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文档介绍
2018届一轮复习苏教版离子共存离子的检验和推断学案
第7讲 离子共存 离子的检验和推断 考纲要求 1.掌握常见离子的检验方法。2.了解离子反应发生条件,正确判断常见离子在溶液中能否大量共存。 考点一 离子共存 1.离子共存问题是离子反应条件和本质的最直接应用 所谓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_________,则不能大量共存。 2.熟记常考离子的性质 颜色 MnO(紫)、Cu2+(蓝)、Fe2+(浅绿)、Fe3+(黄) 氧化性 ClO-、MnO、NO(H+)、Fe3+、Cr2O 还原性 S2-(HS-)、SO(HSO)、I-、Br-、Cl-、Fe2+ 水解显酸性 NH、Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+ 水解显碱性 AlO、S2-、SO、CO、SiO、ClO-、CH3COO- 酸式酸根离子 HCO、HS-、HSO、HPO、H2PO 注意 既能与酸反应又能与碱反应的离子,一般为多元弱酸的酸式酸根离子。 3.熟记相互促进的水解反应 Al3+ CO、HCO、S2-、HS-、AlO、ClO- Fe3+ CO、HCO、AlO、ClO- 4.离子共存判断题中常见的限制条件 限制条件 分析解读 无色溶液 有色离子不能大量共存 使甲基橙呈红色或pH=1 溶液显酸性,无大量的OH-及弱酸的酸根离子 遇酚酞呈红色或pH=13 溶液呈碱性,无大量的H+及弱碱的阳离子、弱酸的酸式根离子 与Al反应放出H2 溶液可能显酸性,也可能显强碱性,显酸性时不能含NO 由水电离出的c(H+)=1×10-13mol·L-1 溶液可能显酸性,也可能显碱性 通入足量的CO2(或NH3) 溶液呈酸性(或碱性) 因发生氧化还原反应而不能大量共存 能发生氧化还原反应的氧化性离子和还原性离子不能大量共存 “一定”“可能”还是“不能”大量共存 确定是“可能性”还是“肯定性” 加水稀释,减小 说明该溶液呈酸性[稀释的是溶质,溶质c(H+)减小,而c(OH-)增大] 某溶液的lg=12 该溶液呈酸性 深度思考 指出下列离子组不能共存的原因。 (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)常温下,pH=12的溶液:K+、Cl-、SO、SiO、Ca2+______________________________。 (6)c(H+)=0.1mol·L-1的溶液:Na+、NH、SO、S2O____________________________。 (7)使pH试纸显蓝色的溶液中:Cu2+、NO、Fe3+、SO_________________________________。 (8)与铝粉反应放出氢气的无色溶液中:NO、Al3+、Na+、SO_________________________。 (9)pH=0的溶液中:Al3+、NH、Ca2+、ClO-___________________________________。 1.下列各组离子在溶液中因发生复分解反应而不能大量共存的是________。 ①Na+、H+、CH3COO-、Cl- ②Ba2+、Na+、CO、NO ③Na+、HCO、H+、NO ④Al3+、Fe3+、NO、SO ⑤K+、Na+、AlO、NO ⑥Na+、H+、Cl-、OH- ⑦Cu2+、Fe2+、Cl-、SO ⑧K+、Na+、SiO、NO 2.下列各组离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是________。 ①H3O+、NO、Fe2+、Na+ ②Na+、Fe3+、I-、Cl- ③H+、S2-、SO、SO ④SO、NO、Na+、H+ ⑤I-、ClO-、K+、H+ ⑥Na+、K+、MnO、Cl- ⑦Fe3+、Ca2+、H+、NO 3.下列各组离子因水解相互促进而不能大量共存的是________。 ①Al3+、HCO、Cl-、K+ ②Al3+、SiO、Na+、Cl- ③Fe3+、NH、SO、S2- ④Fe3+、Cl-、Na+、CO ⑤Al3+、Fe3+、SCN-、Cl- ⑥Na+、Al3+、NO、AlO ⑦Na+、Ca2+、HCO、HSO ⑧S2O、Na+、H+、SO ⑨Na+、Al3+、SO、S2- 4.下列各组离子在指定的溶液中,能大量共存的是_______________。 (1)含有大量Fe3+的溶液:Na+、SCN-、Cl-、I- (2)含有大量NO的溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO (3)常温下,pH=12的溶液:K+、Cl-、SO (4)c(H+)=0.1mol·L-1的溶液:Na+、NH、SO、S2O (5)使pH试纸显蓝色的溶液:Cu2+、NO、Fe3+、SO (6)与铝粉反应放出H2的无色溶液:NO、Al3+、Na+、SO (7)使红色石蕊试纸变蓝的溶液:SO、CO、Na+、K+ (8)常温下=1×10-12的溶液:K+、AlO、CO、Na+ (9)中性溶液:Fe3+、Al3+、NO、SO (10)使甲基橙变红色的溶液:Mg2+、K+、SO、SO (11)使酚酞变红色的溶液:Na+、Cu2+、Fe2+、NO 考点二 离子的检验和推断 1.常见离子的检验方法 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。 离子 试剂 现象 注意 Cl-、Br-、I- AgNO3溶液和稀HNO3 AgCl(白色)、AgBr(淡黄色)、AgI(黄色) SO 稀盐酸和BaCl2溶液 白色沉淀 先用稀盐酸酸化 Fe2+ NaOH溶液 白色沉淀→ 灰绿色沉淀→ 红褐色沉淀 Fe3+ NaOH溶液 红褐色沉淀 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 要加热 CO 稀盐酸和澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 SO、HSO、HCO 有干扰 SO 稀H2SO4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褪色 HSO有干扰 I- 氯水(少量),CCl4 下层为紫色 Fe2+ ①KSCN溶液和氯水 ②铁氰化钾溶液K3[Fe(CN)6] ①先是无变化,滴加氯水后变血红色 ②生成蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2 先加KSCN溶液,无变化,再加氯水 Fe3+ KSCN溶液 血红色 苯酚溶液 紫色 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 2.离子推断的“四项基本原则” (1)肯定原则 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)进出原则 通常是在实验过程中使用,是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.电荷守恒在定量型离子推断试题中的应用 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。 深度思考 1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×” (1)向某溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再加入稀盐酸,沉淀不消失,则溶液一定存在SO( ) (2)向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液,产生不溶于稀HNO3的白色沉淀,则溶液中一定存在SO( ) (3)向某溶液中加入Ca(OH)2溶液,有白色沉淀生成,则溶液中一定存在CO( ) 2.向某溶液中滴加氯水,再加入KSCN溶液,溶液变血红色,则溶液中一定存在Fe2+,该判断是否正确?为什么? 3.怎样检验溶液中既有Cl-,又有SO? 题组一 排除干扰,确定离子 1.关于某无色溶液中所含离子的鉴别,下列判断正确的是( ) 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时,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 2.根据下列实验内容得出的结论正确的是( ) 选项 实验内容 结论 A 某物质的水溶液能使红色石蕊试纸变蓝 该物质中一定含有OH-,而且一定是碱 B 向废液中加入少量的葡萄糖溶液,无砖红色沉淀产生 废液中不含Cu2+ C 向某物质的水溶液中加入盐酸能产生无色无味气体 该溶液中一定含有CO D 向某溶液中滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后沉淀溶解 该溶液中可能含有Al3+ 3.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反应 火焰呈黄色 原溶液中有Na+,无K+ D 滴加稀NaOH溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无NH 离子检验的一般思路 离子检验一般是根据离子的特性(物理性质或化学性质),通过实验及实验现象确定离子的种类,在实验时要注意排除干扰离子如检验SO时,要先用盐酸排除Ag+引起的干扰,且选用的钡试剂是BaCl2而不是Ba(NO3)2溶液,以免酸性条件下NO将溶液中的SO氧化成SO而造成新的干扰。其一般检验流程为 →→→→ 题组二 步步为营,瞻前顾后——突破“离子组成推断题” 4.某溶液中可能存在Br-、CO、SO、Al3+、I-、Mg2+、Na+等7种离子中的某几种。现取该溶液进行实验,得到如下现象: ①向溶液中滴加足量氯水后,溶液变橙色,且有无色气泡冒出;②向所得橙色溶液中加入足量BaCl2溶液,无沉淀生成;③向所得溶液中继续滴加淀粉溶液,溶液不变蓝色。 已知:5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3 据此可以判断:该溶液肯定不存在的离子组是( ) A.Al3+、Mg2+、SO B.Mg2+、CO、I- C.Al3+、SO、I- D.Al3+、Br-、SO 5.某无色溶液中可能含有Na+、Ba2+、Cl-、Br-、SO、SO等离子中的若干种,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量: ①用pH试纸检验,溶液的pH大于7; ②向溶液中加氯水,再加入CCl4振荡,静置,分液,CCl4层呈橙红色; ③向所得溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成; ④过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成。 下列说法正确的是( ) A.实验①说明发生了反应:SO+2H2OH2SO3+2OH- B.实验②中发生的离子反应只有:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2 C.实验③、④发生的反应是Ba2++SO===BaSO4↓、Ag++Cl-===AgCl↓ D.为确定该溶液是否含有Na+,还要做焰色反应实验 6.某溶液可能含有Cl-、SO、CO、NH、Fe3+、Al3+和K+。取该溶液100mL,加入过量NaOH溶液,加热,得到0.02mol气体,同时产生红褐色沉淀;过滤,洗涤,灼烧,得到1.60g固体;向上述滤液中加足量BaCl2溶液,得到4.66g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c(Cl-)≥0.4mol·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 答题模板 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……等) ⇓ 得出结论(如“若……说明……,若……说明……”) [典例剖析] (NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。 【查阅资料】(NH4)2SO4在260℃和400℃时分解产物不同。 【实验探究】该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。 连接装置A-D-B,检查气密性,按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后,于400℃加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置D内溶液中有SO,无SO。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。 检验装置D内溶液中有SO,无SO的实验操作和现象是__________________________________。 专题训练 1.按要求回答下列问题: (1)结晶析出Na2S2O3·5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作、现象和结论: ________________________________________________________________________。 已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解:S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O 供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液 (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)_______________________。 2.已知:5SO+2IO+2H+===I2+5SO+H2O 某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、IO中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO的实验方案:取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在;__________________________________________。 实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。 3.为了探究AgNO3的氧化性,某化学兴趣小组设计了如下实验。 将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物,将溶液中的Ag+除尽后,进行了如下实验,可选用试剂:KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。 请完成下表: 操作 现象 结论 取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入KSCN溶液,振荡 存在Fe3+ 取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入________,振荡 存在Fe2+ 【实验结论】Fe的氧化产物为Fe2+和Fe3+。 4.某固体混合物,仅含有以下阴、阳离子中的某几种(不考虑水的电离): 阳离子 K+、Ba2+、Ag+、Mg2+、NH 阴离子 Cl-、SO、CO、AlO、MnO 为了判断该混合物的组成,现依次进行如下实验,根据实验现象,回答下列问题: (1)取该固体混合物,加水后固体完全溶解得到无色溶液,且未嗅到气味;用pH试纸测得溶液的pH为12。则混合物组成中肯定不存在的离子是________。 (2)向(1)所得溶液中滴加盐酸,开始有沉淀生成,继续滴加,沉淀消失,同时有无色无味气体逸出。则肯定存在的离子是________,可以排除的离子是________。 (3)取以上实验的上层澄清液,滴加AgNO3溶液,有白色沉淀生成。你认为还有哪些离子尚待检验:________(填离子符号),请你对尚待检验的离子提出合理的检验方法(要求写出具体的步骤、现象与结论):_____________________________________________。 1.(2016·全国卷Ⅱ,12)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 2.(2016·四川理综,3)下列关于离子共存或离子反应的说法正确的是( ) A.某无色溶液中可能大量存在H+、Cl-、MnO B.pH=2的溶液中可能大量存在Na+、NH、SiO C.Fe2+与H2O2在酸性溶液中的反应:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O D.稀硫酸和Ba(OH)2溶液的反应:H++SO+Ba2++OH-===BaSO4↓+H2O 3.(2015·广东理综,8)水溶液中能大量共存的一组离子是( ) A.NH、Ba2+、Br-、CO B.Cl-、SO、Fe2+、H+ C.K+、Na+、SO、MnO D.Na+、H+、NO、HCO 4.(2014·山东理综,12)下列有关溶液组成的描述合理的是( ) A.无色溶液中可能大量存在Al3+、NH、Cl-、S2- B.酸性溶液中可能大量存在Na+、ClO-、SO、I- C.弱碱性溶液中可能大量存在Na+、K+、Cl-、HCO D.中性溶液中可能大量存在Fe3+、K+、Cl-、SO 答案精析 考点一 知识梳理 1.不发生任何反应 发生反应 深度思考 (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在酸性条件下能氧化Fe2+ (5)Ca2+与SO、SiO反应生成沉淀 (6)S2O与H+反应:S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O (7)Cu2+、Fe3+与OH-反应生成沉淀 (8)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 (9)ClO-与H+生成弱电解质HClO不能大量共存 解题探究 1.①②③⑥ 2.①②③⑤ 3.①②④⑥⑨ 4.(3)(7)(8) 考点二 深度思考 1.(1)× (2)× (3)× 2.判断错误,检验Fe2+时,应先加KSCN溶液,再加氯水,否则,Fe3+干扰结果的判断。 3.向试液中,先加足量的Ba(NO3)2溶液,生成白色沉淀,过滤后,再向滤液中加入AgNO3溶液,仍有白色沉淀,且白色沉淀不溶于稀HNO3。 解题探究 1.B 2.D 3.B [本题主要考查常见离子的鉴别,意在考查学生的实验能力。A项,加入BaCl2溶液得到白色沉淀,原溶液中可能含有SO或SO或Ag+;B项,溶于CCl4呈紫色的为I2,即原溶液中含有I-;C项,观察K+的焰色反应应透过蓝色钴玻璃,排除Na+的干扰;D项,检验NH应加入浓NaOH溶液,且需要加热。] 4.A [根据①溶液中有Br-和CO,根据离子共存原则,不存在Al3+、Mg2+;根据②溶液中无SO;根据③不能确定是否含有I-,因为在①中氯水可能把I-氧化成IO,致使溶液不变蓝色。] 5.C [实验①说明原溶液中有水解呈碱性的SO,但其水解是分步进行的,A项错误;实验②说明原溶液中含有Br-,肯定会发生反应:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,但足量的氯水一定会与SO发生氧化还原反应,也是离子反应,B项错误;实验③说明所得溶液中含有SO(注意:该离子可能是原溶液本来含有的,也可能是SO在上步操作中被氯水氧化所得),实验④说明所得滤液中含有Cl-,C项正确;由实验①证明原溶液中含有SO,根据离子共存原则可知其中一定没有Ba2+,又根据溶液呈电中性,可知溶液中肯定有Na+,没有必要进行焰色反应来检验Na+的存在,D项错误。] 6.B 微专题5 [典例剖析] 取少量装置D内溶液于试管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀,加入足量稀盐酸后,沉淀完全溶解,放出无色刺激性气体 解析 (1)明确原理:依据题目要求,明确检验的原理,根据原理确定方法。如SO、SO都与Ba2+产生沉淀,但BaSO3可溶于盐酸但BaSO4不溶于盐酸。 (2)叙述操作:取液体(水层少量液体)、加试剂(如加BaCl2溶液、加盐酸酸化等)。 (3)描述现象:观察产生沉淀及沉淀如何变化要明确具体。 (4)得出结论:由什么现象得出对应结论,如“若……说明……,若……说明……”。 专题训练 1.(1)取少量产品溶于足量稀盐酸,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(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,若紫色褪去,证明矿石中含有FeO(不能加盐酸溶解) 2.从水层取少量溶液,加入1~2mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I-。另从水层取少量溶液,加入1~2mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有IO;若溶液不变蓝,说明废水中不含有IO 3.(从左到右,从上到下)溶液呈血红色 K3[Fe(CN)6]溶液 产生蓝色沉淀 4.(1)MnO、NH、Ag+、Mg2+ (2)AlO、CO、K+ Ba2+、SO (3)Cl- 取(1)中所得溶液少许于试管中,用硝酸酸化后滴加AgNO3溶液,若有白色沉淀生成则含有Cl-,否则不含Cl- 考能提升 1.C 2.C [A项,酸性条件下MnO将Cl-氧化为Cl2,不能大量共存且MnO显紫色;B项,酸性条件下,H+与SiO生成H2SiO3沉淀,不能大量共存;C项,酸性条件下H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,正确;D项,正确的离子方程式为2H++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O,错误。] 3.C [A项,Ba2+和CO因生成BaCO3沉淀,而不能大量共存;B项,SO与H+结合生成弱电解质H2SO3,而不能大量共存;C项,离子间互不反应,可以大量共存;D项,H+与HCO能反应生成CO2和H2O,而不能大量共存。] 4.C [A项,Al3+和S2-可以发生水解相互促进反应而不能大量共存,错误;B项,酸性溶液中,HClO具有强氧化性,能将I-氧化,错误;C项,弱碱性溶液中,Na+、K+、Cl-、HCO能大量共存;D项,Fe3+在pH为3.7的溶液中就可沉淀完全,则在中性溶液中生成Fe(OH)3沉淀,错误。]查看更多