2021版新高考化學(xué)（人教版）一輪復(fù)習(xí)教師用書：第1部分第2章第3節(jié)離子檢驗(yàn)與推斷

?第三節(jié)　離子檢驗(yàn)與推斷
考綱定位
要點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)
1.掌握常見離子的檢驗(yàn)方法。
2．根據(jù)離子反應(yīng)的條件，分析離子共存和推斷離子的存在。


離子的共存

1．復(fù)分解反應(yīng)型
(1)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＋、Pb2＋、Ag＋
CO、SO、SO、SiO、PO
Cu2＋、Fe2＋
OH－、S2－、CO、SiO
Mg2＋、Zn2＋
OH－、CO、AlO、SiO
H＋
SiO、AlO
(2)生成氣體及揮發(fā)性物質(zhì)的離子不能大量共存
離子
不能大量共存的離子
H＋
S2O、SO、HSO、CO、HCO、S2－、HS－
OH－
NH
(3)生成難電離物質(zhì)(水、弱酸、一水合氨等)
H＋與CH3COO－、CO、S2－、SO、ClO－、F－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。
(4)弱酸酸式酸根(如HS－、HCO、HSO、H2PO、HPO、HC2O等)在強(qiáng)酸(H＋)或強(qiáng)堿(OH－)中均不能大量共存。
2．氧化還原型
具有較強(qiáng)氧化性的離子與具有較強(qiáng)還原性的離子，會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。
氧化性離子
還原性離子
ClO－、MnO(H＋)、
NO(H＋)、Fe3＋、Cr2O、FeO
Fe2＋(可與Fe3＋共存)、S2－、I－、
SO、HS－、HSO
3.水解相互促進(jìn)型
(1)常見的因發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存的離子如下：
①Al3＋與CO、HCO、S2－、HS－、AlO、SiO。
②Fe3＋與CO、HCO、AlO、SiO。
(2)NH與CH3COO－、CO、HCO、S2－等能發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)，但不完全，仍能大量共存。
4．絡(luò)合反應(yīng)型
離子間因發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能大量共存，常見的反應(yīng)有(1)Fe3＋與SCN－因生成Fe(SCN)3而不能大量共存。
(2)Ag＋與NH3·H2O因生成[Ag(NH3)2]＋而不能大量共存。
[補(bǔ)短板]
常見限定條件的分析
(1)溶液無色說明溶液中不存在大量的Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、MnO、
Fe(SCN)2＋、Cr2O、CrO等。
(2)常見表示溶液呈酸性的描述
①常溫下pH＝1的溶液；②使pH試紙變紅的溶液；③使甲基橙呈紅色的溶液；④c(H＋)＝0.1 mol·L－1的溶液。
(3)常見表示溶液呈堿性的描述
①常溫下pH＝14的溶液；②使pH試紙變藍(lán)的溶液；③使酚酞變紅的溶液；④c(OH－)＝0.1 mol·L－1的溶液。
(4)常見表示溶液既可能呈酸性又可能呈堿性的描述①與鋁粉反應(yīng)放出氫氣的溶液；②常溫下，水電離出的c(OH－)＝1×10－12
mol·L－1的溶液；③與NH4HCO3反應(yīng)能產(chǎn)生氣體的溶液。
(5)溶液中含有NO(H＋)、ClO－、MnO、H2O2、Fe3＋，說明溶液具有強(qiáng)氧化性。
(6)溶液中含有S2－、SO、I－、Fe2＋、SO2，說明溶液具有還原性。
(7)只含弱酸根離子或只含弱堿陽離子在中性溶液中不能大量存在。

指出下列離子組不能大量共存的原因。
(1)在溶液中：Na＋、OH－、SO、Fe3＋___________________。
(2)在溶液中：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)使pH試紙顯藍(lán)色的溶液中：Cu2＋、NO、Fe3＋、SO
_____________________________________________________。
(6)與鋁粉反應(yīng)放出氫氣的無色溶液中：NO、Al3＋、Na＋、SO
_____________________________________________________
____________________________________________________。
(7)pH＝0的溶液中：Al3＋、NH、Ca2＋、ClO－________________
____________________________________________________。
[答案]　(1)Fe3＋與OH－反應(yīng)生成沉淀
(2)I－能被ClO－氧化
(3)Fe3＋與SCN－發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，F(xiàn)e3＋與I－發(fā)生氧化還原反應(yīng)
(4)NO在酸性條件下氧化Fe2＋
(5)Cu2＋、Fe3＋與OH－反應(yīng)生成沉淀
(6)溶液可能呈堿性也可能呈酸性，NO在酸性溶液中與鋁粉反應(yīng)不能放出氫氣，Al3＋在堿性溶液中不能大量共存
(7)ClO－與H＋生成弱電解質(zhì)HClO

命題點(diǎn)　溶液中離子共存的判斷
1．(2019·上饒模擬)下列各組離子在指定的溶液中，能大量共存的是(　　)
①酸性溶液中：Fe2＋、Al3＋、NO、Cl－、I－
②pH＝13的溶液：Na＋、CO、SO、AlO、S2－
③水電離出來的c(H＋)＝10－13 mol·L－1的溶液：NH、K＋、NO、S2O
④加入鋁片能放出H2的溶液：Na＋、HCO、Cu2＋、SO
⑤弱堿性溶液中：Na＋、K＋、Cl－、HCO
A．①②　　　B．②③　　　C．②④⑤　　　D．②⑤
D　[①酸性條件下Fe2＋、I－、NO發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則一定不能共存，故①錯(cuò)誤；②pH＝13的溶液顯堿性，該組離子在堿性條件下不反應(yīng)，則能共存，故②正確；③水電離出來的c(H＋)＝10－13 mol·L－1的溶液，為酸性或堿性溶液，堿性溶液中OH－與NH結(jié)合生成弱電解質(zhì)，酸性溶液中H＋與S2O發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則不能共存，故③錯(cuò)誤；④加入鋁片能放出H2的溶液，為酸或強(qiáng)堿溶液，HCO既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)，則一定不能共存，故④錯(cuò)誤；⑤HCO水解呈弱堿性，HCO在弱堿性溶液中可共存。]
2．(2019·精選模擬)下列各組離子在指定的溶液中能大量共存的有________(填序號(hào))。
①＝10－12的溶液中：Na＋、K＋、SiO、CO
②含有大量Fe2＋的溶液中：K＋、Fe3＋、[Fe(CN)6]3－、SO
③無色溶液中：K＋、SO、Cr2O、Na＋
④滴入KSCN溶液顯血紅色的溶液中：NH、Mg2＋、SO、Cl－
⑤滴加甲基橙試劑顯紅色的溶液中：Na＋、Fe2＋、Cl－、NO
⑥在c(Fe3＋)＝1 mol·L－1的溶液中：K＋、NH、SCN－、NO
⑦中性溶液中：Al3＋、Fe3＋、SO、ClO
⑧＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：NH、Ca2＋、Cl－、NO
[解析]?、谥蠪e2＋與[Fe(CN)6]3－形成藍(lán)色沉淀；③中Cr2O為橙色；⑤中NO(H＋)氧化Fe2＋；⑥中Fe3＋與SCN－發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)；⑦中Al3＋、Fe3＋水解呈酸性。
[答案]?、佗堍?br />
離子共存的四步分析法




常見離子的檢驗(yàn)

1．一般離子的檢驗(yàn)
離子
試劑
現(xiàn)象
注意
Cl－、
Br－、
I－
AgNO3溶液和稀硝酸
AgCl(白色)、AgBr(淡黃色)、AgI(黃色)
—
NH
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?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)
加熱
Fe3＋
NaOH溶液
紅褐色沉淀
—
KSCN溶液
溶液呈紅色
—
SO
稀硫酸和品紅溶液
產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，且氣體能使品紅溶液褪色
HSO
有干擾
Na＋、K＋
Pt(Fe)絲和稀鹽酸
火焰分別呈黃色、紫色
K＋要透過藍(lán)色鈷玻璃片觀察焰色
Mg2＋
NaOH溶液
產(chǎn)生白色沉淀
—
Al3＋
NaOH溶液
產(chǎn)生白色沉淀，NaOH過量沉淀又溶解
NaOH溶液逐滴滴加至過量
Cu2＋
NaOH溶液
產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
—
提醒：Br－、I－的其他檢驗(yàn)方法
(1)Br－：氯水和CCl4，分層和下層為橙紅色現(xiàn)象。
(2)I－：氯水和CCl4，分層和下層為紫紅色現(xiàn)象；或氯水和淀粉，溶液變藍(lán)。
2．兩種?？缄庪x子的檢驗(yàn)
(1)SO的檢驗(yàn)
①檢驗(yàn)方法

②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?yàn)锽aCO3、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(yàn)SO時(shí)，必須用鹽酸酸化(不能用HNO3、H2SO4酸化)
提醒：所用的鋇鹽不能用Ba(NO3)2溶液，因?yàn)樵谒嵝詶l件下，SO、HSO會(huì)被溶液中的NO(H＋)氧化成SO，從而得出錯(cuò)誤結(jié)論。
(2)CO的檢驗(yàn)
①檢驗(yàn)方法


②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(shí)不會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，故可用CaCl2(或BaCl2)溶液排除干擾
SO
的干擾
因?yàn)镃aSO3與CaCO3一樣，也是白色沉淀，且CaSO3也能與鹽酸反應(yīng)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

命題點(diǎn)1　常見離子的檢驗(yàn)
1．向四支試管中分別加入少量不同的無色溶液進(jìn)行如下操作，結(jié)論正確的是(　　)
選項(xiàng)
操作
現(xiàn)象
結(jié)論
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，振蕩、靜置
下層溶液
顯紫色
原溶液中有I－
C
用潔凈鉑絲蘸取溶液進(jìn)行焰色反應(yīng)
火焰呈
黃色
原溶液中有Na＋，無K＋
D
滴加稀NaOH溶液，將濕潤紅色石蕊試紙置于試管口
試紙不
變藍(lán)
原溶液中無NH
B　[A項(xiàng)，Ag＋干擾；C項(xiàng)，Na＋焰色反應(yīng)干擾K＋，無法確定溶液中是否含有K＋；D項(xiàng)，沒有加熱操作，NH無法確定。]
2．某化學(xué)興趣小組在課外活動(dòng)中，對(duì)某一份溶液成分(已知不含其他還原性離子)進(jìn)行了檢測，其中三次檢測結(jié)果如下表所示：
檢測序號(hào)
溶液中檢測出的離子組合
第一次
KCl、K2SO4、Na2CO3、NaCl
第二次
KCl、AlCl3、Na2SO4、K2CO3
第三次
Na2SO4、KCl、K2CO3、NaCl
則下列說法合理的是(　　)
A．三次檢測結(jié)果都正確
B．該溶液中的陽離子無法判斷
C．為了檢驗(yàn)SO，應(yīng)先加過量稀硝酸后再滴加Ba(NO3)2溶液，觀察是否有沉淀現(xiàn)象
D．為了確定是否存在CO，可以向其中滴加CaCl2溶液，觀察是否有沉淀現(xiàn)象
C　[Al3＋與CO不能大量共存于溶液中，第二次檢測結(jié)果不正確，A項(xiàng)錯(cuò)誤；因第一次、第三次檢測中均有CO，陽離子均只有K＋、Na＋，故溶液中的陽離子可以確定，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CO也能與Ba2＋結(jié)合形成沉淀，先加過量稀硝酸可排除CO的干擾，再加Ba(NO3)2溶液來檢驗(yàn)SO，C項(xiàng)正確；CaSO4也可沉淀出來，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
命題點(diǎn)2　設(shè)計(jì)物質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方案
3．結(jié)晶析出Na2S2O3·5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質(zhì)。利用所給試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否存在Na2SO4，簡要說明實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論：_____________________________________________________________
___________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O
可供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液。
[答案]　取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層溶液(或過濾，取濾液)于一試管中，滴加BaCl2溶液，若產(chǎn)生白色沉淀則說明含有Na2SO4雜質(zhì)(答案合理即可)
4．已知：5SO＋2IO＋2H＋===I2＋5SO＋H2O
某含碘廢水(pH約為8)中一定存在I2，可能存在I－、IO中的一種或兩種。請補(bǔ)充完整檢驗(yàn)含碘廢水中是否含有I－、IO的實(shí)驗(yàn)方案：取適量含碘廢水用CCl4多次萃取、分液，直到水層用淀粉溶液檢驗(yàn)不出有碘單質(zhì)存在；________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[答案]　從水層取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加鹽酸酸化，滴加FeCl3溶液，若溶液變藍(lán)，說明廢水中含有I－；若溶液不變藍(lán)，說明廢水中不含有I－。另從水層取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加鹽酸酸化，滴加Na2SO3溶液，若溶液變藍(lán)，說明廢水中含有IO；若溶液不變藍(lán)，說明廢水中不含有IO

(1)溶液中離子的檢驗(yàn)答題模板
實(shí)驗(yàn)操作(取少量或適量待檢溶液，加入……試劑，再加
入……試劑)
?
現(xiàn)象描述(①溶液由……變?yōu)椤谌粲小桑?br /> ③若沒有……)
?
得出結(jié)論(如“若……說明……，若……說明……”)
(2)固體物質(zhì)的檢驗(yàn)答題模板
①取少量待測物質(zhì)；加入……試劑溶解；②向該溶解液中加入……試劑或再加入……試劑；③若溶液由……色變?yōu)椤蛴小?；④則說明……結(jié)論。

“四項(xiàng)基本原則”突破離子推斷
——證據(jù)推理與模型認(rèn)知

離子反應(yīng)的一個(gè)重要應(yīng)用是離子推斷，分析近幾年高
考試題，涉及離子推斷的試題有所體現(xiàn)。題目特點(diǎn)涉及的離子有時(shí)較多，離子的干擾常作為命題者設(shè)計(jì)的陷阱，體現(xiàn)了“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)。

“四項(xiàng)基本原則”推導(dǎo)離子的思路

[典例導(dǎo)航]
某溶液中可能含有Cl－、SO、CO、NH、Fe3＋、Al3＋和
K＋。取該溶液100 mL，加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.02 mol氣體，同時(shí)產(chǎn)生紅褐色沉淀；過濾，洗滌，灼燒，得到1.6 g固體；向上述濾液中加足量BaCl2溶液，得到4.66 g不溶于鹽酸的沉淀。由此可知原溶液中(　　)
A．至少存在5種離子
B．Cl－一定存在，且c(Cl－)≥0.4 mol·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
[思路點(diǎn)撥]　

B　[根據(jù)加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.02 mol氣體，說明有NH，為0.02 mol，同時(shí)產(chǎn)生紅褐色沉淀，說明有Fe3＋，而且為0.02 mol，則沒有CO；根據(jù)不溶于鹽酸的4.66 g沉淀，說明有SO，且為0.02 mol，則根據(jù)電荷守恒可知一定有Cl－，至少有0.04 mol，B正確。]

通過補(bǔ)充什么實(shí)驗(yàn)步驟可確定溶液中是否含有K＋、Al3＋？
[答案]　用潔凈的鉑絲蘸取原溶液，在無色火焰上灼燒，透過藍(lán)色鈷玻璃觀察是否有紫色火焰，確定是否含K＋；取最后的濾液少許，加入鹽酸，觀察是否存在開始沉淀生成，后來又溶解的現(xiàn)象，確定是否含有Al3＋。

1．某同學(xué)為檢驗(yàn)溶液中是否含有常見的幾種無機(jī)離子，進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)操作。其中檢驗(yàn)過程中產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)。由該實(shí)驗(yàn)?zāi)艿玫降恼_結(jié)論是(　　)

A．原溶液中一定含有SO
B．原溶液中一定含有NH
C．原溶液中一定含有Cl－
D．原溶液中一定含有Fe3＋
B　[原溶液中加入Ba(NO3)2和HCl生成白色沉淀，原溶液中可能存在SO、SO或Ag＋，A錯(cuò)誤；因檢驗(yàn)過程中產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，說明原溶液中一定含有NH，B正確；加AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，可能是加入的HCl引起的，C錯(cuò)誤；加入KSCN溶液得到紅色溶液，F(xiàn)e3＋可能是由原溶液中的Fe2＋被
H＋、NO氧化而來的，故原溶液中不一定含有Fe3＋，D錯(cuò)誤。]
2．某無色溶液是兩種溶質(zhì)溶于水形成的濃溶液，其中含有6種離子。為鑒別這兩種溶質(zhì)，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：
①取少量溶液，加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。
②取少量溶液，逐滴滴加濃NaOH溶液，先出現(xiàn)白色沉淀；然后有無色刺激性氣體生成，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)；最后沉淀逐漸溶解。
這兩種溶質(zhì)可能是(　　)
A．MgSO4、NH4NO3
B．AlCl3、NH4Cl
C．Al2(SO4)3、NH4Cl
D．AgNO3、(NH4)2SO4
C　[A項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)②如入濃NaOH溶液，先出現(xiàn)白色沉淀Mg(OH)2，然后生成刺激性氣體NH3，但沉淀最終不溶解，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，AlCl3、NH4Cl溶液中加入BaCl2溶液，無白色沉淀生成，且溶液中只存在5種離子，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)①生成BaSO4白色沉淀，實(shí)驗(yàn)②生成Al(OH)3白色沉淀和NH3，最后Al(OH)3溶解，正確；D項(xiàng)，Ag＋與SO不共存，錯(cuò)誤。]
3．某溶液中可能含有SO、NO、CO、NH、Fe2＋、Fe3＋、
Al3＋、Na＋中的幾種，且所含陰離子濃度相同(忽略O(shè)H－和H＋)。某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案以確定該溶液中所含離子成分，下列說法正確的是(　　)

A．該溶液中一定含有SO、NH、Fe3＋、Na＋
B．溶液中一定只含有三種陽離子
C．通過計(jì)算，溶液中一定含有Fe2＋，且其濃度可能與Fe3＋相等
D．向溶液中加入少量鹽酸，一定會(huì)有紅棕色氣體產(chǎn)生
C　[加入NaOH溶液有氣體產(chǎn)生，所以有NH且為0.01 mol；有紅褐色沉淀，所以一定有Fe3＋，但Fe2＋無法確定，因?yàn)樯傻纳倭堪咨恋頃?huì)被紅褐色沉淀掩蓋，根據(jù)灼燒后有1.6 g固體Fe2O3，即0.01 mol，可知溶液中鐵元素的物質(zhì)的量為0.02 mol，根據(jù)離子共存可知不會(huì)有CO；由于加入了過量NaOH溶液，所以原溶液中是否含有Na＋無法確定；如果有Al3＋，則濾液中通入CO2會(huì)有沉淀，故可排除Al3＋；根據(jù)所得BaSO4沉淀質(zhì)量，可知含有SO且n(SO)
＝0.02 mol；若溶液中沒有Na＋，則陽離子所帶正電荷大于0.01 mol＋0.02 mol×2＝0.05 mol，小于等于0.01 mol＋0.02 mol×3＝0.07 mol，則一定存在NO，陰離子濃度相同，陰離子所帶負(fù)電荷為0.02 mol×2＋0.02 mol＝0.06 mol，根據(jù)電荷守恒可知，則一定含有Fe2＋，設(shè)為x mol，則0.06＝0.01＋2x＋3×(0.02－x)，x＝0.01，F(xiàn)e2＋與Fe3＋濃度相等；若含有Na＋，則n(Fe2＋)>0.01 mol，n(Fe3＋)