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第7讲 离子共存 离子的检验和推断【核心素养分析】宏观辨识与微观探析：能从宏观和微观相结合的视角理解化学反应和离子反应，并运用离子反应解决实际问题。
证据推理与模型认知：知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征；能运用正确的模型理解离子的检验与推断的规律。
【重点知识梳理】 知识点一 离子共存所谓几种离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间不发生任何反应；若离子之间能发生反应，则不能大量共存。
发生下列反应而不能大量共存的情况：1、发生复分解反应。
（1）生成难溶物或微溶物：如：Ba 2+与CO 2－3，Ag +与Br -，Ca 2+与SO 2－4等不能大量共存。
（2）生成气体或挥发性物质：如：NH ＋4与OH －，H +与CO 2－3、HCO －3、S 2-、HS -、SO 2－3、HSO -3 等不能大量共存。
（3）生成难电离物质：如：H +与CH 3COO -、CO 2－3、S 2-、SO 2－3等因生成弱酸不能大量共存；OH -与NH ＋4因生成的弱碱不能大量共存；H +与OH －生成水不能大量共存。
2、发生氧化还原反应：氧化性离子(如Fe 3+、NO －3、ClO -、MnO －4 (H +)等)与还原性离子(如S 2-、I -、Fe 2+、SO 2－3等)不能大量共存。
3、离子间发生水解相互促进不能共存：弱酸对应的阴离子和弱碱对应的阳离子相互促进双水解进行到底。
如Al 3+、Fe 3+、NH ＋4与CO 2－3、HCO －3、S 2-、HS -、AlO －2等。
4、络合反应：如Fe 3+和SCN -。
【知识拓展】多种离子能否大量共存于同一溶液中，归纳起来就是一句话：一色、二性、三特殊、四反应。
1、一色。
即溶液颜色。
若限定无色溶液，则Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO－4、Co2+、Cr2O2－7、CrO、Cr3+等有色离子不能存在。
2、二性。
即溶液的酸性和碱性。
在强酸性溶液电，OH-及弱酸根阴离子（CO2－3、SO2－3、S2-、CH3COO-等)均不能大量存；在强碱性溶液中，H+及弱碱阳离子(如NH＋4、Mg2+、Al3+、Fe3+等)均不能大量存在；酸式弱酸根离子(如HCO－3、HSO－3、HS-、H2PO－4等)在强酸性或强碱性溶液中均不可能大量存在。
第7讲离子共存离子的检验和推断考纲要求掌握常见离子的检验方法。
考点一离子共存1.离子共存的本质几种离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间不发生任何反应；若离子之间能发生反应，则不能大量共存。
2.判断离子能否大量共存的“四个要点”判断多种离子能否大量共存于同一溶液中，归纳起来就是：一色、二性、三特殊、四反应。
(1)一色——溶液颜色几种常见离子的颜色：(2)二性——溶液的酸碱性①在强酸性溶液中，OH－及弱酸根阴离子(如CO2－3、SO2－3、S2－、CH3COO－等)不能大量存在。
②在强碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子(如NH＋4、Al3＋、Fe3＋等)不能大量存在(3)三特殊——三种特殊情况：①AlO－2与HCO－3不能大量共存：AlO－2＋HCO－3＋H2O===Al(OH)3↓＋CO2－3。
②“NO－3＋H＋”组合具有强氧化性，能与S2－、Fe2＋、I－、SO2－3等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
③NH＋4与CH3COO－、CO2－3，Mg2＋与HCO－3等组合中，虽然两种离子都能水解且水解相互促进，但总的水解程度仍很小，它们在溶液中仍能大量共存。
(4)四反应——四种反应类型四反应是指离子间通常能发生的四种类型的反应，能相互反应的离子显然不能大量共存。
①复分解反应：如Ba2＋与SO2－4，NH＋4与OH－，H＋与CH3COO－等。
②氧化还原反应：如Fe3＋与I－、S2－，NO－3(H＋)与Fe2＋等。
③相互促进的水解反应：如Al3＋与CO2－3、HCO－3或AlO－2等。
④络合反应：如Fe3＋与SCN－等。
指出下列离子组不能大量共存的原因。
(1)Na＋、OH－、SO2－4、Fe3＋_________________________________________________________________________________________________________________________________。
.....第 7 讲离子共存、离子的检验和推断[考纲要求 ] 1.应用离子反应发生的条件，正确判断常见离子在溶液中能否大量共存。
2.利用离子的特征反应，能鉴别常见离子以及进行综合推断。
考点一离子共存1 ．离子共存问题是离子反应条件和本质的最直接应用所谓几种离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间不发生任何反应；若离子之间能发生反应，则不能大量共存。
2 ．熟记常考离子的性质颜色MnO 4－ (紫)、 Cu2＋(蓝 )、Fe2＋ (浅绿 )、 Fe3＋(黄 )氧化性ClO －、 MnO 4－、 NO 3－ (H＋)、 Fe3＋、 Cr2 O72－还原性S2－(HS－)、 SO32－(HSO 3－)、 I－、Br－、 Cl－、 Fe2＋水解显酸性NH 4＋、 Mg 2＋、 Al 3＋、Cu 2＋、Fe2＋、 Fe3＋水解显碱性AlO 2－、 S2－、 SO32－、 CO32－、 SiO32－、ClO －、 CH3 COO －两性离子HCO 3－、 HS－、HSO 3－、 HPO42－、 H 2PO4－注意“两性离子”指既能与酸反应又能与碱反应的离子，一般为多元弱酸的酸式酸根离子。
3 ．常见溶液酸、碱性的判断酸性溶液： pH<7( 常温 )；能使 pH 试纸呈红色的溶液；能使甲基橙呈红色或橙色的溶液；能使石蕊试液呈红色的溶液。
碱性溶液： pH>7( 常温 )；能使 pH 试纸呈蓝色的溶液；能使石蕊试液呈蓝色的溶液；能使酚酞试液呈红色的溶液。
呈酸性或碱性的溶液：和 Al 反应放出 H 2的溶液 (HNO 3 除外)；能使甲基橙呈黄色的溶液；c(H＋)水或c(OH －)水等于 10－ amol－1·L(a>7) 的溶液。
思考(1)OH －不能和大量共存(填具体离子，下同)。
答案H ＋、 NH ＋4、 Fe2＋、 Fe3＋、 Cu 2＋、 Zn2＋、 Mg 2＋、 Al 3＋、 Cr3＋、 HCO －3、 HS－、 HSO3－、H 2PO－4、 HPO24－.....(2)H ＋不能和大量共存。
离子共存、离子的检验和推断在化学中，离子共存也是很常见的现象。
因此，对离子的检验和推断起着至关重要的作用。
下面我们将深入探讨离子共存、离子的检验和推断的相关知识。
离子共存的原因在实验化学中，离子共存较为常见。
离子在其溶液中相互作用，形成共存体系。
通常，离子共存有以下几个原因：1.离子的化学性质：具有相同化学性质的离子，在同一条件下，会倾向于在同一溶液中存在，形成离子共存体系。
2.溶质溶剂间的相互作用：离子与溶质、溶剂之间的相互作用也会导致离子的共存。
3.实验条件：控制不佳、实验条件差等原因，也可能导致离子的共存。
离子的检验离子检验指的是通过化学方法，检测出样品中是否存在某些特定的离子。
其中，常用的离子检验包括：阳离子1.铵离子：加入Nessler试液，若出现黄色，则存在铵离子。
2.钠离子：加入酸性铁氰化钠试液和苯酚红指示剂，若出现红色，则证明存在钠离子。
3.钙离子：加入硫酸铵试液和草酸试液，若出现白色沉淀，则存在钙离子。
4.铁离子：加入硫氰酸钾试液和苯酚红指示剂，若出现红色，则证明存在铁离子。
阴离子1.氯离子：加入银氨试液，若出现白色沉淀，则存在氯离子。
2.硫酸根离子：加入钡盐试液，若出现白色沉淀，则存在硫酸根离子。
3.硝酸根离子：加入密度较大的硝酸银试液，若出现白色沉淀，则存在硝酸根离子。
4.碳酸根离子：加入盐酸，若产生气体，则证明存在碳酸根离子。
离子推断离子推断指的是通过已知的离子检验结果，推测出未知物质样品中的离子种类和数量。
离子的推断通常按照递推法进行。
确定阳离子1.质量作用定律：根据它和阴离子的相对比例，从几个阳离子中确定一组可能的组合。
2.离子比例法：通过阳离子和阴离子的相对比例，推断出组成物质的阳离子的种类。
3.等电点法：根据相对质量和等电点，选择出可能存在的阳离子组合。
确定阴离子1.除去有机酸根离子、硝酸根离子、碳酸根离子：根据阳离子的推断结果，排除掉已知的有机酸根离子、硝酸根离子、碳酸根离子。
高考一轮复习离子的检验和推断[考纲要求] 1.利用离子的特征反应，能鉴别常见离子以及进行综合推断。
1．常见离子的检验方法根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同，可把检验离子的方法归纳为三种类型：①生成沉淀；②生成气体；③显现特殊颜色。
离子试剂现象注意沉淀法Cl－、Br－、I－AgNO3溶液和稀HNO3AgCl(白色)、AgBr(淡黄色)、AgI(黄色)也可以反过来检验Ag+SO2－4稀盐酸和BaCl2溶液白色沉淀先用稀盐酸酸化Fe2＋NaOH溶液白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀Fe3＋NaOH溶液红褐色沉淀Al3＋NaOH溶液白色沉淀→溶解不一定是Al3＋气体法NH＋4浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸产生有刺激性气味的气体，且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝要加热CO2－3稀盐酸和石灰水石灰水变浑浊SO2－3、HCO－3有干扰SO2－3稀H2SO4和品红溶液产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色显色法I－氯水(少量)，CCl4下层为紫色Fe2＋KSCN溶液和氯水先是无变化，滴加氯水后变血红色先加KSCN溶液，无变化，再加氯水Fe3＋KSCN溶液血红色苯酚溶液紫色Na＋、K＋Pt(Fe)丝和稀盐酸火焰分别呈黄色、紫色K＋要透过蓝色钴玻璃片观察焰色2. 熟练掌握在溶液中有特征颜色的离子常见的溶液中有颜色的离子有MnO－4——呈紫色，Cu2＋——呈蓝色，Fe2＋——呈浅绿色，Fe3＋——呈黄色。
沉淀的颜色：Cu(OH)2——蓝色沉淀，Fe(OH)3——红褐色沉淀。
解题中特别注意题干条件是“无色透明”还是“澄清透明”。
深度思考1．向某溶液中，加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，再加入稀盐酸沉淀不消失，能否判断溶液中存在SO 24?答案不能，若溶液中存在Ag＋，也有相同的现象发生。
2．向某溶液中加入Ca(OH)2溶液，有白色沉淀生成，能否判断溶液中一定存在CO2－3？答案不能，若溶液中存在SO2－3、HCO－3，也有相同的现象。
课时作业1．在强酸性溶液中能大量共存的无色透明离子组是()A．K＋、Na＋、NO－3、MnO－4B．Mg2＋、Na＋、Cl－、SO2－4C．K＋、Na＋、Br－、Cu2＋D．Na＋、Ba2＋、OH－、SO2－4解析：A选项中的MnO－4在水溶液中显紫色；C选项中的Cu2＋在水溶液中显蓝色；D选项中会发生离子反应Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓和H＋＋OH－===H2O。
答案：B2．含有下列各组离子的溶液中通入(或加入)过量的某种物质后仍能大量共存的是()A．H＋、Ba2＋、Fe3＋、NO－3，通入SO2气体B．Ca2＋、Cl－、K＋、H＋，通入CO2气体C．AlO－2、Na＋、Br－、SO2－4，通入CO2气体D．HCO－3、Na＋、I－、HS－，加入AlCl3溶液解析：A组离子之间不反应，能大量共存，但通入SO2气体与Fe3＋(或H＋、NO－3)发生氧化还原反应，不能大量共存；B组离子之间不反应，能大量共存，且通入CO2气体仍不反应，能大量共存；C组离子之间不反应，能大量共存，但通入CO2气体与AlO－2反应生成沉淀，不能大量共存；D组离子之间不反应，能大量共存，但加入AlCl3溶液与HCO－3(或HS－)发生相互促进的水解反应，不能大量共存。
答案：B3．某无色溶液含有下列离子中的若干种：H＋、NH＋4、Fe3＋、Ba2＋、Al3＋、CO2－3、Cl－、OH－、NO－3。
向该溶液中加入铝粉，只放出H2，则溶液中能大量存在的离子最多有()A．3种B．4种C．5种D．6种解析：含有Fe3＋的溶液显黄色，在无色溶液中不能大量存在；H＋与CO2－3、OH－会发生反应，不能大量共存；OH－与NH＋4、Al3＋会发生反应，不能大量共存；Ba2＋、Al3＋和CO2－3会发生反应，不能大量共存。
向该溶液中加入铝粉，只放出H2，若溶液为碱性，则含有大量的OH－，还可能含有大量的Ba2＋、Cl－、NO－3，最多4种；若溶液为酸性，由于H＋、NO－3起硝酸的作用，加入Al不能产生氢气，所以含有的离子可能是H＋、NH＋4、Ba2＋、Al3＋、Cl－，最多是5种离子。
故选项是C。
答案：C4．(2017·湖北孝感六校联考)在下列各溶液中，离子一定能大量共存的是()A．强碱性溶液中：K＋、Al3＋、Cl－、SO2－4B．在无色透明的溶液中：K＋、Cu2＋、SO2－4、NO－3C．含有0.1 mol·L－1 Ca2＋的溶液中：Na＋、K＋、CO2－3、Cl－D．室温下，pH＝1的溶液中：Na＋、Fe3＋、NO－3、SO2－4答案：D5．下列分子或离子在指定的分散系中能大量共存的一组是()A．硝酸钠溶液：H＋、Fe3＋、SO2－4、CH3COOHB．烧碱溶液：K＋、HSO－3、NO－3、NH3·H2OC．空气：HCl、CO2、SO2、NOD．氢氧化铁胶体：H＋、K＋、S2－、Br－答案：A6．(2017·浙江金丽衢十二校联考)常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是()A.c(H＋)c(OH－)＝1×10－12的溶液：K＋、Na＋、AlO－2、CO2－3B．能溶解Al2O3的溶液：Na＋、K＋、HCO－3、NO－3 C．饱和氯水中：Cl－、NO－3、Na＋、SO2－3D．能使甲基橙显红色的溶液：K＋、Fe2＋、Cl－、NO－3答案：A7．下列离子能大量共存，且满足相应要求的是()33＋)>c (NO －3)，A 错；Fe 3＋与SCN －发生反应生成血红色溶液而不是血红色沉淀，B错；Al 3＋与HCO －3能发生相互促进的水解反应而不能大量共存，C 错；D 项中加入的NaOH 先与H ＋、Al 3＋反应，后与NH ＋4反应产生氨气，最后与Al(OH)3沉淀反应，D 正确。
答案：D8．下列各组离子在溶液中按括号内的物质的量之比混合，得到无色、碱性、澄清溶液的是( )A ．Na ＋、Al 3＋、Cl －、OH －(5∶2∶4∶4)B ．NH ＋4、Ba 2＋、OH －、Cl －(1∶1∶1∶2)C ．Fe 3＋、Na ＋、Cl －、S 2－(1∶2∶3∶1)D ．K ＋、H ＋、I －、NO －3(1∶1∶1∶1)解析：Al 3＋、OH －以2∶4反应生成氢氧化铝沉淀，故A 错误；NH ＋4、OH－以1∶1反应生成一水合氨，得到无色、碱性、澄清溶液，故B 正确；Fe 3＋、S 2－发生氧化还原反应生成亚铁离子和S ，得到浅绿色溶液，故C 错误；H＋、I －、NO －3发生氧化还原反应，生成I 2，呈褐色，故D 错误。
答案：B9．下列有关离子检验的叙述正确的是( )4333SO 2－4，也会得到不溶解于稀硝酸的白色沉淀。
B 项错误，Br －、I －的稀溶液与新制氯水反应分别生成Br 2、I 2，当两者溶液浓度较稀时均为黄色，浓度较大时才有区别，所以需要再加入适量的苯(或四氯化碳)观察有机层的颜色，才能准确鉴别。
C 项正确，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气，溶液中一定含有NH ＋4。
D 项错误，因先加入新制氯水，再加入KSCN 溶液，溶液变红色，则原溶液可能有三种情况：只含Fe 2＋，只含Fe 3＋，含Fe 2＋和Fe 3＋。
答案：C10．已知：SO 2－3＋I 2＋H 2O===SO 2－4＋2H ＋＋2I －，某溶液中可能含有I －、NH ＋4、Cu 2＋、SO 2－3，向该无色溶液中加入少量溴水，溶液仍呈无色，则下列判断正确的是( )A ．肯定不含I －B ．肯定不含NH ＋4 C．可能含有SO 2－3D ．可能含有I －解析：溴首先氧化亚硫酸根离子而后氧化碘离子，溶液仍呈无色说明一定含有亚硫酸根离子，可能含有碘离子，一定不含铜离子，根据电荷守恒可知一定含铵根离子。
答案：D11．某同学为检验溶液中是否含有常见的几种无机离子，进行了如图所示的实验操作，其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
由该实验能得到的正确结论是( )A ．原溶液中一定含有SO 2－4B ．原溶液中一定含有NH ＋4C ．原溶液中一定含有Cl －D．原溶液中一定含有Fe3＋解析：原溶液中加入硝酸钡和盐酸生成白色沉淀，原溶液中可能存在SO2－4、SO2－3或Ag＋，A项错误；加硝酸银溶液产生白色沉淀，可能是加入的盐酸引起的，C项错误；因检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明原溶液中一定含有NH＋4，B项正确；加入KSCN溶液得到红色溶液，Fe3＋可能是由原溶液中的Fe2＋被NO－3(H＋)氧化而来的，故原溶液中不一定含有Fe3＋，D项错误。
答案：B12．某无色溶液中可能含有Na＋、Ba2＋、Cl－、Br－、SO2－3、SO2－4等离子中的若干种，依次进行下列实验，且每步所加试剂均过量：①用pH试纸检验，溶液的pH大于7；②向溶液中加氯水，再加入CCl4振荡，静置，分液，CCl4层呈橙红色；③向所得溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸，有白色沉淀生成；④过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸，有白色沉淀生成。
下列说法正确的是()A．实验①说明发生了反应：SO2－3＋2H2O H2SO3＋2OH－B．实验②中发生的离子反应只有：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2C．实验③、④发生的反应是Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓、Ag＋＋Cl－===AgCl↓D．为确定该溶液是否含有Na＋，还要做焰色反应实验答案：C13．Ⅰ.现有Al3＋、NH＋4、CO2－3、HCO－3等离子，回答下列问题：(1)在强酸性条件下能够存在的离子是________；(2)在强碱性条件下能够存在的离子是________；(3)在强酸性和强碱性条件下都不能存在的离子是________。
Ⅱ.由Na＋、NH＋4、Ba2＋、Cu2＋、OH－、Fe3＋、SO2－4、Cl－等八种离子中的六种两两组成的A、B、C三种化合物(它们不含有共同离子，已知NH＋4与OH－反应有碱性气体生成)。
①A、B、C均易溶于水，形成无色溶液；②将A、B、C三种物质的溶液相互作用时，发现A与B混合后产生有刺激性气味的气体，此气体使湿润红色石蕊试纸变蓝，B与C混合产生白色沉淀，则：(1)A、B、C的化学式分别为________、________、________。
(2)B＋C反应的离子方程式为解析：Ⅰ.Al3＋、NH＋4、CO2－3、HCO－3等离子中，不能在酸性条件下存在的是CO2－3、HCO－3；不能在碱性条件下存在的是Al3＋、NH＋4、HCO－3。
Ⅱ.将A、B、C 三种物质的溶液相互作用时，发现A与B混合后产生有刺激性气味的气体，此气体使湿润红色石蕊试纸变蓝，则说明A、B中必存在NH＋4和OH－；B与C混合产生白色沉淀，则说明B、C中必存在Ba2＋和SO2－4，据此可得出答案。
答案：Ⅰ.(1)Al3＋、NH＋4(2)CO2－3(3)HCO－3Ⅱ.(1)NaOH或NH4Cl (NH4)2SO4或Ba(OH)2BaCl2或Na2SO4(2)Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓14．(2017·郑州模拟)现有四瓶贴有甲、乙、丙、丁标签的溶液，它们可能是K2CO3、Ba(NO3)2、NaHSO4和K2SO4溶液。
现进行如下实验，并记录部分现象(如图)：据此完成下列问题：(1)写出各物质的化学式：甲：________，乙：________，丁：________。
(2)写出下列反应的离子方程式：甲＋乙：__________________________________________沉淀a＋溶液b：__________________________________________(3)检验物质丙中阳离子的方法为_________________________________ _________________.(说明实验操作、现象等)。
答案：(1)NaHSO4Ba(NO3)2K2CO3(2)Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O(3)用洁净的铂丝蘸取丙(或K2SO4)溶液少许，在煤气灯外焰处灼烧，透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色，若火焰颜色为紫色，则溶液中含有钾离子(合理即可) 15．在Na＋浓度为0.5 mol·L－1的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子：取该溶液)：(1)实验Ⅰ能确定一定不存在的阳离子是________________________。
(2)实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为__________________________.(3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，填写下表中阴离子的浓度(能计算出的，填写计算结果，一定不存在的离子填“0”，不能确定是否存在的离子填“？”)(4)判断若不存在说明理由_________________.解析：根据溶液为澄清溶液可知，溶液中含有的离子一定能够大量共存；由实验Ⅰ可知，该溶液中一定含有CO2－3，n(CO2)＝0.56 L22.4 L·mol－1＝0.025 mol，根据碳元素守恒可得c(CO2－3)＝0.025 mol0.1 L＝0.25 mol·L－1，由于Ag＋、Mg2＋、Ba2＋与CO2－3会发生反应而不能大量共存，因此溶液中一定不含有Ag＋、Mg2＋、Ba2＋；由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO2－3，加入盐酸发生反应形成沉淀的离子方程式是SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓，将所得的硅酸沉淀加热，发生分解生成二氧化硅，固体质量2.4 g为二氧化硅的质量，根据硅原子守恒，n(SiO2－3)＝2.4 g 60 g·mol－1＝0.04 mol，c(SiO2－3)＝0.04 mol0.1 L＝0.4 mol·L－1；在Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液，无明显现象，说明溶液中无SO2－4。
