《離子共存 離子的檢驗和推斷》知識完全歸納與典題分析

《離子共存離子的檢驗和推斷》知識完全歸納與典題分析【核心素養(yǎng)分析】宏觀辨識與微觀探析：能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角理解化學(xué)反應(yīng)和離子反應(yīng)，并運用離子反應(yīng)解決實際問題。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：知道可以通過分析、推理等方法認(rèn)識研究對象的本質(zhì)特征；能運用正確的模型理解離子的檢驗與推斷的規(guī)律?！局攸c知識梳理】知識點一離子共存所謂幾種離子在同一溶液中能大量共存，就是指離子之間不發(fā)生任何反應(yīng)；若離子之間能發(fā)生反應(yīng)，則不能大量共存。發(fā)生下列反應(yīng)而不能大量共存的情況：1、發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。生成難溶物或微溶物：如：Ba2+與CO;-,Ag+與Br-,Ca2+與SO?-等不能大量共存?！蓺怏w或揮發(fā)性物質(zhì)：如：NH］與OH-,H+與CO3-、HCO-、S2—、HS-、SO;-、HSO3等不能大量共存。生成難電離物質(zhì)：如：H+與CH3COO—、CO2-、S2—、SO3-等因生成弱酸不能大量共存；OH—與NH+因生成的弱堿不能大量共存；H+與OH-生成水不能大量共存。2、發(fā)生氧化還原反應(yīng)：氧化性離子(如Fe3+、NO-、ClO—、MnO-(H+)等)與還原性離子(如S2—、I—、Fe2+、SO3-等)不能大量共存。3、離子間發(fā)生水解相互促進不能共存：弱酸對應(yīng)的陰離子和弱堿對應(yīng)的陽離子相互促進雙水解進行到底。如Al3+、Fe3+、NH【與CO3-、HCO-、S2—、HS-、AlO-等。4、絡(luò)合反應(yīng)：如Fe3+和SCN-o【知識拓展】多種離子能否大量共存于同一溶液中，歸納起來就是一句話：一色、二性、三特殊、四反應(yīng)。1、一色。即溶液顏色。若限定無色溶液，則Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnQ->C02+、C&O?-、CrO42-、Cr3+等有色離子不能存在。2、二性。即溶液的酸性和堿性。在強酸性溶液電，OH-及弱酸根陰離子（CO3-、SO?-、S2-、CH3COO-等）均不能大量存；在強堿性溶液中，H+及弱堿陽離子（如NH+.Mg2+、Al3+、Fe3+等）均不能大量存在；酸式弱酸根離子（如HCO-、HSO-、HS-、H2PO-等）在強酸性或強堿性溶液中均不可能大量存在。3、三特殊。指三種特妹情況：①HCO-與AlO-不能大量共存（發(fā)生雙水解反應(yīng)）；②H+與NO-組合具有強氧化性，能與S2-、Fe2+、I-等發(fā)生反應(yīng)，而這一種組合常常較為隱蔽，不易被察覺；③NH+與CH3COO-、CO3-，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，它們在溶液中能大量共存（加熱就不同了）。4、四反應(yīng)。指離子間通常能發(fā)生的四種類型的反應(yīng)，能相互反應(yīng)的離子顯然不能大量共存。①復(fù)分解反應(yīng)，②氧化還原反應(yīng)，③相互促進酌水解反應(yīng)，④絡(luò)合反應(yīng)?！疽?guī)律總結(jié)】離子共存問題中隱含條件的分析限制條件分析解讀無色溶液有色離子不能大量共存使甲基橙呈紅色或pH=1溶液顯酸性，無大量的OH-及弱酸的酸根離子遇酚歐呈紅色或pH=13溶液呈堿性，無大量的H+及弱堿的陽離子、弱酸的酸式根離子與Al反應(yīng)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+)=1x10-13mol-L-1溶液可能顯酸性，也可能顯堿性通入足量的CO2（或NH3）溶液呈酸性（或堿性）因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的氧化性離子和還存原性離子不能大量共存“一定”“可能”還是“不能”大量共存確定是“可能性”還是“肯定性”c（H+）加水稀釋，/a］、減小c（OH-）說明該溶液呈酸性［稀釋的是溶質(zhì)，溶質(zhì)c（H+）減小，而c（OH-）增大］_c（H+）某溶液的lg小口、=12c（OH-）該溶液呈酸性知識點二離子檢驗與推斷（一）離子檢驗1、常見物質(zhì)的檢驗（包括鑒別、鑒定、推斷）鑒別利用不同物質(zhì)的性質(zhì)差異，通過實驗，將它們區(qū)別開來類型鑒定根據(jù)物質(zhì)的特性，通過實驗，檢驗出該物質(zhì)的成分，確定它是否是這種物質(zhì)，如鑒定NH4C1，既要檢驗出NH+，又要檢驗出Cl-推斷根據(jù)已知實驗及現(xiàn)象，分析判斷，確定被檢的是什么物質(zhì)，并指出可能存在什么，不可能存在什么①若是固體，一般應(yīng)先用蒸餾水溶解方法②若同時檢驗多種物質(zhì)，應(yīng)將試管編號③要取少量溶液放在試管中進行實驗，絕不能在原試劑瓶中進行檢驗

④敘述順序應(yīng)是：實驗（操作）一現(xiàn)象一結(jié)論一原理（寫方程式）要求①反應(yīng)要有良好的選擇性、反應(yīng)速率要快，并且能夠完全反應(yīng)。②反應(yīng)要有明顯的外部特征，如溶液顏色的改變、沉淀的生成或溶解、氣體的產(chǎn)生等。③要排除干擾物質(zhì)的影響，如用Ba2+檢驗SO2-的存在，要排除CO;-、SO3-、PO3-等離子的干擾，如用Ag+檢驗Cl-、Br-、I-的存在，要排除CO;-、PO3-等離子的干擾。④反應(yīng)要在適宜的酸度、堿度、濃度、溫度下進行。2、常見的陽離子的檢驗根據(jù)離子檢驗時生成物所表現(xiàn)出的現(xiàn)象不同，可把檢驗離子的方法歸納為三種類型：①生成沉淀；②生成氣體；③顯現(xiàn)特殊顏色。常見陽離子試劑或方法實驗現(xiàn)象H+①紫色石蕊試液①變紅②活潑金屬（如Zn）或碳酸鹽②有無色無味氣體產(chǎn)生Na+焰色反應(yīng)黃色火焰K+焰色反應(yīng)紫色火焰（透過藍色鉆玻璃）Mg2+NaOH溶液白色沉淀，不溶于過量的堿Al3+NaOH溶液白色沉淀，溶于過量的強堿Fe2+①NaOH溶液①白色沉淀一灰綠色一紅褐色②先加KSCN溶液，再加氯水②先無明顯變化，再變血紅色Fe3+①NaOH溶液①生成紅褐色沉淀②KSCN溶液②溶液呈紅色CU2+NaOH溶液藍色沉淀，加熱則沉淀變黑

Ag+①含Cl-的溶液，稀硝酸①白色沉淀，不溶于稀硝酸②稀氨水②先生成白色沉淀，然后沉淀溶解Ba2+稀硫酸或可溶性的硫酸鹽溶液白色沉淀滴人酚缺試液，溶漁度打色*滴入紫色石蕊試滴.溶液變敢色3滴人酚缺試液，溶漁度打色*滴入紫色石蕊試滴.溶液變敢色一加入BaCh溶液H禮生成I'-feiJt淀」『如稀f鹽酸M淀淀解，并放出無色無哧氣體SnABaCl?溶液后匹白色沉淀，再加入稀-鹽酸放出尢色才一味七體」L能使澄清石灰水變渾濁_先加稀拈酸無明顯現(xiàn)象.再血入EaCl.溶滴，笆）—*產(chǎn)?生.不溶于稀鹽酸的自色沉淀加入BaCS溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再加稀鹽酸,f放出無色有醛性氣味并能使品紅溶液褪色的氣體先加AgNQa溶液,再加稀HN6,生成不溶于稀HNO.的白色沉淀先加AgNCh溶液，再加稀Hg，生成不溶F稀hm（）3的淡黃色沉淀史J""L滴入鉞水和少柄的CCl4振蕩,靜置.下層呈紫紅色先加AgNOa溶液，再加稀HN6,生成不溶ZTX于稀UNO?的費色沉券U一滴加少量的氯水和淀粉溶液，溶液變遍色_滴入瓠水和少量的CCI.振蕩、靜置，下層呈紫紅色【規(guī)律總結(jié)】常見離子檢驗干擾問題（1）向某溶液中加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，再加入稀鹽酸沉淀不消失，不能判斷原溶液中一定存在SO?-,若原溶液中存在Ag+，也有相同的現(xiàn)象。向某溶液中加入Ca(OH)2溶液，有白色沉淀生成，不能判斷原溶液中一定存在CO3-，若原溶液中存在SO?-、HSO-、HCO-等，也有相同的現(xiàn)象。向某溶液中滴入稀鹽酸，產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，不能判斷原溶液中一定存在CO?-，若原溶液中存在HCO-、SO?-、HSO-等，也有相同的現(xiàn)象。向某溶液中滴入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再加入稀HNO3，白色沉淀不溶解，不能確定原溶液中一定存在SO?-，若原溶液中存在SO3-和Ag+，也有相同的現(xiàn)象。向某溶液中滴加氯水，再加入KSCN溶液，溶液變紅色，原溶液中不一定存在Fe?+，檢驗Fe?+時，應(yīng)先加KSCN，再加氯水，否則，F(xiàn)e3+干擾結(jié)果的判斷。做某溶液的焰色反應(yīng)實驗，火焰呈黃色，溶液中一定存在Na+，也可能存在K+，因為鉀的焰色反應(yīng)必須透過藍色鉆玻璃才能觀察到。(二)離子的推斷利用離子反應(yīng)進行物質(zhì)的推斷是推斷題中的一種重要題型，它既考查了常見離子的典型性質(zhì)，又考查了考生的推斷能力。這類試題常將物質(zhì)拆分為離子，通過實驗并根據(jù)其現(xiàn)象推斷出相關(guān)物質(zhì)。解答此類試題，易出現(xiàn)一錯全錯的連鎖錯誤，因此，解答的關(guān)鍵是依據(jù)題目表述的現(xiàn)象和離子的性質(zhì)，初步推出可能的物質(zhì)，然后逐步分析，從而得出正確的結(jié)果。1、物質(zhì)檢驗的一般步驟觀察物理性質(zhì)|―->|取少量樣品|―->|加入某種試劑|―>|加熱、振蕩等操作|―->|根據(jù)現(xiàn)象|一得出結(jié)論?、物質(zhì)檢驗的一般依據(jù)任何具有明顯實驗現(xiàn)象差異的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)都可作為物質(zhì)檢驗的依據(jù)。在物質(zhì)鑒定過程中常常是根據(jù)顏色的變化、是否有氣體產(chǎn)生、能否溶解、有無沉淀、有無吸熱或放熱等現(xiàn)象來判斷；還可以根據(jù)能不能產(chǎn)生某個現(xiàn)象來判斷，也可以根據(jù)產(chǎn)生某個現(xiàn)象的快慢進行判斷。【特別提醒】必須注意兩點：（1）所加試劑引入的離子對后續(xù)實驗的影響；（2）用電荷守恒判斷溶液中還可能含有的離子時要將定性與定量的方法相結(jié)合?！镜湫皖}分析】高頻考點一無條件的離子共存例1.（2020.北京師范大學(xué)附中模擬）在水溶液中能大量共存的一組離子是（）NH+>H+、S2Or、PO3-Na+、Ca2+、Cl—、NO-Cu2+、Hg2+、S2-、SO4-Ba2+、Al3+、Br-、COg-【答案】B【解析】A中H+與S2O3-發(fā)生氧化還原反應(yīng)；C中S2-分別與Cu2+、Hg2+生成沉淀；D中Ba2+與CO3-反應(yīng)生成沉淀，A13+與CO2-發(fā)生相互促進的徹底的水解反應(yīng)?！咀兪教骄俊浚?020-山西太原五中模擬）在水溶液中能大量共存的一組離子是（）NH+、CH3COO-、Na+、H+A1O-、Na+、K+、HCO-Mg2+、Na+、SO2-、NO-C1O-、Na+、K+、Fe2+【答案】C【解析】A中生成CH3COOH弱電解質(zhì)；B中發(fā)生：A1O2-+HCO3-+H2O===A1（OH）3+CO3-；D中C1O-與Fe2+發(fā)生氧化還原反應(yīng)。高頻考點二有條件限制的離子共存例2.（2020-江蘇卷）常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是（）0.1mol-L-1氨水溶液：Na+、K+、OH-、NO-30.1mol-L-i鹽酸溶液：Na+、K+、SO：、SiO2-0.1mol-L-iKMnO4溶液：NH+、Na+、NO3、I-0.1mol-L-1AgNO3溶液：NH+、Mg2+、Cl-、SOj【答案】A【解析】在0.1mol/L氨水中，四種離子可以大量共存，A選；在0.1mol/L鹽酸中含有大量氫離子，四種離子中硅酸根可以與氫離子反應(yīng)生成硅酸沉淀，故不能共存，B不選；MnO4-具有強氧化性，可以將碘離子氧化成碘單質(zhì)，故不能共存，C不選；在0.1mol/L硝酸銀溶液中，銀離子可以與氯離子、硫酸根離子反應(yīng)生成氯化銀、硫酸銀沉淀，不能共存，D不選；故選A?！咀兪教骄俊浚?019-江蘇卷）室溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是（）0.1mol?L-1NaOH溶液：Na+、K+、CO;-、AlO20.1mol?L-1FeCl2溶液：K+、Mg2+、SO4-、MnO40.1mol-L-1K2CO3溶液：Na+、Ba2+、Cl-、OH-0.1mol?L-1H2SO4溶液：K+、NH；、NO-、HSO-【答案】A【解析】A.是一個堿性環(huán)境，離子相互間不反應(yīng)，且與OH-不反應(yīng)，能大量共存；B.MnO4-具有強氧化性，F(xiàn)e2+具有還原性，兩者會發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存；C.Ba2+可以與CO32-發(fā)生反應(yīng)生成沉淀而不能大量存在；D.酸性條件下H+與HSO3-不能大量共存，同時酸性條件下NO3-表現(xiàn)強氧化性會將HSO3-氧化而不能大量共存?！九e一反三】（2018-江蘇卷）室溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是（）0.1mol-L-iKI溶液：Na+、K+、ClO-、OH-0.1mol?L-iFe2（SO4）3溶液：Cu2+、NH+>NO-、SO2-0.1mol?L-1HCl溶液：Ba2+、K+、CH3COO->NOD.0.1mol?L-1NaOH溶液：Mg2+、Na+、SO?-、HCO-【答案】B【解析】ClO-與I-能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，A項不符合題意；H+與CH3COO-會結(jié)合成弱電解質(zhì)CH3COOH,C項不符合題意；OH-與Mg2+反應(yīng)生成Mg（OH）2沉淀，OH-與HCO-反應(yīng)生成CO3-和H2O,D項不符合題意。高頻考點阿三離子檢驗與推斷例3.（2020-廣東佛山一中質(zhì)檢）某無色溶液中可能含有CrO2-、NH+>SOg-、Mg2+、Al3+、K+、SO2-、Cl-、NO-中的一種或幾種，已知所含離子的物質(zhì)的量濃度相等。取甲、乙兩支試管分別加XmL該溶液進行如下實驗：向甲中加入適量稀鹽酸，無明顯現(xiàn)象；向乙中逐滴滴加NaOH溶液至過量并加熱，現(xiàn)象為先有白色沉淀產(chǎn)生，進而產(chǎn)生刺激性氣味氣體，最后白色沉淀完全溶解。對于該溶液中的離子成分，下列說法正確的是（）一定含有NH+、Al3+、SO4-、Cl-、NO-一定不含CrO2-、SO2-、Mg2+、NO-可能含有Mg2+、K+、Cl-、NO-一定不含CrO2-、SO2-、Mg2+、SO4-【答案】A【解析】無色溶液中一定不含有色離子CrO『；由①知一定不含SO^-；由②知一定含NH+、A13+,一定不含Mg2+；結(jié)合電荷守恒，已知所含離子的物質(zhì)的量濃度相等，設(shè)為1mo1?L-i,陽離子的濃度為c(NH+)+3c(A13+)=4mo1?L-i,則溶液中陰離子一定含SO4-、Cl-、NO-,2c(SO2-)+c(C1-)+c(NO-)=4mo1?L-i,故溶液中一定不含K+。綜上所述，溶液中一定含NH+、A13+、SO4-、C1-、NO-,一定不含CrO2-、SO2-、Mg2+、K+?！痉椒记伞?、堅持“四項基本原則”，破解離子推斷題肯定性原則：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；(記住幾種常見的有色離子：Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO-、CrO4-、C&O7-)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)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(fù)電荷總數(shù)相等；(這一原則可幫助我們確定一些隱含的離子)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。2、電荷守恒在離子反應(yīng)定量推斷試題中的應(yīng)用解與離子反應(yīng)有關(guān)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(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，即陽離子所帶的正電荷總數(shù)等于陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)。3、解題基本思路

滴如紫色顯紅色，可能是酸、強酸鞘械盆、強酸的酸式蒲等—NH才：加禎，加熱，檢鞍有無氯氣產(chǎn)生滴如紫色顯紅色，可能是酸、強酸鞘械盆、強酸的酸式蒲等—NH才：加禎，加熱，檢鞍有無氯氣產(chǎn)生—AP+C/Z?）：逐滴加入強堿立至折量，看生.成的沉淀是否溶解—II*：實疆表明大其他陽離了后，可確認(rèn)為歐

-N（^、SOT、Cl-、&-和「；利用相應(yīng)胴離『無色待檢溶液茁蕊試液檢驗法確史乂變色，可能是強酸強械赴，如K?SC）4、KNO3、NaCI、KI籌顯藍色，可能是堿、強堿弱酸盆等—匚段一（SOf）:Ca'十或B*卜，產(chǎn)盅自色沉淀—S3':加Ag4或（JK+,產(chǎn)生黑色沉淀—OH-：實瞼表明無其他屈高子后,可以確認(rèn)為械一K十iNhLC^十等二采用焰色反應(yīng)檢驗【變式探究】（2020-河北衡水中學(xué)調(diào)研）某溶液中含Na+、NH+、Fe2+、Al3+、NO/CO;-、AlO）、SO;-中的若干種（不考慮水的電離）。為了探究溶液中的離子種類，進行如下實驗:—無色句律"拾'*?，江也溶滴3L足量光產(chǎn)生白色沉淀?后溶解下列推斷正確的是（）無色氣體是SO2和CO2，白色沉淀是Al（OH）3一定存在Na+、A13+、COg-和AlO-原溶液中陽離子濃度一定大于陰離子濃度原溶液中不可能存在NH+、Fe2+、NO-【答案】C【解析】加入稀硫酸，產(chǎn)生無色氣體，該氣體不能使品紅溶液褪色，說明氣體中沒有SO2,有CO2。由此推知，原溶液中一定有CO3-，則一定沒有Fe2+、Al3+。溶液1中加入足量NaOH溶液先產(chǎn)生白色沉淀，后溶解，說明原溶液中一定存在AlO-。加入氫氧化鈉溶液并加熱，沒有氨產(chǎn)生，說明原溶液中無NH+，由電荷守恒知鈉離子一定存在。A項，無色氣體中無SO2,錯誤；B項，原溶液中無Al3+，錯誤；C項，原溶液中的