2019大二輪高考總復習化學第一部分專題04高頻題型03離子反應(yīng)的應(yīng)用離子檢驗與推斷

高頻題型三離子反應(yīng)的應(yīng)用——離子檢驗與推斷1．離子檢驗的三種常見方法離子試劑現(xiàn)象注意沉淀法Cl－、Br－、I－AgNO3溶液和稀HNO3AgCl(白色)、AgBr(淡黃色)、AgI(黃色)SOeq\o\al(2－,4)稀鹽酸和BaCl2溶液白色沉淀先用稀鹽酸酸化，后加BaCl2溶液Fe2＋NaOH溶液白色沉淀→灰綠色沉淀→紅褐色沉淀Fe3＋NaOH溶液紅褐色沉淀Al3＋NaOH溶液白色沉淀→溶解氣體法NHeq\o\al(＋,4)濃NaOH溶液和濕潤的紅色石蕊試紙產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，且氣體能使紅色石蕊試紙變藍加熱才能使NH3逸出COeq\o\al(2－,3)稀鹽酸和石灰水石灰水變渾濁排除HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)的干擾SOeq\o\al(2－,3)稀H2SO4和品紅溶液產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，且氣體能使品紅溶液褪色排除HSOeq\o\al(－,3)的干擾顯色法I－氯水(少量)，CCl4下層為紫色Fe2＋KSCN溶液和氯水先是無變化，滴加氯水后變紅色先加KSCN溶液，無變化，再加氯水Fe3＋①KSCN溶液紅色②苯酚溶液紫色Na＋、K＋鉑絲和稀鹽酸火焰分別為黃色、紫色K＋要透過藍色鈷玻璃片觀察2．離子推斷的四項原則(1)肯定性原則：根據(jù)實驗現(xiàn)象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的離子。(2)互斥性原則：在肯定某些離子的同時，結(jié)合離子共存規(guī)律，否定一些離子的存在(要注意題目中的隱含條件，如：酸性、堿性、指示劑的變化、與鋁反應(yīng)產(chǎn)生H2、水的電離情況等)。(3)電中性原則：溶液呈電中性，一定既有陽離子，又有陰離子，且溶液中正電荷總數(shù)與負電荷總數(shù)相等(這一原則可幫助確定一些隱含的離子)。(4)進出性原則：通常是在實驗過程中使用，是指在實驗過程中反應(yīng)生成的離子或引入的離子對后續(xù)實驗的干擾。1．(2016·全國甲卷)某白色粉末由兩種物質(zhì)組成，為鑒別其成分進行如下實驗：①取少量樣品加入足量水仍有部分固體未溶解；再加入足量稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，固體全部溶解；②取少量樣品加入足量稀硫酸有氣泡產(chǎn)生，振蕩后仍有固體存在。該白色粉末可能為()A．NaHCO3、Al(OH)3 B．AgCl、NaHCO3C．Na2SO3、BaCO3 D．Na2CO3、CuSO4解析：本題的解題關(guān)鍵在于熟悉各物質(zhì)的水溶性及相應(yīng)反應(yīng)規(guī)律。NaHCO3可溶，Al(OH)3不溶，加足量稀鹽酸時，NaHCO3與鹽酸反應(yīng)放出CO2氣體，而Al(OH)3完全溶解。向樣品中加入足量稀硫酸時，有氣泡產(chǎn)生，且固體全部溶解，不符合實驗②，A項不符合題意。AgCl不溶于鹽酸，不符合實驗①，B項不符合題意。C項中兩物質(zhì)符合實驗①現(xiàn)象，加入足量水后有固體物質(zhì)(BaCO3、BaSO3均不溶)，再加入稀鹽酸，產(chǎn)生SO2氣體，固體全部溶解；也符合實驗②現(xiàn)象，加入足量稀硫酸產(chǎn)生SO2氣體，并生成BaSO4沉淀，C項符合題意。D項中CuCO4和Na2CO3均能溶于稀硫酸。答案：C2．(2016·上海卷改編)已知：SOeq\o\al(2－,3)＋I2＋H2O→SOeq\o\al(2－,4)＋2I－＋2H＋。某溶液中可能含有Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、Fe2＋、K＋、I－、SOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)，且所有離子物質(zhì)的量濃度相等。向該無色溶液中滴加少量溴水，溶液仍呈無色。下列關(guān)于該溶液的判斷正確的是()A．肯定不含I－ B．肯定含有SOeq\o\al(2－,4)C．肯定含有SOeq\o\al(2－,3) D．肯定含有NHeq\o\al(＋,4)解析：溶液本身無色，說明沒有Fe2＋。加入溴水仍然無色，說明溴水發(fā)生了反應(yīng)，且產(chǎn)物無色，I－和SOeq\o\al(2－,3)均可與溴水反應(yīng)使溴水褪色，此時反應(yīng)后溶液無色，說明沒有I2，則原溶液中一定有SOeq\o\al(2－,3)。由于SOeq\o\al(2－,3)的還原性比I－強，故I－是否存在無法判斷。因所有離子濃度相等，則根據(jù)電荷守恒可判斷SOeq\o\al(2－,4)肯定沒有。故選C。答案：C該類題目綜合性較強，多結(jié)合化學實驗進行定性考查，有時候涉及電荷守恒進行定量考查。定性推斷離子1．某溶液可能含Na＋、Fe3＋、Al3＋、SiOeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－中的幾種離子。為了確定其成分，設(shè)計了如下實驗：①取少量溶液于試管，滴加鹽酸，觀察到有大量氣泡逸出，得到透明溶液；②在①反應(yīng)后的溶液中滴加硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀。下列推斷正確的是()A．溶液中一定含Na＋、Cl－B．溶液中可能含SOeq\o\al(2－,4)、Fe3＋C．溶液中一定含HCOeq\o\al(－,3)、Cl－D．溶液中一定不含SiOeq\o\al(2－,3)、Al3＋、Fe3＋解析：①取少量溶液于試管，滴加鹽酸，觀察到有大量氣泡逸出，得到透明溶液，因此不存在SiOeq\o\al(2－,3)，一定存在HCOeq\o\al(－,3)，則一定不存在Fe3＋、Al3＋；②在①反應(yīng)后的溶液中滴加硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀，白色沉淀可能是氯化銀或硫酸銀。A.根據(jù)溶液顯電中性可知溶液中一定含Na＋、不一定含有氯離子，A錯誤；B.溶液中可能含SOeq\o\al(2－,4)，一定不存在Fe3＋，B錯誤；C.溶液中一定含HCOeq\o\al(－,3)，不一定含有Cl－，C錯誤；D.溶液中一定不含SiOeq\o\al(2－,3)、Al3＋、Fe3＋，D正確。答案：D2．為確定某溶液的離子組成，進行如下實驗：①測定溶液的pH，溶液顯強堿性。②另取少量溶液加入稀鹽酸至溶液呈酸性，產(chǎn)生無刺激性、能使澄清石灰水變渾濁的氣體。③在②中溶液再滴加Ba(NO3)2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。④?、壑猩蠈忧逡豪^續(xù)滴加Ba(NO3)2溶液至無沉淀時，再滴加AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀。根據(jù)實驗以下推測正確的是()A．一定有SOeq\o\al(2－,3)離子B．一定有Cl－離子C．一定有COeq\o\al(2－,3)離子D．不能確定HCOeq\o\al(－,3)離子是否存在解析：①測定溶液的pH，溶液顯強堿性，說明有OH－、一定沒有HCOeq\o\al(－,3)。②取少量溶液加入稀鹽酸至溶液呈酸性，產(chǎn)生無刺激性、能使澄清石灰水變渾濁的氣體，說明有COeq\o\al(2－,3)，無SOeq\o\al(2－,3)。③在上述溶液中再滴加Ba(NO3)2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明有SOeq\o\al(2－,4)；④取上層清液繼續(xù)滴加Ba(NO3)2溶液至無沉淀時，再滴加AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，不能說明有Cl－，因為前面已加入稀鹽酸，因此溶液中一定有COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)，綜上所述，故C正確。答案：C定量推斷離子3．某100mL溶液可能含有Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、Fe3＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－中的若干種，取該溶液進行連續(xù)實驗，實驗過程如下(所加試劑均過量，氣體全部逸出)：下列說法不正確的是()A．原溶液一定存在COeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,4)，一定不存在Fe3＋B．原溶液一定存在Cl－，可能存在Na＋C．原溶液中c(Cl－)≥0.1mol·L－1D．若原溶液中不存在Na＋，則c(Cl－)＜0.1mol·L－1解析：加入氯化鋇溶液，生成沉淀，一定含有碳酸根或硫酸根中的一種，則該沉淀為BaSO4、BaCO3中的一種，沉淀部分溶解于鹽酸，所以一定是BaSO4、BaCO3的混合物，一定存在COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)，硫酸鋇沉淀是2.33g，物質(zhì)的量是eq\f(2.33g,233g·mol－1)＝0.01mol，碳酸根離子的物質(zhì)的量是eq\f(4.30g－2.33g,197g·mol－1)＝0.01mol，碳酸根和鐵離子不共存，一定不存在Fe3＋，所得到的濾液中加入氫氧化鈉，出現(xiàn)氣體，為氨氣，一定含有銨根離子，根據(jù)元素守恒，n(NHeq\o\al(＋,4))＝eq\f(1.12L,22.4L·mol－1)＝0.05mol，根據(jù)電荷守恒，陽離子所帶正電荷的物質(zhì)的量之和＝0.05mol，陰離子所帶負電荷的物質(zhì)的量之和＝0.01mol×2＋0.01mol×2＝0.04mol，所以一定存在氯離子，鈉離子不能確定，n(Cl－)≥0.01mol，所以c(Cl－)≥0.1mol·L－1。A項，原溶液一定存在COeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,4)、Cl－，一定不存在Fe3＋，故A正確；B項，原溶液一定存在Cl－，可能存在Na＋，故B正確；C項，原溶液中c(Cl－)≥0.1mol·L－1，故C正確；D項，若原溶液中不存在Na＋，則c(Cl－)＝0.1mol·L－1，故D錯誤；故選D。答案：D電荷守恒法確定離子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(zhì)的量未知，可以用電荷守恒來確定最后一種離子是否存在，即陽離子所帶正電荷總數(shù)等于陰離子所帶負電荷總數(shù)。綜合推斷及應(yīng)用4．某工業(yè)廢水中僅含下表離子中的5種(不考慮水的電離及離子的水解)，且各種離子的物質(zhì)的量濃度相等，均為0.1mol/L。陽離子K＋Cu2＋Fe3＋Al3＋Fe2＋陰離子Cl－COeq\o\al(2－,3)NOeq\o\al(－,3)SOeq\o\al(2－,4)SiOeq\o\al(2－,3)甲同學欲探究廢水的組成，進行了如下實驗：Ⅰ.用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無紫色火焰(透過藍色鈷玻璃觀察)。Ⅱ.取少量溶液于試管中，加入KSCN溶液后無明顯變化。Ⅲ.另取少量溶液于試管中，加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變。Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。請推斷：(1)由Ⅰ、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽離子是__________(寫離子符號)。(2)甲同學最終確定原溶液中所含陰離子是________(寫離子符號)。(3)Ⅲ中加入少量鹽酸生成無色氣體的離子方程式是_______________________________________________________________________。(4)另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后過濾，洗滌，灼燒至恒重，得到的固體質(zhì)量為________g。(5)工業(yè)廢水中常含有不同類型的污染物，可采用不同的方法處理。以下是乙同學針對含不同污染物的廢水提出的處理措施和方法，其中正確的是________。選項污染物處理措施方法類別A廢酸加生石灰中和物理法BCu2＋等重金屬離子加硫酸鹽沉降化學法C含復雜有機物的廢水通過微生物代謝物理法D堿性的廢水用CO2中和化學法解析：Ⅰ.用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無紫色火焰(透過藍色鈷玻璃觀察)，說明沒有K＋。Ⅱ.取少量溶液于試管中，加入KSCN溶液后無明顯變化，說明沒有Fe3＋。Ⅲ.另取少量溶液于試管中，加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變，說明Fe2＋與NOeq\o\al(－,3)和H＋反應(yīng)生成NO，即溶液中有Fe2＋、NOeq\o\al(－,3)，加鹽酸溶液中陰離子種類不變，說明原溶液中有Cl－，加鹽酸溶液依然澄清說明沒有SiOeq\o\al(2－,3)；Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，說明有SOeq\o\al(2－,4)。(1)由Ⅰ、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽離子是K＋、Fe3＋；(2)由以上推斷可知溶液中陰離子為Cl－、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)，且各為0.1mol/L；已經(jīng)推斷出的陽離子是Fe2＋，其濃度為0.1mol/L，由電荷守恒可知溶液中，還有一種＋2價陽離子，所以還有Cu2＋，所以甲同學最終確定原溶液中所含陽離子是：Fe2＋、Cu2＋；陰離子是Cl－、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)；(3)Ⅲ中加入少量鹽酸生成無色氣體，是Fe2＋與NOeq\o\al(－,3)和H＋反應(yīng)生成NO，其離子方程式：3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O；(4)另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，F(xiàn)e2＋生成Fe(OH)2，又被氧氣氧化為Fe(OH)3，Cu2＋生成Cu(OH)2，充分反應(yīng)后過濾，洗滌，灼燒至恒重，得到的固體為Fe2O3和CuO，根據(jù)元素守恒：n(CuO)＝n(Cu2＋)＝cV＝0.1mol/L×0.1L＝0.01mol；n(Fe2O3)＝eq\f(nFe2＋,2)＝0.005mol，所以固體質(zhì)量為：m(CuO)＋m(Fe2O3)＝0.01mol×80g/mol＋0.005