通用版高考化學一輪復習第二章第4課時微觀探離子3__離子共存離子的檢驗與推斷講義含解析.docx

微觀探離子(3)離子共存、離子的檢驗與推斷考點一離子共存判斷多種離子能否大量共存于同一溶液中，歸納起來就是：一色、二性、三特殊、四反應。1一色溶液顏色幾種常見離子的顏色：離子Cu2Fe3Fe2MnO溶液顏色藍色棕黃色淺綠色紫紅色2二性溶液的酸堿性(1)在強酸性溶液中，OH及弱酸根陰離子(如CO、SO、S2、CH3COO等)不能大量存在。(2)在強堿性溶液中，H及弱堿陽離子(如NH、Al3、Fe3等)不能大量存在。3三特殊三種特殊情況(1)AlO與HCO不能大量共存：AlOHCOH2O=Al(OH)3CO。(2)“NOH”組合具有強氧化性，與S2、Fe2、I、SO等還原性的離子因發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存。(3)NH與CH3COO、CO，Mg2與HCO等組合中，雖然兩種離子都能水解且水解相互促進，但總的水解程度仍很小，它們在溶液中仍能大量共存。4四反應四種反應類型離子不能大量共存的常見類型有復分解反應型、氧化還原反應型、水解相互促進型和絡合反應型4種。(1)離子間發(fā)生復分解反應生成難電離物質(水、弱酸、一水合氨等)的離子不能大量共存。如H與CH3COO、CO、S2、SO等生成弱酸不能大量共存；OH與NH(稀溶液)生成弱堿不能大量共存；H與OH生成水不能大量共存。生成難溶物或微溶物的離子不能大量共存。陽離子不能大量共存的陰離子Ba2、Ca2、Pb2CO、SO_、SO、SiO、POFe3、Cu2、Fe2OH、S2、CO、HCO、SiO、AlOMg2、Al3、Zn2OH、CO、SiO、AlOHSiO、AlO生成氣體及揮發(fā)性物質的離子不能大量共存。離子不能大量共存的離子HS2O、CO、SO、HCO、HSO、S2、HSOHNH(濃溶液并加熱)(2)離子間發(fā)生氧化還原反應具有較強氧化性離子與具有較強還原性離子，會發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存。強氧化性離子還原性離子ClO、MnO、NO(H)、Fe3、Cr2O、FeOFe2(可與Fe3共存)、S2、I、SO、HS、HSO(3)離子間發(fā)生水解相互促進的反應當弱酸的酸根(如CO)與弱堿的陽離子(如Al3)同時存在于水溶液中時，弱酸的酸根水解生成的OH與弱堿的陽離子水解生成的H反應生成水，從而使兩種離子的水解平衡互相促進而向水解方向移動，甚至完全反應3CO2Al33H2O=3CO22Al(OH)3。常見的因發(fā)生相互促進的水解反應而不能大量共存的離子如下：Al3與CO、HCO、S2、HS、AlO、SiO。Fe3與CO、HCO、AlO、SiO。(4)離子間發(fā)生絡合反應離子間因發(fā)生絡合反應而不能大量共存，中學常見的反應有Fe3與SCN因生成Fe(SCN)3而不能大量共存。Ag與NH3H2O因生成而不能大量共存。Cu2與NH3H2O因生成Cu(NH3)42而不能大量共存?？挤ň隹挤ㄒ活}干中無限制條件下的離子共存1水溶液中能大量共存的一組離子是()ANH、Ba2、Br、COBCl、SO、Fe2、HCK、Na、SO、MnO DNa、H、NO、HCO解析：選CABa2與CO能反應生成BaCO3沉淀，不能大量共存。B.SO與H能反應生成SO2和H2O，SO與Fe2能生成沉淀FeSO3，不能大量共存。C.離子之間不反應，可以大量共存。D.H與HCO能反應生成CO2和H2O，不能大量共存。2(2019唐山模擬)下列能大量共存的離子組是()AK、AlO、NO、Ba2 BNa、NH、Cl、OHCK、Mg2、SO、CO DH、Na、HCO、SO解析：選AA項中的四種離子之間不反應，可以大量共存，正確；B項中的NH與OH反應生成弱堿NH3H2O而不能大量共存，錯誤；C項中的Mg2與CO反應生成沉淀MgCO3而不能大量共存，錯誤；D項中的H與HCO反應生成氣體CO2和弱電解質H2O而不能大量共存，錯誤?？挤ǘ}干中有限制條件下的離子共存3(2019泉州質檢)在溶液中加入過量Na2O2后仍能大量共存的是()ANH、Ba2、Cl、NO BK、SiO、AlO、SOCFe2、Mg2、SCN、Cl DNa、HCO、SO、I解析：選B在溶液中加入過量Na2O2，發(fā)生反應2Na2O22H2O=4Na4OHO2。NH、OH發(fā)生反應，不能大量共存，A錯誤；K、SiO、AlO、SO、OH之間不反應，能大量共存，B正確；Na2O2可氧化Fe2，且Fe2、Mg2均與OH發(fā)生反應，氧化生成的Fe3還可與SCN發(fā)生絡合反應，不能大量共存，C錯誤；HCO、OH發(fā)生反應，Na2O2會氧化SO、I，不能大量共存，D錯誤。4(2019南開中學月考)下列各組離子能大量共存，當溶液中c(H)101 molL1時，有氣體產(chǎn)生；而當溶液中c(H)1013 molL1時，又能生成沉淀。該組離子可能是()ANa、Mg2、NO、HCO、SOBPb2、Ba2、K、Cl、S2CPb2、Fe2、Na、SO、NODAl3、NH、SO、Cl、CO解析：選A在酸性溶液中HCO與H反應放出二氧化碳，在堿性溶液中，Mg2與OH反應生成氫氧化鎂沉淀，A正確；Pb2與S2能夠反應生成沉淀，不能大量共存，B錯誤；Pb2、SO能夠反應生成沉淀，不能大量共存，C錯誤；Al3與CO發(fā)生相互促進的水解反應而不能大量共存與題意不符，D錯誤?？挤ㄈx項中有限制條件下的離子共存5(2017江蘇高考)常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是()A無色透明的溶液中：Fe3、Mg2、SCN、ClB.11012的溶液中：K、Na、CO、NOCc(Fe2)1 molL1的溶液中：K、NH、MnO、SOD能使甲基橙變紅的溶液中：Na、NH、SO、HCO解析：選BFe3為黃色，且Fe3與SCN反應會生成紅色Fe(SCN)3而不能大量共存，A項錯誤；四種離子之間不發(fā)生反應，溶液中c(H)c(OH)，呈堿性，四種離子與OH可以共存，B項正確；MnO可以氧化Fe2，C項錯誤；能使甲基橙變紅的溶液呈酸性，H與溶液中的HCO反應可生成CO2和H2O，二者不能大量共存，D項錯誤。6常溫下，下列各種溶液中，一定不能大量共存的離子組是()ApH0的溶液中：Fe2、Cl、SO、IB由水電離出的c(H)1014 molL1的溶液中：Na、AlO、S2、SOC含有大量Fe3的溶液中：Mg2、Al3、Cu2、SOD使紫色石蕊溶液變紅色的溶液中：K、Na、Ca2、HCO解析：選DpH0的溶液呈酸性，酸性溶液中Fe2、Cl、SO、I相互不反應，能大量共存，A不符合題意；由水電離出的c(H)1014 molL1的溶液可能顯酸性也可能顯堿性，若為酸性溶液，則AlO、S2都不能存在，若為堿性溶液，則Na、AlO、S2、SO之間相互不反應，可以共存，B不符合題意；含有大量Fe3的溶液中，Mg2、Al3、Cu2、SO、Fe3之間都不反應，能大量共存，C不符合題意；使紫色石蕊溶液變紅色的溶液呈酸性，則HCO不能大量存在，D符合題意。備考方略巧判離子共存題的四步驟第一步：細審題干關鍵點(1)注意“一定大量共存”“可能大量共存”“不能大量共存”“因發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存”等關鍵點。(2)注意“透明溶液”意味著無難溶物和微溶物，但并不意味著溶液無色。第二步：分析限制條件隱含條件分析解讀無色溶液有色離子不能大量存在使甲基橙呈紅色或pH1溶液顯酸性，無大量的OH及弱酸的酸根離子或酸式酸根離子遇酚酞呈紅色或pH13溶液顯堿性，無大量的H及弱堿的陽離子、弱酸的酸式酸根離子與Al反應放出H2溶液可能顯酸性，也可能顯強堿性，顯酸性時不能含NO由水電離出的c(H)11013 molL1溶液可能顯酸性，也可能顯堿性通入足量的CO2(或NH3)溶液顯酸性(或堿性)因發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存能發(fā)生氧化還原反應的氧化性離子和還原性離子不能共存，不是復分解反應等其他離子反應類型“一定”“可能”還是“不能”大量共存確定是“可能性”還是“肯定性”加水稀釋，減小說明該溶液顯酸性稀釋的是溶質，溶質c(H)減小，而c(OH)增大某溶液的lg12該溶液顯酸性第三步：抓住反應發(fā)生條件(1)清楚生成氣體、沉淀、弱電解質的復分解反應。(2)特別注意常見的氧化還原反應。(3)熟記相互促進的水解反應。(4)牢記能發(fā)生的絡合反應。第四步：注意特殊情況(1)S2與SO在堿性條件可以共存，但在酸性條件下則會發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存。(2)NO在堿性和中性環(huán)境中沒有氧化性，酸性環(huán)境中具有氧化性。(3)ClO在酸性、中性和堿性環(huán)境中均有較強的氧化性?？键c二離子的檢驗與推斷1常見離子的檢驗方法根據(jù)離子性質不同而在實驗中所表現(xiàn)出的現(xiàn)象不同，可把檢驗離子的方法歸納為三種類型：生成氣體，如NH、CO的檢驗；顯現(xiàn)特殊顏色，如Fe3、K的檢驗；生成沉淀，如Cl、SO的檢驗；其具體表現(xiàn)如下。(1)氣體法NH濃NaOH溶液(加熱)和濕潤的紅色石蕊試紙生成無色、具有刺激性氣味、能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體SO稀硫酸、品紅溶液生成無色、具有刺激性氣味、能使品紅溶液褪色的氣體CO稀鹽酸、澄清石灰水產(chǎn)生無色無味、能使澄清石灰水變渾濁的氣體NO稀硫酸、金屬銅溶液變藍色，有無色、具有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，遇空氣后氣體變紅棕色(2)顯色法H紫色石蕊溶液石蕊溶液變紅I氯水、淀粉溶液淀粉溶液變藍Fe3KSCN溶液溶液呈血紅色Fe2K3Fe(CN)6(鐵氰化鉀)溶液藍色沉淀KSCN溶液、氯水加KSCN后無顏色變化，再滴加氯水溶液變成血紅色Na、K鉑絲、稀鹽酸火焰呈黃色(Na)，透過藍色鈷玻璃觀察火焰呈紫色(K) (3)沉淀法離子試劑現(xiàn)象Cl、Br、IAgNO3溶液、稀硝酸AgCl(白色沉淀)、AgBr(淡黃色沉淀)、AgI(黃色沉淀)SO稀鹽酸、BaCl2溶液白色沉淀Fe2NaOH溶液白色沉淀灰綠色沉淀紅褐色沉淀Al3NaOH溶液先生成白色沉淀，NaOH過量后沉淀逐漸溶解Mg2NaOH溶液生成白色沉淀，NaOH過量，沉淀不溶解Ba2稀H2SO4(或硫酸鹽溶液)、稀硝酸生成不溶于稀硝酸的白色沉淀Ag鹽酸(或氯化物溶液)、稀硝酸生成不溶于稀硝酸的白色沉淀氨水先生成白色沉淀，若氨水過量，沉淀逐漸溶解POAgNO3溶液、稀硝酸生成黃色沉淀，沉淀可溶于稀硝酸SiO稀硝酸白色絮狀沉淀S2CuSO4或CuCl2溶液黑色沉淀AlO稀鹽酸開始生成白色沉淀，稀鹽酸過量后沉淀逐漸溶解2?？妓姆N離子的檢驗排“干擾”措施(1)SO的檢驗檢驗方法排除干擾Ag的干擾先用鹽酸酸化，能防止Ag干擾CO、SO的干擾因為BaCO3、BaSO3也是白色沉淀，與BaSO4白色沉淀不同的是這些沉淀能溶于鹽酸中，因此檢驗SO時，必須用鹽酸酸化(不能用HNO3、H2SO4酸化)注意事項所用的鋇鹽不能用Ba(NO3)2溶液，因為在酸性條件下，SO、HSO會被溶液中的NO(H)氧化成SO，從而得出錯誤結論。(2)CO的檢驗檢驗方法排除干擾HCO的干擾若被檢液中不含CO而含有HCO，則加入CaCl2(或BaCl2)溶液時不會產(chǎn)生白色沉淀，故可用BaCl2(或CaCl2)溶液排除干擾SO的干擾因為CaSO3與CaCO3一樣，也是白色沉淀，且CaSO3也能與鹽酸反應產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體(SO2)，但SO2是有刺激性氣味的氣體，故可用無色無味來排除SO的干擾(3)Cl的檢驗干擾離子排干擾措施SO加過量的Ba(NO3)2溶液CO加稀HNO3酸化OH(4)Fe2的檢驗溶液中只含F(xiàn)e2：可用KSCN溶液和氯水檢驗，不考慮干擾問題。溶液中含F(xiàn)e2、Fe3，不含Cl時，可加入酸性KMnO4溶液，溶液褪色，說明溶液中含有Fe2，不能用KSCN溶液和氯水，原因是Fe3形成干擾。溶液中含有Fe2、Fe3、Cl時，加入K3Fe(CN)6(鐵氰化鉀)溶液，生成藍色沉淀，不能用酸性KMnO4溶液，原因是Cl也能使酸性KMnO4溶液褪色，Cl能形成干擾。典例1(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料，受熱易分解。某興趣小組擬探究其分解產(chǎn)物。查閱資料(NH4)2SO4在260 和400 時分解產(chǎn)物不同。實驗探究該小組擬選用下圖所示裝置進行實驗(夾持和加熱裝置略)。連接裝置ADB，檢查氣密性，按圖示重新加入試劑。通入N2排盡空氣后，于400 加熱裝置A至(NH4)2SO4完全分解無殘留物，停止加熱，冷卻，停止通入N2。觀察到裝置A、D之間的導氣管內有少量白色固體。經(jīng)檢驗，該白色固體和裝置D內溶液中有SO，無SO。進一步研究發(fā)現(xiàn)，氣體產(chǎn)物中無氮氧化物。檢驗裝置D內溶液中有SO，無SO的實驗操作和現(xiàn)象是_。答案取少量裝置D內溶液于試管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入足量稀鹽酸后，沉淀完全溶解，放出無色刺激性氣味氣體備考方略高考中有關離子檢驗類答題模板例如：檢驗某溶液中含有Fe2而不含F(xiàn)e3的方法是取適量溶液于潔凈的試管中，滴加幾滴KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再向溶液中滴加幾滴H2O2(或新制氯水)，溶液變?yōu)榧t色，說明溶液中含有Fe2而不含F(xiàn)e3。對點練1下列離子檢驗的方法正確的是()A某溶液有白色沉淀，說明原溶液中有ClB某溶液有白色沉淀，說明原溶液中有SOC某溶液有藍色沉淀，說明原溶液中有Cu2D某溶液生成無色氣體，說明原溶液中有CO解析：選CA項，也可能含有CO等離子，錯誤。B項，也可能含有Ag等離子，錯誤。D項，也可能含有HCO，錯誤。對點練2向四支試管中分別加入少量不同的無色溶液進行如下操作，結論正確的是()選項操作現(xiàn)象結論A滴加BaCl2溶液生成白色沉淀原溶液中有SOB滴加氯水和CCl4，振蕩、靜置下層溶液顯紫色原溶液中有IC用潔凈鉑絲蘸取溶液進行焰色反應火焰呈黃色原溶液中有Na、無KD滴加稀NaOH溶液，將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口試紙不變藍原溶液中無NH解析：選B滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成，不能說明原溶液中有SO，因為若溶液中含有SO、CO、Ag等，滴加BaCl2溶液也都生成白色沉淀，故A錯誤；氯水中的氯氣和碘離子反應生成碘單質，四氯化碳把碘單質從水溶液中萃取出來，四氯化碳密度比水大，下層溶液顯紫色，所以滴加氯水和四氯化碳，若下層溶液顯紫色，說明原溶液中有碘離子，故B正確；Na的黃色火焰可以覆蓋K的淺紫色火焰，故檢驗K需透過藍色鈷玻璃觀察火焰，故C錯誤；氨氣極易溶于水，若溶液中含有少量的NH，需滴加濃NaOH溶液且加熱才會放出氨氣，故D錯誤。1應用“四項基本原則”進行離子推斷2電荷守恒在離子反應定量推斷試題中的應用解與離子反應有關的定量推斷類試題，需要掌握定量推斷最后一種離子存在的方法；如果多種離子共存，且只有一種離子的物質的量未知，可以用電荷守恒來確定最后一種離子是否存在，即陽離子所帶的正電荷總數(shù)等于陰離子所帶的負電荷總數(shù)。典例2有一無色透明溶液，欲確定是否含有下列離子：K、Mg2、Al3、Fe2、Ba2、NO、SO、Cl、I、HCO，取該溶液實驗如表所示：實驗步驟實驗現(xiàn)象取少量該溶液，加幾滴甲基橙溶液變紅色取少量該溶液加熱濃縮，加Cu片和濃H2SO4，加熱有無色氣體產(chǎn)生，氣體遇空氣可以變成紅棕色取少量該溶液，加BaCl2溶液有白色沉淀生成取中上層清液，加AgNO3溶液有穩(wěn)定的白色沉淀生成，且不溶于HNO3取少量該溶液，加NaOH溶液有白色沉淀生成，當NaOH過量時沉淀部分溶解由此判斷：(1)溶液中肯定存在的離子是_，溶液中肯定不存在的離子是_。(2)為進一步確定其他離子，應該補充的實驗及對應欲檢驗的離子(如為溶液反應，說明使用試劑的名稱，不必寫詳細操作步驟)為_。解題流程審題干信息由題干信息“無色透明”再結合肯定性原則，可推斷出溶液中有色離子不能存在，故不含F(xiàn)e2。由實驗現(xiàn)象可獲取以下解題信息實驗現(xiàn)象獲取信息溶液變紅色可知溶液呈酸性，利用互斥性原則，H與HCO發(fā)生反應而不能共存，說明溶液中不含HCO有無色氣體產(chǎn)生，氣體遇空氣可以變成紅棕色可判斷氣體為NO，根據(jù)原子守恒從而判斷溶液中含有NO，再利用互斥性原則，H、NO具有強氧化性與I發(fā)生反應而不能共存，說明溶液中不含I有白色沉淀生成判斷溶液中含有SO，利用互斥性原則，Ba2與SO發(fā)生反應而不能共存，說明溶液中不含Ba2有穩(wěn)定的白色沉淀生成，且不溶于HNO3由進出性原則可知實驗向溶液中引入了Cl，故無法判斷原溶液中Cl是否存在有白色沉淀生成，當NaOH過量時沉淀部分溶解判斷溶液中含有Mg2和Al3通過獲取的解題信息，可得以下結論：溶液中肯定存在的離子為Al3、Mg2、NO、SO；肯定不存在的離子為Fe2、Ba2、I、HCO。第(2)問解題思路通上以上現(xiàn)象分析和判斷，不能確定溶液中是否含有K和Cl，需進一步檢驗：a檢驗是否含有K，通過藍色的鈷玻璃觀察焰色反應，如果為紫色則含K，否則不含K；b檢驗是否含有Cl，需先加入過量的Ba(NO3)2溶液使SO完全沉淀，再取上層清液，加入AgNO3溶液，如有白色沉淀生成則含有Cl，否則不含Cl。答案(1)Al3、Mg2、NO、SOFe2、Ba2、I、HCO(2)焰色反應，檢驗K；Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液，檢驗Cl對點練3保護水資源、合理利用廢水、節(jié)省水資源、加強廢水的回收利用已被越來越多的人所關注。已知：某無色廢水中可能含有H、NH、Fe3、Al3、Mg2、Na、NO、CO、SO中的幾種，為分析其成分，分別取廢水樣品1 L，進行了三組實驗，其操作和有關圖像如下所示：請回答下列問題：(1)根據(jù)上述3組實驗可以分析廢水中一定不存在的陰離子是_，一定存在的陽離子是_。(2)寫出實驗圖像中沉淀達到最大量且質量不再發(fā)生變化階段發(fā)生反應的離子方程式：_。(3)分析圖像，在原溶液中c(NH)與c(Al3)的比值為_，所得沉淀的最大質量