2017高考化学一轮复习专题三离子反应考点三离子检验与推断教学案
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考点三离子检验与推断1 常见阳离子的检验2 常见阴离子的检验学霸巧学卡常见离子检验干扰问题(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,不能判断原溶液中一定存在SO2-4,若原溶液中存在Ag+,也有相同的现象。
(2)向某溶液中加入Ca(OH)2溶液,有白色沉淀生成,不能判断原溶液中一定存在CO2-3,若原溶液中存在SO2-3、HSO-3、HCO-3等,也有相同的现象。
(3)向某溶液中滴入稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,不能判断原溶液中一定存在CO2-3,若原溶液中存在HCO-3、SO2-3、HSO-3等,也有相同的现象。
(4)向某溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入稀HNO3,白色沉淀不溶解,不能确定原溶液中一定存在SO2-4,若原溶液中存在SO2-3和Ag+,也有相同的现象。
(5)向某溶液中滴加氯水,再加入KSCN溶液,溶液变红色,原溶液中不一定存在Fe2+,检验Fe2+时,应先加KSCN,再加氯水,否则,Fe3+干扰结果的判断。
(6)做某溶液的焰色反应实验,火焰呈黄色,溶液中一定存在Na+,也可能存在K+,因为钾的焰色反应必须透过蓝色钴玻璃才能观察到。
1.思维辨析(1)向某溶液中加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,该溶液中一定含有Cl-。
( )(2)向某溶液中加入稀盐酸,产生无色气体,则该溶液中一定含有CO2-3。
( )(3)向某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则该溶液中一定含有SO2-4。
( )(4)向某溶液中加入2滴KSCN溶液,溶液不显红色,再向溶液中加几滴新制的氯水,溶液变为红色,则该溶液中一定含有Fe2+。
( )(5)通入Cl2后,溶液变为深黄色,加入淀粉溶液后溶液变蓝,可确定有I-存在。
( )(6)做某溶液的焰色反应实验,火焰呈黄色,则溶液中一定存在钠元素,不存在钾元素。
( )答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×2.下列有关实验操作、现象和结论都正确的是( )选项实验操作及现象实验结论A 向某溶液中加入KSCN溶液和盐酸,溶液变红色原溶液一定含Fe3+B 向某溶液中加入稀盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体原溶液一定含CO2-3C 向某溶液中加入稀盐酸无现象,再滴加BaCl2有白色沉淀原溶液一定含SO2-4D向某溶液滴加稀NaOH溶液时,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸不变蓝原溶液一定不含NH+4解析向某溶液中加入KSCN和盐酸,若原溶液中存在Fe2+和NO-3,溶液也会变红色,A项错误;向某溶液中加入稀盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体,说明原溶液中含有CO2-3或HCO-3,B项错误;向某溶液中加入稀盐酸无现象,再滴加BaCl2有白色沉淀,说明原溶液中一定含有SO2-4,C项正确;检测NH+4应向溶液滴加浓NaOH溶液并加热,D项错误。
[考法综述] 该考点主要以选择题及填空题的形式出现,离子推断可以把实验操作、离子反应、离子共存、离子检验、电荷守恒等知识综合起来考查,是综合性较强的题目。
命题法1 离子的检验典例1 下列关于物质或离子检验的叙述正确的是( )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[解析]在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中一定含有Fe3+,但不能确定是否含有Fe2+,A项错误;白色无水硫酸铜粉末遇水蒸气生成蓝色固体胆矾,故无水硫酸铜可用于水分的检验,B项正确;灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中含有Na+,但无法确定是否含有K+,C项错误;能使澄清石灰水变浑浊的气体可能是二氧化碳,也可能是二氧化硫,D项错误。
[答案] B【解题法】无色溶液中离子检验的一般思路命题法2 离子的推断典例2 水溶液X中只可能溶有K+、Mg2+、Al3+、AlO-2、SiO2-3、SO2-3、CO2-3、SO2-4中的若干种离子。
某同学对该溶液进行了如下实验:下列判断正确的是( )A.气体甲一定是纯净物B.沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物C.K+、AlO-2和SiO2-3一定存在于溶液X中D.CO2-3和SO2-4一定不存在于溶液X中[解析]溶液中加入过量稀盐酸后有沉淀和气体生成,说明原溶液中至少含有CO2-3、SO2-3中的一种,一定含有SiO2-3,一定不存在Al3+和Mg2+,一定存在K+,可能存在AlO-2、SO2-4,向所得溶液中加入过量氨水时产生白色沉淀,则说明无色溶液甲中含有Al3+,水溶液X中有AlO-2存在,C项正确,D项错误;若CO2-3、SO2-3同时存在,则气体甲是混合物,A项错误;溶液中一定不含Mg2+,B项错误。
[答案] C【解题法】离子综合推断题的解题思路根据反应操作及反应现象―→判断一定含有的离子―→根据能否共存判断一定不含的离子―→根据电荷守恒判断还含有的离子―→可能含有的离子必须注意两点:(1)所加试剂引入的离子对后续实验的影响;(2)用电荷守恒判断溶液中还可能含有的离子时要将定性与定量的方法相结合。
1.(双选)某未知溶液可能含Cl-、CO2-3、Na+、SO2-4、Al3+。
将溶液滴在蓝色石蕊试纸上,试纸变红。
取少量试液,滴加硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成;在上层清液中滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀。
下列判断合理的是( )A.一定有Cl-B.一定有SO2-4C.一定没有Al3+D.一定没有CO2-3答案BD解析将溶液滴在蓝色石蕊试纸上,试纸变红,说明溶液显酸性,因此一定没有CO2-3;滴加硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,白色沉淀是硫酸钡,一定有SO2-4;在上层清液中滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀,白色沉淀是氯化银或Ag2SO4,但由于前面加入了氯化钡溶液,引入了氯离子,因此不能确定原溶液中是否含有氯离子。
根据溶液电中性原则,所以该溶液中还有Na+、Al3+中的至少一种。
综上分析,B、D正确。
2.现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合制剂,某同学为了确认其成分,取部分制剂作为试液,设计并完成了如下实验:已知:控制溶液pH=4时,Fe(OH)3沉淀完全,Ca2+、Mg2+不沉淀。
该同学得出的结论正确的是( )A.根据现象1可推出该试液中含有Na+B.根据现象2可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根C.根据现象3和4可推出该试液中含有Ca2+,但没有Mg2+D.根据现象5可推出该试液中一定含有Fe2+答案 C解析A项,由于试液中外加了NaOH和Na2CO3溶液,故不能确定原试液中是否含Na+;B项,无论试液中有没有葡萄糖酸根,都无银镜产生;C项,滤液加氨水无沉淀,说明无Mg2+,加Na2+;D项,试液中有可能含有Fe2+,也有可能只含2CO3有白色沉淀生成,说明有Ca有Fe3+而不含Fe2+。
3.(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解。
某兴趣小组拟探究其分解产物。
【查阅资料】(NH4)2SO4在260 ℃和400 ℃时分解产物不同。
【实验探究】该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。
实验:连接装置A-D-B,检查气密性,按图示重新加入试剂。
通入N2排尽空气后,于400 ℃加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入N2。
观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。
经检验,该白色固体和装置D内溶液中有SO2-3,无SO2-4。
进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。
(1)检验装置D内溶液中有SO2-3,无SO2-4的实验操作和现象是______________________。
(2)装置B内溶液吸收的气体是________________________ ________________________________________________。
(3)(NH4)2SO4在400 ℃分解的化学方程式是____________________。
答案(1)取少量装置D内溶液于试管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀;加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解,放出无色刺激性气体(或其他合理答案) (2)NH3(或氨气)(3)3(NH 4)2SO 4=====400 ℃4NH 3↑+N 2↑+3SO 2↑+6H 2O↑解析 (1)取少量装置D 中的溶液,可向其中加入足量稀盐酸,然后再滴加BaCl 2溶液,只有刺激性气味的气体(SO 2)产生,无沉淀(BaSO 4)产生。
(2)装置B 中所盛盐酸可吸收碱性气体,故吸收的是NH 3。
(3)通过分析所给信息可知(NH 4)2SO 4受热分解过程中SO 2-4被还原,故NH +4被氧化,而产物中无氮氧化物,故氧化产物为N 2,因此(NH 4)2SO 4分解的化学方程式为3(NH 4)2SO 4=====400 ℃3SO 2↑+N 2↑+4NH 3↑+6H 2O↑。
4.已知某溶液中可能含有NO -3、Cl -、SO 2-4、CO 2-3、NH +4、Fe 3+、Al 3+和K +中的几种,且所含阴离子的物质的量相等。
为确定该溶液的成分,某学习小组做了如下实验:①取该溶液100 mL ,加入过量NaOH 溶液,加热,得到0.02 mol 气体,同时产生红褐色沉淀;②将沉淀过滤、洗涤、灼烧,得到1.6 g 固体;③向上述滤液中加入足量BaCl 2溶液,得到4.66 g 不溶于盐酸的沉淀。
请回答下列问题:(1)结合①和②,判断原溶液中肯定含有的离子是________,可以排除的离子是________。
(2)由③推知原溶液中一定有________离子,其物质的量为________ mol 。
(3)综合(1)、(2)及题干信息,结合溶液中电荷守恒知识,还可以排除的离子是________。
该学习小组最终得出结论:该溶液由________种阳离子(填数字,下同)和________种阴离子组成。
答案 (1)NH +4、Fe 3+ CO 2-3 (2)SO 2-4 0.02(3)Al 3+和K + 2 3解析 ①取该溶液100 mL ,加入过量NaOH 溶液,加热,得到0.02 mol 氨气,则100 mL 溶液中含0.02 mol NH +4;同时产生红褐色氢氧化铁沉淀,则原溶液中一定含有Fe 3+,CO 2-3与Fe 3+不能大量共存,则溶液中一定不含有CO 2-3。
②将沉淀过滤、洗涤、灼烧,得到1.6 g Fe 2O 3固体,则原溶液中Fe 3+的物质的量为0.02 mol 。