5 第7讲 离子共存 离子的检验与推断
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第5课时关键能力——离子共存与离子推断溶液中离子能否大量共存的判断在选择题中常出现,此类试题以常见元素及其化合物知识为载体,体现对《中国高考评价体系》中操作运用、语言表达等方面学科核心素养的考查,侧重考查考生的分析与推测能力、归纳与论证能力、探究与创新能力,要求考生掌握基础知识(元素及其化合物的性质)、辨析基本概念(离子反应、氧化还原反应),合理运用科学的思维方法,有效地组织整合化学学科的相关知识,并在此基础上判断物质结构、分析物质性质、推断反应结果、归纳总结规律,调动运用化学学科的相关能力,高质量地认识问题、分析问题、解决问题。
溶液中离子共存的判断及离子的推断体现《中国高考评价体系》中实践操作能力、思维认知能力。
考向1 溶液中离子能否大量共存的判断(分析与推测能力) 判断多种离子能否大量共存于同一溶液中,其实质是判断离子之间能否发生反应,若离子之间不发生反应,则可以大量共存,否则不共存。
此类问题设置“陷阱”的角度主要有溶液的颜色、溶液的性质、溶液的隐含信息、题干的具体要求等,要求考生基于电离、离子反应及核心元素认识离子的性质,能够根据对问题情境的分析,运用实证分析物质的内部结构和问题的内在联系,以抽象的概念来反映离子反应的本质特征和内在联系,运用抽象与联想、归纳与概括等思维方法来组织、调动相关的知识与能力,解决学习探索情境中的离子推断问题。
角度1考虑溶液的颜色根据溶液的颜色首先确定溶液中是否存在该离子,中学化学常考的有色离子有四种:离子Cu2+Fe3+Fe2+MnO-4溶液颜色蓝色棕黄色浅绿色紫红色常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A.(江苏卷)无色透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN-、Cl-B.(四川卷)某无色溶液中可能大量存在H+、Cl-、MnO-4C.(山东卷)无色溶液中可能大量存在Al3+、NH+4、Cl-、S2-D.(江苏卷)0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中:K+、Na+、NO-3、Cl-D[含有Fe3+的溶液呈棕黄色,则无色透明溶液中Fe3+不能大量存在,且Fe3+与SCN -反应生成Fe(SCN)3而使溶液呈红色,故A项错误;含有MnO-4的溶液呈紫红色,则无色溶液中MnO-4不能大量存在,且H+、Cl-、MnO-4发生氧化还原反应而不能大量共存,B 项错误;无色溶液中Al3+、S2-发生双水解反应而不能大量共存,C项错误;0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中含大量NH+4、HCO-3,与溶液中的K+、Na+、NO-3、Cl-不发生反应,可以大量共存,D项正确。
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。
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。
离子共存离子的检验和推断有答案集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)离子共存、离子的检验和推断题组一 无限制条件的离子大量共存的判断 1.能在水溶液中大量共存的离子组是( )A .H +、Fe 3+、SO 2-4、I - B .H +、NH +4、HCO -3、NO -3 C .Ag +、K +、Cl -、SO 2-4 D .K +、AlO -2、Cl -、OH -答案 D解析 A 项,Fe 3+氧化I -;B 项,H +与HCO -3反应;C 项,Ag +与Cl -、SO 2-4均不能大量共存。
2.在水溶液中能大量共存的一组离子是( )A .Al 3+、Na +、Cl -、SO 2-4B .H +、Fe 2+、ClO -、Cl -C .Na +、Ca 2+、Cl -、SO 2-4D .K +、Ba 2+、NO -3、Cl -答案 AD解析 B 项,ClO -氧化Fe 2+,H +与ClO -反应生成HClO ;C 项,Ca 2+与SO 2-4反应生成微溶沉淀CaSO 4。
题组二 题干中有限制条件的离子大量共存的判断3.在溶液中加入足量Na 2O 2后仍能大量共存的离子组是( )A .K +、AlO -2、Cl -、SO 2-4 B .NH +4、Ba 2+、Cl -、NO -3 C .Ca 2+、Fe 2+、NO -3、HCO -3 D .Na +、Cl -、CO 2-3、SO 2-3答案 A解析 B 项,Na 2O 2与H 2O 反应生成NaOH ,NH +4与OH -结合生成NH 3·H 2O ;C 项,Na 2O 2氧化Fe 2+,HCO -3与OH -反应生成CO 2-3和H 2O ;D 项,Na 2O 2把SO 2-3氧化成SO 2-4。
4.将足量的SO 2通入下列各溶液中,所含离子还能大量共存的是( ) A .K +、SiO 2-3、Cl -、NO -3B .H +、NH +4、Al 3+、SO 2-4 C .Na +、Cl -、MnO -4、SO 2-4 D .Na +、CO 2-3、CH 3COO -、HCO -3答案 B解析 A 中SiO 2-3能与SO 2反应生成沉淀,NO -3(H +)能氧化SO 2;C 中MnO -4能与SO 2发生氧化还原反应;D 中CO 2-3、CH 3COO -、HCO -3均能与SO 2反应。
课时跟踪检测(五)离子共存离子的检验与推断1.(2015·广东高考)水溶液中能大量共存的一组离子是()A.NH+4、Ba2+、Br-、CO2-3B.Cl-、SO2-3、Fe2+、H+C.K+、Na+、SO2-4、MnO-4D.Na+、H+、NO-3、HCO-3解析:选C A.Ba2+与CO2-3能反应生成BaCO3沉淀,不能大量共存。
B.SO2-3与H+能反应生成SO2和H2O,SO2-3与Fe2+能生成沉淀FeSO3,不能大量共存。
C.离子之间不反应,可以大量共存。
D.H+与HCO-3能反应生成CO2和H2O,不能大量共存。
2.常温下,某未知溶液中c+c-=1×1012,且含有大量Al3+和NO-3,检验此溶液中是否大量存在以下6种离子:①SiO2-3、②NH+4、③Fe2+、④K+、⑤HCO-3、⑥SO2-4,其中不必检验就能否定的离子是()A.②③④B.①②⑥C.①③⑤D.④⑤⑥解析:选C由溶液中c+c-=1×1012可确定该溶液呈酸性,SiO2-3与H+反应生成沉淀而不能大量存在;Fe2+能与H+、NO-3发生氧化还原反应而不能大量存在;HCO-3与H+发生反应生成CO2而不能大量存在,NH+4、K+、SO2-4在该溶液中可以大量存在。
3.(2016·长春模拟)下列各离子组在溶液中能共存且通入括号中相应气体后,仍能大量存在的是()A.Na+、Ba2+、HSO-3、I-(氯气)B.Ca2+、NO-3、Na+、Cl-(二氧化硫)C.Fe3+、SO2-4、CO2-3、NO-3(氨气)D.Na+、K+、HCO-3、Cl-(二氧化碳)解析:选D A项中四种离子能共存,但通入氯气后,氯气能将HSO-3、I-氧化,故不符合题意;B项中四种离子能共存,通入二氧化硫,二氧化硫被硝酸根离子氧化而不能共存,故不符合题意;C项中Fe3+、CO2-3之间反应生成沉淀,所以不能共存,故不符合题意;D 项中四种离子能共存,通入二氧化碳后也不反应,故符合题意。
仅供个人参考For personal use only in study and research; not for commercial use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223-+++)((浅绿)、Cu颜色MnO(紫)、Fe(蓝)、Fe黄432---++-O、Cr、氧化性ClO、MnONO(H)、Fe7234222-------+、Fe)还原性、SO(HSO)、I、Br、SCl(HS3323223++++++水解显酸性、Al、、MgCu、FeFeNH、42222-------CHCOO、水解显碱性SO、、CO、SiO、、AlOSClO323332-----PO、两性离子HCO、HS、HSO、HPOH43324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。
或cc(H)H的溶液(HNO除外);能使甲基橙呈黄色的溶液;和呈酸性或碱性的溶液:Al反+(OH应放出32水a1---L的溶液。
)等于10(a>7) mol·水思考(不能和________________________________________________________大量共存-填具体离(1)OH 。
子,下同)23223232---++--+++++++、Zn、MgHPO、Al、、CuCr、HCO、HS、HSOHPO、H 答案、NHFeFe、、、443324+______________________________________________大量共存。
离子共存、离子的检验和推断【知识梳理】一、离子共存1.实质: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.离子间通常进行的四类反应(1)复分解反应:生成沉淀、气体、弱电解质等思考:试总结因发生复分解反应不能共存的离子(2)氧化还原反应:常见氧化性离子:常见还原性离子:(3)双水解反应:常见的因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的离子如下:①Al3+与、、、、AlO2-、SiO32-;②Fe3+与、、AlO2-、SiO32-;③NH4+与AlO2-、SiO32-。
(4)形成配合物:Fe3+与形成、Ag+与NH3·H2O形成而不能大量共存注意:还应注意题干中的限制性条件(详见“知识探究”)A.在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+B.气体通过无水CuSO4,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+D.将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,证明原气体是CO2【知识探究】一、离子共存问题中的常见“陷阱”例1 下列各溶液中一定能大量共存的离子组是()A.加入铝粉有氢气生成的溶液中:Mg2+、Cu2+、SO42-、K+B.使pH试纸呈红色的溶液中:Fe2+、I-、NO3-、Cl-C.常温下,c(H+)=10-13mol·L-1的溶液中:Na+、AlO2-、S2-、SO32-+--28的溶液中:K+、Na+、HCO-、Ca2+有色离子不能大量存在,例如:Cu2+( )、Fe3+( )、Fe2+( )、MnO4-( )、[Fe SCN2]+( )“因发生氧化还原反应而不能大量共存”只能是氧化性离子和还原性离子不能大量共存,不包括其他类型反应的离子常见的易错点“透明”“透明”也可“有色”“与Al反应放出H2”溶液既可能显酸性也可能显碱性“由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1”溶液既可能显酸性也可能显碱性“通入足量的NH3”与NH3·H2O反应的离子不能大量存在常见题干要求(1)“一定大量共存”(2)“可能大量共存”(3)“不能大量共存”审清关键字二、离子推断例2某钠盐溶液可能含有阴离子NO3-、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、Br-、I-。
化学高三复习第二章元素与物质世界第7讲离子共存 离子的检验和推断1.宏观辨识与微观探析:能从宏观和微观相结合的视角理解离子反应,并运用离子反应解决实际问题(大量共存问题,离子检验及推断)。
2.证据推理与模型认知:能利用正确的模型理解离子的推断。
1、了解离子反应发生的条件。
2、掌握常见离子的检验方法。
3、能鉴别常见离子并进行综合判断。
一、 离子共存1、离子共存的本质和常见的离子反应类型⑴复分解反应:生成难溶、难电离、挥发性物质;⑵氧化还原反应:较强的氧化性和较强的还原性的离子;⑶络合反应:能形成配合物(络合物)的离子;⑷相互促进水解的反应。
2、判断离子能否共存题的四步骤第一步:仔细阅读题干关键点审题①注意“一定大量共存”“可能大量共存”“不能大量共存”“因发生氧化还原反应而不能大量共存”等关键点。
②注意“透明溶液”意味着无难溶物和微溶物,但并不意味着溶液无色。
若限定溶液无色,则Cu2+(蓝色)、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、CrO42-(黄色)、MnO4-(紫红色)、 Cr2O72-(橙色)、Cr3+(绿色)等有色离子不能大量存在。
“透明溶液”并不代表无色,也可以有色。
第二步:分析限制条件“酸性”或“碱性”等限制性(隐含)条件分析解读无色溶液使甲基橙呈红色或pH=1遇酚酞呈红色或pH=13与Al反应放出H2由水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1通入足量的CO2(或NH3)有色离子不能大量存在溶液显酸性,无大量的OH-及弱酸的酸根离子或酸式酸根离子溶液显碱性,无大量的H+及弱碱的阳离子、弱酸的酸式酸根离子溶液可能显酸性,也可能显强碱性,显酸性时不能含NO3-溶液可能显酸性,也可能显碱性溶液显酸性(或碱性)隐含条件分析解读因发生氧化还原反应而不能大量共存“一定”“可能”还是“不能”大量共存加水稀释,减小某溶液的,Fe3+大量存在[Al(OH)4]_、SiO32-能发生氧化还原反应的氧化性离子和还原性离子不能共存,不是复分解反应等其他离子反应类型确定是“可能性”还是“肯定性”说明该溶液显酸性[稀释的是溶质,溶质c(H+)减小,而c(OH-)增大]该溶液显酸性该溶液PH≤3.1溶液显碱性第三步:抓住反应发生条件(1)清楚生成气体、沉淀、弱电解质的复分解反应。