2021届一轮复习（人教版）离子的检验与推断学案

2021届一轮复习（人教版）离子的检验与推断学案

离子的检验与推断 ‎1.离子的检验题解题思维 根据离子性质不同而在实验中呈现的现象不同,可将其检验方法分为三种类型:‎ ‎(1)生成沉淀:‎ 如S的检验:先加稀盐酸,再加入BaCl2溶液,观察是否有白色沉淀生成;‎ ‎ X-(X=Cl、Br、I)的检验 ;先加稀硝酸,再加入AgNO3溶液,观察是否有特定颜色的沉淀生成。‎ ‎(2)生成气体:‎ 如N的检验:加入NaOH溶液,加热,看是否产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。‎ ‎(3)显现特殊颜色:‎ 如Fe3+的检验:加入KSCN溶液,看溶液是否变红;‎ Fe2+的检验:加入K3[Fe(CN)6]溶液,看是否有蓝色沉淀生成。‎ ‎2.常见阳离子的检验 ‎3.常见阴离子的检验 试剂与方法 现象 被检离子 先加氯化钡溶液,再加稀盐酸,生成的气体分别通入 ‎(1)品红溶液 先产生沉淀,后溶解,生成的气体能使品红溶液褪色 S ‎(2)品红溶液,‎ 先产生沉淀,后溶解,生成的气体不能使品红溶液褪色,‎ C 澄清石灰水 能使澄清石灰水变浑浊 ‎(3)澄清石灰水 无沉淀生成,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊 HC 先加氯化钡溶液,‎ 再加稀盐酸 产生沉淀,且不 溶于稀盐酸 S 先加硝酸银溶液,‎ 再加稀硝酸 产生白色沉淀,且不溶于稀硝酸 Cl-‎ 产生浅黄色沉淀,且不溶于稀硝酸 Br-‎ 产生黄色沉淀,且不溶于稀硝酸 I-‎ 氯水、四氯化碳 下层呈橙色 Br-‎ 下层呈紫红色 I-‎ 酸碱指 示剂 石蕊试液 变蓝色 OH-‎ 酚酞试液 变红色 稀盐酸 生成白色胶状沉淀 Si 生成白色絮状沉淀,‎ 盐酸过量时溶解 ‎[Al(OH)4]-‎ 角度1:常见离子的检验 ‎【典例1】下列有关物质检验的实验结论正确的是 (　　)‎ 选项 实验操作及现象 实验结论 A 某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡,有白色沉淀生成 一定含有S B 向某溶液中加入2滴KSCN溶液,溶液不显红色。再向溶液中加入几滴新制的氯水,溶液变为红色 该溶液中一定含有Fe2+‎ C 将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色 该气体一定为SO2‎ D 将少量某物质的溶液滴加到新制的银氨溶液中,水浴加热后有银镜生成 该物质一定属于醛类 ‎【解析】选B。还可能含有Ag+,A项错误;B项正确;还可能是Cl2,C项错误;该物质也可能是甲酸、甲酸酯、甲酸盐,D项错误。‎ ‎【易错警示】C项,Cl2和SO2均能使品红褪色,区别是加热褪色后的溶液,若变红,则为SO2,不变红,则为Cl2;D项,能发生银镜反应,只能说明有醛基,但该物质不一定属于醛类:如甲酸、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖均含有醛基,但分别属于羧酸类、酯类和糖类物质。‎ 角度2:常见物质的鉴别 ‎【典例2】能鉴别MgI2、AgNO3、Na2CO3、Na[Al(OH)4]的试剂是 (　　)‎ A.HNO3　　B.KOH　　C.BaCl2　　D.NaClO ‎【审题流程】 寻找物质成分的不同,与选项物质反应的现象的不同:‎ 步骤Ⅰ 物质的特性:I-具有还原性,C、‎ ‎[Al(OH)4]-均为弱酸阴离子 步骤Ⅱ 联系物质性质得出结论:HNO3为氧化性酸,与上述物质作用现象不同 ‎【解析】选A。HNO3氧化I-生成棕色的碘,与Na2CO3反应产生无色的CO2气体,与Na[Al(OH)4]反应先生成白色沉淀然后溶解,与AgNO3无明显现象,现象均不同。‎ ‎1.在甲、乙两烧杯溶液中,分别含有大量的Cu2+、K+、H+、Cl-、C、OH- 6种离子中的3种,已知甲烧杯的溶液呈蓝色,则乙烧杯的溶液中大量存在的离子是 (　　)‎ A.Cu2+、H+、Cl-　　　　　 B.C、OH-、Cl-‎ C.K+、H+、Cl- D.K+、OH-、C ‎【解析】选D。甲烧杯的溶液呈蓝色,甲烧杯中含有Cu2+,Cu2+与C和OH-不共存,则乙烧杯中含有C和OH-,C和OH-与H+不共存,所以乙烧杯中含有C、OH-、K+,答案选D。‎ ‎2.已知某溶液中只可能大量含有下表所列离子中的几种,且所含离子的物质的量浓度均为0.1 mol·L-1。取少量该溶液于试管中,然后向试管中逐滴加入适量稀硫酸,观察到试管中有气泡产生,溶液颜色发生变化,但无沉淀析出,则该溶液中一定大量存在的所有离子是 (　　)‎ 阳离子 Na+、Ba2+、Fe2+‎ 阴离子 N、Cl-‎ A.Na+、Ba2+、N、Cl-　　　B.Fe2+、N C.Ba2+、N、Cl- D.Fe2+、N、Cl-‎ ‎【解析】选D。加入稀硫酸无沉淀析出,说明溶液中没有Ba2+,但有气泡产生,且溶液颜色发生变化,则必须有Fe2+和N,再根据电荷守恒,原溶液中必须有Cl-,答案选D。‎ ‎3.检验溶液中Fe3+的最佳试剂为 (　　)‎ A.KMnO4 B.(NH4)2S C.H2O2 D.KSCN ‎【解析】选D。KSCN是检验溶液中Fe3+的最佳试剂,选D。‎ ‎4.某溶液中仅含下列离子中的某些离子,且所含离子的物质的量浓度相同。某同学向溶液中加入过量稀硫酸后,有气泡产生,但无沉淀生成。‎ 阴离子 S、N、Cl-、C 阳离子 Fe2+、Na +、Ca2+、Al3+‎ 请回答下列问题: ‎ ‎(1)溶液中一定不存在的阳离子是　　　　。 ‎ ‎(2)向原溶液中滴加NaOH溶液,现象是　　　　　　　　　　　　　　　;整个过程中发生反应的方程式为 ___________________________________　。 ‎ ‎(3)向溶液中加入过量稀硫酸,发生反应的离子方程式为____________　。 ‎ ‎【解析】加入过量稀硫酸后,无沉淀生成,说明不存在Ca2+,因为硫酸钙微溶于水,能沉淀;有气泡产生,有两种可能性,第一种存在C,但如果存在C,阳离子只能为Na +,这样离子浓度就不可能相等,那就只能是第二种可能性,也就是N和Fe2+同时存在,产生NO气体,又根据离子的物质的量浓度相同,所以溶液中可能存在的组合有Fe2+、N、Cl-或S、N、Fe2+、Na +。‎ ‎(1)由以上推测可知溶液中一定不存在的阳离子是Ca2+、Al3+。‎ ‎(2)向原溶液中滴加NaOH溶液,现象是先出现白色沉淀,然后变为灰绿色,最终变为红褐色;整个过程中发生反应的方程式为Fe2++2OH-Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3或者合并写成4Fe2++8OH-+2H2O+O24Fe(OH)3↓。‎ ‎(3)向溶液中加入过量稀硫酸,发生反应的离子方程式为N+3Fe2++4H+2H2O+NO↑+3Fe3+。‎ 答案:(1)Ca2+、Al3+‎ ‎(2)先出现白色沉淀,然后变为灰绿色,最终变为红褐色 Fe2++2OH-Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3或4Fe2++8OH-+2H2O+O24Fe(OH)3↓‎ ‎(3)N+3Fe2++4H+2H2O+NO↑+3Fe3+‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　1.(2020·石嘴山模拟)实验室中有一瓶无色透明的溶液,其中可能含有Na+、N、Cu2+、Al3+、N、Cl-、S、C中的一种或几种,且该溶液所含阴离子的浓度相同。某化学学习小组为确定该溶液的成分,做了如下实验探究:‎ ‎①取该未知溶液100 mL,加入过量NaOH溶液,并加热,得到0.02 mol气体,无沉淀析出;‎ ‎②在①实验后的溶液中通入足量CO2,得到白色沉淀,将沉淀过滤、洗涤、灼烧,得到1.02 g固体;‎ ‎③另取该未知溶液100 mL,加入足量Ba(NO3)2 溶液,得到4.66 g不溶于硝酸的沉淀。‎ 则下列判断正确的是 (　　)‎ A.溶液中一定不存在Cu2+、Cl-、C B.不能确定溶液中是否存在Na+、N C.原溶液存在5种离子,浓度均为0.2 mol·L-1‎ D.向该溶液中滴加少量FeCl2溶液,则溶液中阴离子的总物质的量变小 ‎【解析】选C。无色透明溶液说明溶液中无Cu2+;实验①产生的气体为NH3,则 ‎100 mL溶液中含0.02 mol N,c(N)=0.2 mol·L-1;实验②说明溶液中存在Al3+,由此可推出溶液中不存在C,且n(Al3+)=2n(Al2O3)=2×=‎ ‎0.02 mol,c(Al3+)=0.2 mol·L-1;实验③说明溶液中含S,‎ n(S)=n(BaSO4)==0.02 mol,即c(S)=0.2 mol·L-1。100 mL溶液中已确定存在的阳离子所带电荷为0.02 mol+3×0.02 mol=0.08 mol,阴离子所带电荷为0.04 mol,根据电荷守恒可知溶液中存在其他阴离子,又因溶液中阴离子的浓度相等,故溶液中一定含有N、Cl-,进而推断一定不含Na+。综上所述,A、B项错误,C项正确。原溶液中阳离子水解显酸性,加入FeCl2溶液,Fe2+被N氧化,N的物质的量减少,但Cl-的物质的量增多,且Cl-的增加量大于N的减小量,故阴离子的总物质的量增大,D项错误。‎ ‎2.有A、B、C、D、E和F六瓶无色溶液,它们都是中学化学中常用的无机试剂。纯E为无色油状液体;B、C、D和F是盐溶液,且它们的阴离子均不同。现进行如下实验:‎ ‎①A有刺激性气味,用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近A时产生白雾;‎ ‎②将A分别加入其他五种溶液中,只有D、F中有沉淀产生;继续加入过量A时,D中沉淀无变化,F中沉淀完全溶解;‎ ‎③将B分别加入C、D、E、F中,C、D、F中产生沉淀,E中有无色、无味气体逸出;‎ ‎④将C分别加入D、E、F中均有沉淀生成,再加稀HNO3,沉淀均不溶。‎ ‎(1)能确定的溶液是(写出溶液标号与相应溶质的化学式):　____________; ‎ ‎(2)不能确定的溶液,写出其标号、溶质可能的化学式及进一步鉴别的方法:‎ ‎ ____________________________________　。 ‎ ‎【解析】(Ⅰ)由题干表述可知A和E不是盐,又知纯E为无色油状液体,推知E为硫酸(③步操作进一步确定);(Ⅱ)由题干和①步操作可知A为氨水; (Ⅲ)再由②步操作可知F中阳离子为Ag+,发生的反应为Ag++NH3·H2OAgOH↓+N;‎ AgOH+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O;而常见的盐中只有AgNO3可溶于水,故F为AgNO3;‎ ‎(Ⅳ)由③步操作可知B中阴离子应为C,由于此无色无味的气体只能是CO2,B、C、D中能生成沉淀说明不能是HC,而阳离子可是常见的K+、Na+、N等待定;(Ⅴ)同样由②步操作D中能与氨水生成沉淀的无色溶液中常见的阳离子为Mg2+或Al3+,而阴离子需待下步反应再确定;(Ⅵ)由④步操作生成的沉淀可能为AgCl、AgBr、AgI、BaSO4、H2SiO3(不合理)等,但限于题干所述中学常用试剂,则沉淀应为AgCl和BaSO4,不溶于HNO3,一个是与AgNO3结合生成的沉淀,一个是与硫酸结合形成的沉淀,故C应该同时含有Ba2+和Cl-,即C为BaCl2,进而推出D中阴离子应该为S,因为题干所述盐溶液中阴离子均不同,故D为Al2(SO4)3或MgSO4。‎ 答案:(1)A:NH3;C:BaCl2;E:H2SO4;F:AgNO3　(若C作为不能确定的溶液,进一步鉴别的方法合理,也可)‎ ‎(2)B:Na2CO3或K2CO3,焰色反应实验:用铂丝或铁丝蘸取少量的B,在酒精灯火焰上灼烧,若火焰为黄色,则B为Na2CO3;若透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,火焰为紫色,则B为K2CO3;D:MgSO4或Al2(SO4)3,取少量D溶液,向其中滴加过量的氢氧化钠溶液,若产生的沉淀没有溶解,证明是MgSO4,若生成的沉淀完全溶解说明是Al2(SO4)3‎