2018届一轮复习鲁科版离子共存离子的检验和推断学案

2018届一轮复习鲁科版离子共存离子的检验和推断学案

第 5 讲　离子共存　离子的检验和推断 考点一　离子共存 【基础知识梳理】 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－4 (紫)、Cu2＋(蓝)、Fe2＋(浅绿)、Fe3＋(黄) 氧化性 ClO－、MnO－4 、NO－3 (H＋)、Fe3＋、Cr2O2－7 还原性 S2－(HS－)、SO2－3 (HSO－3 )、I－、Br－、Cl－、Fe2＋ 水解显酸性 NH＋4 、Mg2＋、Al3＋、Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋ 水解显碱性 [Al(OH)4]－、S2－、SO2－3 、CO2－3 、SiO2－3 、ClO－、CH3COO－ 酸式酸根离子 HCO－3 、HS－、HSO－3 、HPO2－4 、H2PO－4 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＋ CO2－3 、HCO－3 、S2－、HS－、[Al(OH)4]－、ClO－ Fe3＋ CO2－3 、HCO－3 、[Al(OH)4]－、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－3 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， c(H＋) c(OH－)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 c(H＋) c(OH－)＝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－、SO2－4 、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 －3 的溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO2－4 ______________________________ ________________________________________________________________________。 (5)常温下，pH＝12 的溶液：K＋、Cl－、SO2－3 、SiO2－3 、Ca2＋____________________。 (6)c(H＋)＝0.1mol·L－1 的溶液：Na＋、NH＋4 、SO2－4 、S2O2－3 ______________________。 (7)使 pH 试纸显蓝色的溶液中：Cu2＋、NO－3 、Fe3＋、SO2－4 ______________________。 (8)与铝粉反应放出氢气的无色溶液中：NO－3 、Al3＋、Na＋、SO2－4 ________________ ________________________________________________________________________。 (9)pH＝0 的溶液中：Al3＋、NH＋4 、Ca2＋、ClO－________________________________ ________________________________________________________________________。 【解题探究】 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＋、CO2－3 、NO－3 ③Na＋、HCO－3 、H＋、NO－3 ④Al3＋、Fe3＋、NO－3 、SO2－4 ⑤K＋、Na＋、[Al(OH)4]－、NO－3 ⑥Na＋、H＋、Cl－、OH－ ⑦Cu2＋、Fe2＋、Cl－、SO2－4 ⑧K＋、Na＋、SiO2－3 、NO－3 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－3 、Fe2＋、Na＋ ②Na＋、Fe3＋、I－、Cl－ ③H＋、S2－、SO2－3 、SO2－4 ④SO2－4 、NO－3 、Na＋、H＋ ⑤I－、ClO－、K＋、H＋ ⑥Na＋、K＋、MnO－4 、Cl－ ⑦Fe3＋、Ca2＋、H＋、NO－3 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－3 、Cl－、K＋ ②Al3＋、SiO2－3 、Na＋、Cl－ ③Fe3＋、NH＋4 、SO2－4 、S2－ ④Fe3＋、Cl－、Na＋、CO2－3 ⑤Al3＋、Fe3＋、SCN－、Cl－ ⑥Na＋、Al3＋、NO－3 、[Al(OH)4]－ ⑦Na＋、Ca2＋、HCO－3 、HSO－4 ⑧S2O2－3 、Na＋、H＋、SO2－4 ⑨Na＋、Al3＋、SO2－4 、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 －3 的溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO2－4 (3)常温下，pH＝12 的溶液：K＋、Cl－、SO2－4 (4)c(H＋)＝0.1mol·L－1 的溶液：Na＋、NH＋4 、SO2－4 、S2O2－3 (5)使 pH 试纸显蓝色的溶液：Cu2＋、NO－3 、Fe3＋、SO2－4 (6)与铝粉反应放出 H2 的无色溶液：NO－3 、Al3＋、Na＋、SO2－4 (7)使红色石蕊试纸变蓝的溶液：SO2－4 、CO2－3 、Na＋、K＋ (8)常温下 c(H＋) c(OH－)＝1×10－12 的溶液：K＋、[Al(OH)4]－、CO2－3 、Na＋ (9)中性溶液：Fe3＋、Al3＋、NO－3 、SO2－4 (10)使甲基橙变红色的溶液：Mg2＋、K＋、SO2－4 、SO2－3 (11)使酚酞变红色的溶液：Na＋、Cu2＋、Fe2＋、NO－3 考点二　离子的检验和推断 【基础知识梳理】 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) SO2－4 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＋4 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 CO2－3 稀盐酸和澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 SO2－3 、HSO－3 、 HCO －3 有干扰 SO2－3 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 HSO －3 有干扰 溶液退色 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 KSCN 溶液 红色 Fe3＋ 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－4 、CrO2－4 、Cr2O2－7 )。 (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 SO2－4 (　　) (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 SO2－4 (　　) (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 CO2－3 (　　) 2．向某溶液中滴加氯水，再加入 KSCN 溶液，溶液变红色，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 SO2－4 ？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 【解题探究】 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 2－4 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 2－3 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 CO2－3 D 向某溶液中滴加 NaOH 溶液，先产生白 该溶液中可能含有 Al3＋ 色沉淀，后沉淀溶解 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 SO2－4 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＋4 规律总结 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 2－4 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 －3 将溶液中的 SO 2－3 氧化成 SO 2－4 而造成新的干扰。其一般检验流程为 先溶解后检验→先物理后化学→先取样后反应→排干扰加试剂→依现象得结论 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－、CO2－3 、SO2－3 、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＋、SO2－3 B．Mg2＋、CO2－3 、I－ C.Al3＋、SO2－3 、I－ D．Al3＋、Br－、SO2－3 5．某无色溶液中可能含有 Na＋、Ba2＋、Cl－、Br－、SO2－3 、SO 2－4 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：SO2－3 ＋2H2OH2SO3＋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＋＋SO2－4 ===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－、SO2－4 、CO2－3 、NH＋4 、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．SO2－4 、NH ＋4 一定存在，Cl－可能不存在 D．CO2－3 、Al3＋一定不存在，K＋可能存在 答案解析 考点一 基础知识梳理 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 －3 在酸性条件下能氧化 Fe2＋ (5)Ca2＋与 SO2－3 、SiO 2－3 反应生成沉淀 (6)S2O 2－3 与 H＋反应：S2O2－3 ＋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 －3 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 4．A　[根据①溶液中有 Br－和 CO2－3 ，根据离子共存原则，不存在 Al3＋、Mg2＋；根据②溶 液中无 SO2－3 ；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－3 ，致使溶 液不变蓝色。] 5．C 6．B　[根据加入过量 NaOH 溶液，加热，得到 0.02mol 气体，说明有 NH＋4 ，为 0.02mol，同 时产生红褐色沉淀，说明有 Fe3＋，而且为 0.02mol，则没有 CO2－3 ；根据不溶于盐酸的 4.66g 沉淀，说明有 SO2－4 ，且为 0.02mol，则根据电荷守恒可知一定有 Cl－，至少有 0.04mol，B 正 确。]