2020版新一線高考化學（魯科版）一輪復習教學案：第1部分第2章第3節(jié)離子檢驗與推斷-學案下載-教習網

第3節(jié)　離子檢驗與推斷
考綱定位
核心素養(yǎng)
1.掌握常見離子的檢驗方法。
2.根據(jù)離子反應的條件，分析離子共存和推斷離子的存在。
1.證據(jù)推理——根據(jù)離子反應的條件，會分析離子是否共存和離子存在的推斷。
2.科學探究——根據(jù)離子的性質，探究離子的檢驗方法。
考點一| 離子的共存

1．復分解反應型
(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、[Al(OH)4]－、SiO
H＋
SiO、[Al(OH)4]－
(2)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
H＋
S2O、SO、HSO、CO、HCO、S2－、HS－
OH－
NH
(3)生成難電離物質(水、弱酸、一水合氨等)
H＋與CH3COO－、CO、S2－、SO、ClO－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。
2．氧化還原型
具有較強氧化性的離子與具有較強還原性的離子，會發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存。

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．水解相互促進型
(1)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：
①Al3＋與CO、HCO、S2－、HS－、[Al(OH)4]－、SiO。
②Fe3＋與CO、HCO、[Al(OH)4]－、SiO。
(2)NH與CH3COO－、CO、HCO、S2－等能發(fā)生相互促進的水解反應，但不完全，仍能大量共存。
4．絡合反應型
離子間因發(fā)生絡合反應而不能大量共存，常見的反應有(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。
[深度歸納]　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；④[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試紙變藍的溶液；③使酚酞變紅的溶液；④[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與鋁粉反應放出氫氣的溶液；②常溫下，水電離出的[OH－]＝1×10－12 mol·L－1的溶液；③與NH4HCO3反應能產生氣體的溶液。
(5)溶液中含有NO(H＋)、ClO－、MnO、H2O2、Fe3＋，說明溶液具有強氧化性。
(6)溶液中含有S2－、SO、I－、Fe2＋、SO2，說明溶液具有還原性。
(7)溶液中含有HCO、HSO、HS－時溶液不能呈強酸或強堿性。HCO、HS－可存在于弱堿性溶液中，HSO可存在于弱酸性溶液中。
(8)Fe3＋或Al3＋在中性條件不能大量共存。

指出下列離子組不能大量共存的原因。
(1)Na＋、OH－、SO、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的溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO_________________
_________________________________________________________。
(5)使pH試紙顯藍色的溶液中：Cu2＋、NO、Fe3＋、SO
________________________________________________________。
(6)與鋁粉反應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－反應生成沉淀
(2)I－能被ClO－氧化
(3)Fe3＋與SCN－發(fā)生絡合反應，F(xiàn)e3＋與I－發(fā)生氧化還原反應
(4)NO在酸性條件下氧化Fe2＋
(5)Cu2＋、Fe3＋與OH－反應生成沉淀
(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HClO

考法☆　溶液中離子共存的判斷
(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、[Al(OH)4]－、S2－
③水電離出來的[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，則一定不能共存，故①錯誤；②pH＝13的溶液顯堿性，該組離子在堿性條件下不反應，則能共存，故②正確；③水電離出來的[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結合生成弱電解質，酸性溶液中H＋與S2O發(fā)生氧化還原反應，則不能共存，故③錯誤；④加入鋁片能放出H2的溶液，為酸或強堿溶液，HCO既能與酸反應又能與堿反應，則一定不能共存，故④錯誤；⑤HCO水解呈弱堿性，HCO在弱堿性溶液中可共存。]
考點二| 常見離子的檢驗

1．一般離子的檢驗
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
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
產生有刺激性氣味的氣體，且氣體能使品紅溶液退色
HSO
有干擾
Na＋、K＋
Pt(Fe)絲和稀鹽酸
火焰分別呈黃色、紫色
K＋要透過藍色鈷玻璃片觀察焰色
Mg2＋
NaOH溶液
產生白色沉淀
—
Al3＋
NaOH溶液
產生白色沉淀，NaOH過量沉淀又溶解
NaOH溶液逐滴滴加至過量
Cu2＋
NaOH溶液
產生藍色沉淀
—
提醒：Br－、I－的其他檢驗方法
(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。
2．三種常考離子的檢驗與干擾排除
(1)SO的檢驗
①檢驗方法

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：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
①檢驗方法

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)溶液時不會產生白色沉淀，故可用CaCl2(或BaCl2)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)Fe2＋的檢驗
①溶液中只含F(xiàn)e2＋：可用KSCN溶液和氯水檢驗。
②溶液中含F(xiàn)e2＋、Fe3＋，不含Cl－時，可加入酸性KMnO4溶液，溶液退色，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。
③溶液中含有Fe2＋、Fe3＋、Cl－時，加入K3[Fe(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溶液退色，Cl－能形成干擾。

考法☆　離子檢驗實驗方案的設計與評價
1．(2018·湖北四校二模)某研究性學習小組欲分析某礦石的主要成分，粉碎后將其溶于過量稀鹽酸充分反應，過濾后用所得濾液進行如下實驗，下列說法正確的是(　　)
A．取少量濾液向其中滴加少量Na2CO3溶液，無白色沉淀，說明礦石中一定不含Ca2＋
B．取少量濾液向其中滴加過量BaCl2溶液，產生白色沉淀，說明礦石中含有SO
C．取少量濾液向其中滴加過量的氨水，白色沉淀逐漸增多，然后漸漸溶解，說明礦石中含有Al3＋
D．取少量濾液向其中先通入少量Cl2，再滴加KSCN溶液，溶液變紅色，說明礦石中一定含有Fe2＋
B　[選項A中因鹽酸過量，加入的少量Na2CO3溶液應先和H＋反應，即使有Ca2＋存在，也不會產生白色沉淀，A項錯誤；選項B中加入過量BaCl2溶液能產生白色沉淀，說明含有SO，B項正確；選項C中氨水不能溶解Al(OH)3，C項錯誤；選項D中應先加入KSCN溶液，溶液無現(xiàn)象，再加入氯水，如變紅色，說明含有Fe2＋，D項錯誤。]
2．按要求回答下列問題：
(1)Na2SO3在空氣中容易變質，利用所給試劑設計實驗，檢驗樣品Na2SO3是否變質。簡要說明實驗操作、現(xiàn)象和結論：__________________
____________________________________________________________。
(2)榴石礦石可以看作CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成。試設計實驗證明榴石礦中含有FeO(試劑任選，說明實驗操作與現(xiàn)象)___________________________________________________________
___________________________________________________________。
答案：(1)取少量Na2SO3樣品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層溶液(或過濾，取濾液)于一試管中，滴加BaCl2溶液，若產生白色沉淀則說明含有Na2SO4雜質即Na2SO3變質(合理即可)
(2)取礦石少許，加稀硫酸充分反應后，向其中滴加酸性高錳酸鉀溶液，若紫色退去，證明礦石中含有FeO(不能加鹽酸溶解)或取礦石少許，加稀硫酸充分反應后，向上層溶液中加K3[Fe(CN)6]溶液，若溶液中生成藍色沉淀，則證明礦石中含F(xiàn)eO
[答題模板]　離子檢驗的簡答模板
實驗操作(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?，②若有……生成，③若沒有……)
?
得出結論(如“若……說明……，若……說明……”)
專項突破(4)　“四項基本原則”突破離子推斷

[典例導航]
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，同時產生紅褐色沉淀；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[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，同時產生紅褐色沉淀，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。]

通過補什么實驗步驟可確定是否含有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．某同學為檢驗溶液中是否含有常見的幾種無機離子，進行了如圖所示的實驗操作。其中檢驗過程中產生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。由該實驗能得到的正確結論是(　　)

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錯誤；因檢驗過程中產生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，說明原溶液中一定含有NH，B正確；加AgNO3溶液產生白色沉淀，可能是加入的HCl引起的，C錯誤；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錯誤。]
2．由幾種離子化合物組成的混合物，含有以下離子中的若干種：
K＋、Cl－、NH、Mg2＋、Ba2＋、CO、SO，將該混合物溶于水后得澄清溶液，現(xiàn)取3份各100 mL的該溶液分別進行如下實驗：

實驗序號
實驗內容
實驗結果
①
加AgNO3溶液
有白色沉淀生成
②
加足量NaOH溶液并加熱
收集到氣體1.12 L(標準狀況)
③
加足量BaCl2溶液時，對所得沉淀進行洗滌、干燥、稱量；再向沉淀中加入足量稀鹽酸，然后干燥、稱量
第一次稱量讀數(shù)為6.27 g；第二次稱量讀數(shù)為2.33 g
試回答下列問題：
(1)根據(jù)實驗①對Cl－是否存在的判斷是________(填“一定存在”“一定不存在”或“不能確定”)，根據(jù)實驗①②③判斷混合物中一定不存在的離子是________________。
(2)試確定溶液中一定存在的陰離子及其物質的量濃度(可不填滿)：
陰離子符號
物質的量濃度/(mol·L－1)

(3)試確定K＋________(填“是”或“否”)存在。
解析：Cl－與Ag＋生成AgCl白色沉淀，CO與Ag＋也能生成Ag2CO3白色沉淀，故無法確定Cl－是否存在；溶液中CO與Ba2＋生成BaCO3沉淀，SO與Ba2＋生成BaSO4沉淀，前者能溶于鹽酸，而后者不溶，故溶液中一定存在SO、CO，無Ba2＋和Mg2＋。由②可求出n(NH)＝0.05 mol，由③可求n(CO)＝0.02 mol，n(SO)＝0.01 mol，再根據(jù)電荷守恒可知：2×n(CO)＋2×n(SO)>1×n(NH)，故一定含有K＋。
答案：(1)不能確定　Ba2＋、Mg2＋
(2)
陰離子符號
物質的量濃度/mol·L－1
SO
0.1
CO
0.2
(3)是
課堂反饋　真題體驗
[一題串知，落實考法]
(2019·濟寧模擬改編)某酸性溶液X可能含有Na＋、Al3＋、NH、I－、SO、SO，為探究該溶液的成分，進行了如下實驗：

(1)上述實驗________(填“能”或“不能”)證明溶液X中含有SO，若不能證明如何檢驗SO的存在：_______________________(若能證明該空不填)。[考查SO的檢驗]
(2)溶液C呈紫色，證明溶液X中含有________(填離子符號)，溶液C呈紫色的原因是_____________________________________________。
(用離子方程式表示)。[考查I－的檢驗]
(3)溶液D和過量NaOH溶液(并加熱)反應產生氣體B，說明溶液X中含有________(填離子符號)，涉及反應的離子方程式為_____________。
[考查NH的檢驗]
(4)溶液E中通入過量CO2產生沉淀B，說明溶液X中含有________(填離子符號)。[考查Al3＋的檢驗]
答案：(1)不能　取少量X溶液置于試管中，先向該試管中加入足量稀鹽酸，再加入少量BaCl2溶液，若產生白色沉淀，說明X溶液中含有SO，否則不含SO
(2)I－　6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O
(3)NH　NH＋OH－NH3↑＋H2O
(4)Al3＋
[真題體驗，感悟考向]
1．正誤判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)(2017·全國卷Ⅱ)向2 mL 0.1 mol·L－1的FeCl3溶液中加足量鐵粉，振蕩，加1滴KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)黃色逐漸消失，加KSCN溶液顏色不變，說明Fe的還原性強于Fe2＋。(　　)
(2)(2017·江蘇高考)向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液，出現(xiàn)白色沉淀；再加入足量稀鹽酸，部分沉淀溶解，說明部分Na2SO3被氧化。(　　)
(3)(2016·四川高考)將某溶液與稀鹽酸反應產生的氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，說明該溶液中一定含有CO。(　　)
(4)(2016·四川高考)向某食鹽溶液中滴加淀粉溶液，溶液顏色不變，說明該食鹽中一定沒有添加碘酸鉀。(　　)
答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×
2．(2016·全國卷Ⅱ，T12)某白色粉末由兩種物質組成，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，有氣泡產生，固體全部溶解；
②取少量樣品加入足量稀硫酸有氣泡產生，振蕩后仍有固體存在。
該白色粉末可能為(　　)
A．NaHCO3、Al(OH)3　　 B．AgCl、NaHCO3
C．Na2SO3、BaCO3 D．Na2CO3、CuSO4
C　[A項中，NaHCO3、Al(OH)3加入足量水中，NaHCO3溶解，Al(OH)3不溶解；加入稀鹽酸，固體全部溶解，且有氣泡產生；NaHCO3、Al(OH)3均能與H2SO4反應，最后不會有固體剩余；B項中，NaHCO3溶于水，AgCl不溶于水，加入足量稀鹽酸，AgCl仍不溶解；C項中Na2SO3溶于水，BaCO3不溶于水，BaCO3能溶于稀鹽酸：BaCO3＋2HCl===BaCl2＋H2O＋CO2↑，Na2SO3、BaCO3均能與稀硫酸反應：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O、BaCO3＋H2SO4===BaSO4↓＋H2O＋CO2↑；D項中，CuSO4和Na2CO3都能溶于稀硫酸。]