fe3＋形成干扰。‎ ‎③溶液中含有Fe2＋、Fe3＋、Cl－时，加入K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，生成蓝色沉淀，不能用酸性KMnO4溶液，原因是Cl－也能使酸性KMnO4溶液退色，Cl－能形成干扰。‎ 考法☆　离子检验实验方案的设计与评价 ‎1．(2018·湖北四校二模)某研究性学习小组欲分析某矿石的主要成分，粉碎后将其溶于过量稀盐酸充分反应，过滤后用所得滤液进行如下实验，下列说法正确的是(　　)‎ A．取少量滤液向其中滴加少量Na2CO3溶液，无白色沉淀，说明矿石中一定不含Ca2＋‎ B．取少量滤液向其中滴加过量BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明矿石中含有SO C．取少量滤液向其中滴加过量的氨水，白色沉淀逐渐增多，然后渐渐溶解，说明矿石中含有Al3＋‎ D．取少量滤液向其中先通入少量Cl2，再滴加KSCN溶液，溶液变红色，说明矿石中一定含有Fe2＋‎ B　[选项A中因盐酸过量，加入的少量Na2CO3溶液应先和H＋反应，即使有Ca2＋存在，也不会产生白色沉淀，A项错误；选项B中加入过量BaCl2溶液能产生白色沉淀，说明含有SO，B项正确；选项C中氨水不能溶解Al(OH)3，C项错误；选项D中应先加入KSCN溶液，溶液无现象，再加入氯水，如变红色，说明含有Fe2＋，D项错误。]‎ ‎2．按要求回答下列问题：‎ ‎(1)Na2SO3在空气中容易变质，利用所给试剂设计实验，检验样品Na2SO3是否变质。简要说明实验操作、现象和结论：__________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎(2)榴石矿石可以看作CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。试设计实验证明榴石矿中含有FeO(试剂任选，说明实验操作与现象)___________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ 答案：(1)取少量Na2SO3样品溶于足量稀盐酸，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杂质即Na2SO3变质(合理即可)‎ ‎(2)取矿石少许，加稀硫酸充分反应后，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，若紫色退去，证明矿石中含有FeO(不能加盐酸溶解)或取矿石少许，加稀硫酸充分反应后，向上层溶液中加K3[Fe(CN)6]溶液，若溶液中生成蓝色沉淀，则证明矿石中含FeO ‎[答题模板]　离子检验的简答模板 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……”)‎ 专项突破(4)　“四项基本原则”突破离子推断 ‎[典例导航]‎ 某溶液中可能含有Cl－、SO、CO、NH、Fe3＋、Al3＋和K＋。取该溶液100 mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02‎ ‎ mol气体，同时产生红褐色沉淀；过滤，洗涤，灼烧，得到‎1.6 g固体；向上述滤液中加足量BaCl2溶液，得到‎4.66 g不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中(　　)‎ A．至少存在5种离子 B．Cl－一定存在，且[Cl－]≥0.4 mol·L－1‎ C．SO、NH一定存在，Cl－可能不存在 D．CO、Al3＋一定不存在，K＋可能存在 ‎[思路点拨]　‎ B　[根据加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02 mol气体，说明有NH，为0.02 mol，同时产生红褐色沉淀，说明有Fe3＋，而且为0.02 mol，则没有CO；根据不溶于盐酸的‎4.66 g沉淀，说明有SO，且为0.02 mol，则根据电荷守恒可知一定有Cl－，至少有0.04 mol，B正确。]‎ 通过补什么实验步骤可确定是否含有K＋、Al3＋？‎ 答案：用洁净的铂丝蘸取原溶液，在无色火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察是否有紫色火焰，确定是否含K＋；取最后的滤液少许，加入盐酸，观察是否存在开始沉淀生成，后来又溶解的现象，确定是否含有 Al3＋。‎ ‎1．某同学为检验溶液中是否含有常见的几种无机离子，进行了如图所示的实验操作。其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是(　　)‎ A．原溶液中一定含有SO B．原溶液中一定含有NH C．原溶液中一定含有Cl－‎ D．原溶液中一定含有Fe3＋‎ B　[原溶液中加入Ba(NO3)2和HCl生成白色沉淀，原溶液中可能存在SO、SO或Ag＋，A错误；因检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明原溶液中一定含有NH，B正确；加AgNO3溶液产生白色沉淀，可能是加入的HCl引起的，C错误；加入KSCN溶液得到红色溶液，Fe3＋可能是由原溶液中的Fe2＋被H＋、NO氧化而来的，故原溶液中不一定含有Fe3＋，D错误。]‎ ‎2．由几种离子化合物组成的混合物，含有以下离子中的若干种：‎ K＋、Cl－、NH、Mg2＋、Ba2＋、CO、SO，将该混合物溶于水后得澄清溶液，现取3份各100 mL的该溶液分别进行如下实验：‎ 实验序号 实验内容 实验结果 ‎①‎ 加AgNO3溶液 有白色沉淀生成 ‎②‎ 加足量NaOH溶液并加热 收集到气体‎1.12 L(标准状况)‎ ‎③‎ 加足量BaCl2溶液时，对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量；再向沉淀中加入足量稀盐酸，然后干燥、称量 第一次称量读数为‎6.27 g；第二次称量读数为‎2.33 g 试回答下列问题：‎ ‎(1)根据实验①对Cl－是否存在的判断是________(填“一定存在”“一定不存在”或“不能确定”)，根据实验①②③判断混合物中一定不存在的离子是________________。‎ ‎(2)试确定溶液中一定存在的阴离子及其物质的量浓度(可不填满)：‎ 阴离子符号 物质的量浓度/(mol·L－1)‎ ‎(3)试确定K＋________(填“是”或“否”)存在。‎ 解析：Cl－与Ag＋生成AgCl白色沉淀，CO与Ag＋也能生成Ag2CO3白色沉淀，故无法确定Cl－是否存在；溶液中CO与Ba2＋生成BaCO3沉淀，SO与Ba2＋生成BaSO4沉淀，前者能溶于盐酸，而后者不溶，故溶液中一定存在SO、CO，无Ba2＋和Mg2＋。由②可求出n(NH)＝0.05 mol，由③可求n(CO)＝0.02 mol，n(SO)＝0.01 mol，再根据电荷守恒可知：2×n(CO)＋2×n(SO)>1×n(NH)，故一定含有K＋。‎ 答案：(1)不能确定　Ba2＋、Mg2＋‎ ‎(2)‎ 阴离子符号 物质的量浓度/mol·L－1‎ SO ‎0.1‎ CO ‎0.2‎ ‎(3)是 课堂反馈　真题体验 ‎[一题串知，落实考法]‎ ‎(2019·济宁模拟改编)某酸性溶液X可能含有Na＋、Al3＋、NH、I－、SO、SO，为探究该溶液的成分，进行了如下实验：‎ ‎(1)上述实验________(填“能”或“不能”)证明溶液X中含有SO，若不能证明如何检验SO的存在：_______________________(若能证明该空不填)。[考查SO的检验]‎ ‎(2)溶液C呈紫色，证明溶液X中含有________(填离子符号)，溶液C呈紫色的原因是_____________________________________________。‎ ‎(用离子方程式表示)。[考查I－的检验]‎ ‎(3)溶液D和过量NaOH溶液(并加热)反应产生气体B，说明溶液X中含有________(填离子符号)，涉及反应的离子方程式为_____________。‎ ‎[考查NH的检验]‎ ‎(4)溶液E中通入过量CO2产生沉淀B，说明溶液X中含有________(填离子符号)。[考查Al3＋的检验]‎ 答案：(1)不能　取少量X溶液置于试管中，先向该试管中加入足量稀盐酸，再加入少量BaCl2溶液，若产生白色沉淀，说明X溶液中含有SO，否则不含SO ‎(2)I－　6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O ‎(3)NH　NH＋OH－NH3↑＋H2O ‎(4)Al3＋‎ ‎[真题体验，感悟考向]‎ ‎1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)向2 mL 0.1 mol·L－1的FeCl3溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液，发现黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变，说明Fe的还原性强于Fe2＋。(　　)‎ ‎(2)向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液，出现白色沉淀；再加入足量稀盐酸，部分沉淀溶解，说明部分Na2SO3被氧化。(　　)‎ ‎(3)将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明该溶液中一定含有CO。(　　)‎ ‎(4)(向某食盐溶液中滴加淀粉溶液，溶液颜色不变，说明该食盐中一定没有添加碘酸钾。(　　)‎ 答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×‎ ‎2．某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：‎ ‎①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；‎ ‎②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。‎ 该白色粉末可能为(　　)‎ A．NaHCO3、Al(OH)3　　 B．AgCl、NaHCO3‎ C．Na2SO3、BaCO3 D．Na2CO3、CuSO4‎ C　[A项中，NaHCO3、Al(OH)3加入足量水中，NaHCO3溶解，Al(OH)3不溶解；加入稀盐酸，固体全部溶解，且有气泡产生；NaHCO3、Al(OH)3均能与H2SO4反应，最后不会有固体剩余；B项中，NaHCO3溶于水，AgCl不溶于水，加入足量稀盐酸，AgCl仍不溶解；C项中Na2SO3溶于水，BaCO3不溶于水，BaCO3能溶于稀盐酸：BaCO3＋2HCl===BaCl2＋H2O＋CO2↑，Na2SO3、BaCO3‎ 均能与稀硫酸反应：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O、BaCO3＋H2SO4===BaSO4↓＋H2O＋CO2↑；D项中，CuSO4和Na2CO3都能溶于稀硫酸。]‎