离子共存,离子的检验和推断(有规范标准答案)
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基础课3 离子共存离子的检验和推断【明确考纲】1.掌握常见离子的检验方法。
2.了解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。
【理清主干】考点一、离子共存1.离子共存的本质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。
23加水稀释,c+c-减小某溶液的lg c+c-=12【判一判】(1)OH-不能和_____________________________大量共存(填具体离子,下同)。
(2)H+不能和________________________________________________大量共存。
(3)CO2-3不能和________________________________________________大量共存。
(4)SO2-3不能和____________________________________________大量共存。
(5)Fe3+不能和____________________________________________大量共存。
(6)Al3+不能和_______________________________________________大量共存。
(7)I-不能和_________________________________________________大量共存。
(8)NO-3(H+)不能和_____________________________________________大量共存。
1.下列各组离子在溶液中因发生复分解反应而不能大量共存的是________。
①Na+、H+、CH3COO-、Cl-②Ba2+、Na+、CO2-3、NO-3③Na+、HCO-3、H+、NO-3④Al3+、Fe3+、NO-3、SO2-4⑤K+、Na+、AlO-2、NO-3⑥Na+、H+、Cl-、OH-⑦Cu2+、Fe2+、Cl-、SO2-4⑧K+、Na+、SiO2-3、NO-32.下列各组离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是________。
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反应放出旦兰的溶液(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 —a mol •L1(a>7)的溶液。
思考(1)OH _不能禾廿_________________________________________________ (填具体离子 , 下同)。
答案H +、NH*、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mg 2+、Al3+、Cr3+、HCO —、HS—、HSO—、H2PO—、HPO2—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。
(2) H +不能和 ___________________________________________大量共存。
答案 0H -、C02^(HCO f )、S — (HS _)、S03一(HSO *卜 P04-(H 2PO ^T , HPO 4 — )、SiO 2,AIO ,、 CIO —、F —、CH 3COO — NO -(3) CO 3_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。
《离子共存 离子的检验和推断》知识完全归纳与典题分析【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Fe3+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、CrO42-、Cr3+等有色离子不能存在。
2、二性。
即溶液的酸性和碱性。
第二章 化学物质及其变化第05讲 离子共存 离子的检验和推断(精练)完卷时间:50分钟可能用到的相对原子质量:O16 S32 Ba 137一、选择题(每小题只有一个正确选项,共12*5分)1.(2021·广东肇庆市·高三三模)下列有关离子共存的叙述或离子方程式的书写正确的是A .常温pH=7的溶液中,K +、24SO -、Fe 3+可以大量共存B .通入H 2S 至饱和的溶液中,Cl -、4NH +、Cu 2+可以大量共存C .泡沫灭火器是利用水解原理:3332Al 3HCO Al(OH)3CO +-+=↓+↑D .Zn 溶于过量的浓硝酸中:232Zn 8H 2NO 3Zn 2NO 4H O +-+++=+↑+【答案】C【解析】A .pH=7的溶液中Fe 3+不会大量存在,Fe 3+在pH 约2.7开始沉淀,在pH 为3.7时沉淀完全,A 项错误;B .H 2S 在溶液中可以发生电离,电离出的S 2-与Cu 2+在溶液中生成沉淀不能共存,B 项错误;C .泡沫灭火器中两种溶液混合反应过程是硫酸铝与碳酸氢钠发生互促程度大的双水解,C 项正确;D .浓硝酸具有氧化性,Zn 与浓硝酸反应生成NO 2,D 项错误;故答案选C 。
2.(2021·广东珠海市·高三一模)在酸性溶液中能大量共存且为无色透明溶液的是A .244K Cl MnO SO 、、、+---B .243Na SO Cl NO 、、、+---C .22234Fe NO SO Mg 、、、+--+D .243Na K SO HSO 、、、++--【答案】B【解析】A .4MnO -在溶液中显紫色,不符合限定条件,故A 不符合题意;B .243Na SO Cl NO 、、、+---都大量共存,故B 符合题意;C .23Fe NO +-、在酸性条件下发生氧化还原反应,故C 不符合题意;D .3HSO -在酸性条件下反应生成二氧化硫和水,故D 不符合题意。
第5讲离子共存、离子的检验和推断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;若离子之间能,则不能大量共存。
2. 熟记常考离子的性质注意“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______ 的溶液;能使甲基橙呈______ 或___ 的溶液;能使石蕊溶液呈的溶液。
碱性溶液:pH>7(常温);能使pH试纸呈______ 的溶液;能使石蕊溶液呈____ 的溶液;能使酚酞溶液呈_____ 的溶液。
呈酸性或碱性的溶液:和Al反应放出 _ 的溶液(HNO3除外);能使甲基橙呈_______ 的溶液;c(H +)水或c(OH「)水等于10-a mol •L 1(a>7)的溶液。
深度思考(1) OH「不能和 ____________________________________________________________大量共存(填具体离子,下同)。
答案屮、NH\ Fe2+、Fe3+、oT、Zn2+> Mg:Al3:Cr3*、HCO、HS、HSO、HPC T、H P O T(2) H +不能和___________________________________________________________________________ 大量共存。
答案OH、CO「(HCQ)、S2- (HS「)、SO「(HSQ)、PO「(H2PQ, HPO「)、SiO3「、AIO;、CIO「、F_、CHCOO、NC2(3) CO3 ;不能和____________________________________________________ 大量共存。
答案H、Mg、Ba、Ca、Fe、Al 、Fe、Cu(4) SO2_不能和 ____________________________________________ 大量共存。
第03讲离子共存、离子的检验与推断题型一离子共存1.(2024·浙江·二模)常温下,在水溶液中能大量共存的离子组是A .+Na 、3NO -、23SiO -、I -B .2Fe +、H +、24SO -、3NO -C .4[Al(OH)]-、3HCO -、+Na 、Br -D .K +、32CH CH COO -、Cl -、H +【答案】A【解析】A .+Na 、3NO -、23SiO -、I -可以大量共存,A 正确;B .H +与3NO -可以氧化2Fe +,不可以大量共存,B 错误;C .4[Al(OH)]-与3HCO -反应生成氢氧化铝和碳酸根离子,不可以大量共存,C 错误;D .32CH CH COO -与H +生成弱电解质丙酸,不可以大量共存,D 错误;故选A 。
2.(2024·浙江·三模)在溶液中能大量共存的离子组是A .4Ti +、HCOO -、Cl -、K +B .24CrO -、Ag +、3NO -、2Zn +C .2Ba +、O H -、Na +、23SO -D .I -、SCN -、K +、4NH +【答案】D【解析】A .4Ti +与HCOO -会发生双水解而不能大量共存,A 项错误;B .24CrO -与Ag +会形成24Ag CrO 沉淀不能共存,B 项错误;C .2Ba +与23SO -会生成3BaSO 沉淀而不能大量共存,C 项错误;D .选项中所给离子相互都不反应,可以大量共存,D 项正确;本题选D 。
3.(2024·江西·一模)下列各组离子中,在给定的环境中一定能大量共存的是A .能使甲基橙变红的溶液:S 2-、2-4SO 、-3NO 、Na +B .常温下,由水电离的c(H +)=10-12的溶液中:Be 2+、-3NO 、K +、Cl -C .在水溶液中:-2AlO 、-3HCO 、Ba 2+、F -D .在漂白液中:OH -、Rb +、2-3CO 、2-4SO 【答案】D【解析】A .能使甲基橙变红的溶液含大量H +与S 2-不共存,酸性条件下,-3NO 有强氧化性,与S 2-会发生氧化还原反应不共存,A 错误;B .常温下,由水电离的c(H +)=10-12的溶液中,水的电离受到抑制,可能是酸性溶液,也可以是碱性溶液,OH -与Be 2+不共存,B 错误;C .-3HCO 与-2AlO 不共存,-3HCO +-2AlO +H 2O=()233CO Al OH -+↓,C 错误;D .在漂白液中:OH -、Rb +、2-3CO 、2-4SO 可大量共存,D 正确;故选D 。
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+、Fe3+、SO2-4、I-B.H+、NH+4、HCO-3、NO-3C.Ag+、K+、Cl-、SO2-4D.K+、AlO-2、Cl-、OH-答案 D解析A项,Fe3+氧化I-;B项,H+与HCO-3反应;C项,Ag+与Cl-、SO2-4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.Al3+、Na+、Cl-、SO2-4B.H+、Fe2+、ClO-、Cl-C.Na+、Ca2+、Cl-、SO2-4D.K+、Ba2+、NO-3、Cl-答案AD解析B项,ClO-氧化Fe2+,H+与ClO-反应生成HClO;C项,Ca2+与SO2-4反应生成微溶沉淀CaSO4。
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Na2O2后仍能大量共存的离子组是( )A.K+、AlO-2、Cl-、SO2-4B.NH+4、Ba2+、Cl-、NO-3C.Ca2+、Fe2+、NO-3、HCO-3D.Na+、Cl-、CO2-3、SO2-3答案 A解析B项,Na2O2与H2O反应生成NaOH,NH+4与OH-结合生成NH3·H2O;C项,Na2O2氧化Fe2+,HCO-3与OH-反应生成CO2-3和H2O;D项,Na2O2把SO2-3氧化成SO2-4。
4.将足量的SO2通入下列各溶液中,所含离子还能大量共存的是( )A.K+、SiO2-3、Cl-、NO-3B.H+、NH+4、Al3+、SO2-4C.Na+、Cl-、MnO-4、SO2-4D.Na+、CO2-3、CH3COO-、HCO-3答案 B解析A中SiO2-3能与SO2反应生成沉淀,NO-3(H+)能氧化SO2;C中MnO-4能与SO2发生氧化还原反应;D中CO2-3、CH3COO-、HCO-3均能与SO2反应。
题组三有限制条件的离子大量共存的判断5.下列各组离子在指定的溶液中,能大量共存的划“√”,不能大量共存的划“×”(1)含有大量Fe3+的溶液:Na+、SCN-、Cl-、I-( )(2)含有大量NO-3的溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO2-4( )(3)常温下,pH=12的溶液:K+、Cl-、SO2-4( )(4)c(H+)=0.1mol·L-1的溶液:Na+、NH+4、SO2-4、S2O2-3( )(5)使pH试纸显蓝色的溶液:Cu2+、NO-3、Fe3+、SO2-4( )(6)与铝粉反应放出H2的无色溶液:NO-3、Al3+、Na+、SO2-4( )(7)使红色石蕊试纸变蓝的溶液:SO2-4、CO2-3、Na+、K+( )(8)常温下c(H+)c(OH-)=1×10-12的溶液:K+、AlO-2、CO2-3、Na+( )(9)中性溶液:Fe3+、Al3+、NO-3、SO2-4( )(10)使甲基橙变红色的溶液:Mg2+、K+、SO2-4、SO2-3( )(11)c(H+)水=10-12mol·L-1的溶液:Na+、K+、CO2-3、SO2-4( )(12)使酚酞变红色的溶液:Na+、Cu2+、Fe2+、NO-3( )(13)0.1mol·L-1的Na2CO3溶液:Al3+、SO2-4、Cl-、K+( )答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)√(8)√(9)×(10)×(11)×(12)×(13)×1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”(1)向某溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再加入稀盐酸,沉淀不消失,则溶液一定存在SO2-4(×)(2)向某溶液加入Ba(NO3)2溶液,产生不溶于稀HNO3的白色沉淀,则溶液中一定存在SO2-4(×)(3)向某溶液中加入Ca(OH)2溶液,有白色沉淀生成,则溶液中一定存在CO2-3(×)2.向某溶液中加入稀NaOH溶液,把湿润无色酚酞试纸放在试管口,试纸不变红,则溶液中一定不存在NH+4,该判断是否正确?为什么?答案判断错误,检验NH+4时,应加入浓NaOH溶液,并加热,且用湿润的红色石蕊试纸。
3.向某溶液中滴加氯水,再加入KSCN溶液,溶液变血红色,则溶液中一定存在Fe2+,该判断是否正确?为什么?答案判断错误,检验Fe2+时,应先加KSCN,再加氯水,否则,Fe3+干扰结果的判断。
题组一排除干扰,确定离子1.关于某无色溶液中所含离子的鉴别,下列判断正确的是( )A.加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸沉淀不溶解时,可确定有Cl-存在B.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C.加入Ba(NO3)2溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸后沉淀不溶解时,可确定有SO2-4存在D.加入稀盐酸,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊,可确定有CO2-3存在答案 B解析Cl-、SO2-4均能与Ag+形成不溶于稀盐酸的白色沉淀,A错;I2遇淀粉变蓝,通入Cl2后,溶液变为深黄色,加入淀粉溶液后溶液变蓝,则溶液中有I-存在,B对;SO2-3与Ba(NO3)2反应形成BaSO3沉淀,加入稀盐酸后在H+、NO-3的作用下可转化为BaSO4沉淀,C错;能使澄清石灰水变浑浊的气体是CO2或SO2,原溶液中可能存在的离子是CO2-3、HCO-3、SO2-3或HSO-3,D错。
2.向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作,结论正确的是( )解析本题主要考查常见离子的鉴别,意在考查学生的实验能力。
A项加入BaCl2溶液得到白色沉淀,原溶液中可能含有SO2-3或SO2-4或Ag+;B项溶于CCl4呈紫色的为I2,即原溶液中含有I-;C项观察K+的焰色反应应透过蓝色钴玻璃,排除Na+的干扰;D项检验NH+4应加入浓NaOH 溶液,且需要加热。
3.某溶液中可能存在Br-、CO2-3、SO2-3、Al3+、I-、Mg2+、Na+等7种离子中的某几种。
现取该溶液进行实验,得到如下现象:①向溶液中滴加足量氯水后,溶液变橙色,且有无色气泡冒出;②向所得橙色溶液中加入足量BaCl2溶液,无沉淀生成;③向所得溶液中继续滴加淀粉溶液,溶液不变蓝色。
据此可以判断:该溶液肯定不存在的离子组是( )A.Al3+、Mg2+、SO2-3B.Mg2+、CO2-3、I-C.Al3+、SO2-3、I-D.Al3+、Br-、SO2-3答案 A解析 根据①溶液中有Br -和CO 2-3,根据离子共存原则,不存在Al 3+、Mg 2+;根据②溶液中无SO 2-3;根据③不能确定是否含有I -,因为在①中氯水可能把I -氧化成IO -3,致使溶液不变蓝色。
4.某水溶液只可能含有K +、Al 3+、Fe 3+、Mg 2+、Ba 2+、NH +4、Cl -、CO 2-3、SO 2-4中的若干种离子。
某同学取100mL 的溶液分成两等份进行如下实验:①第一份加过量的氢氧化钠溶液后加热,收集到0.02mol 的气体,无沉淀产生,同时得到溶液甲。
②向溶液甲中通过量的二氧化碳气体,生成白色沉淀,沉淀经过滤,洗涤灼烧后,得到1.02g 固体。
③第二份加足量的氯化钡溶液后,生成白色沉淀,沉淀经盐酸充分洗涤,干燥,得到11.65g 固体。
据此,该同学得到的结论正确的是( )A .实验①中产生的气体为氨气,并可得原溶液中c(NH +4)=0.2mol·L -1B .实验③中的白色沉淀中一定有BaSO 4,无BaCO 3C .原溶液中一定有K +,且c(K +)=0.4mol·L -1D .若要判断原溶液中是否有Cl -,无需另外设计实验验证 答案 B解析 由①得50 mL 溶液中n(NH +4)=0.02 mol ,根据离子共存原则,无Fe 3+、Mg 2+。
②中得到的沉淀为Al(OH)3,1.02 g 固体为Al 2O 3,则50 mL 溶液中n(Al 3+)=0.02 mol ,根据离子共存原则,无CO 2-3。
由③得,溶液中一定含SO 2-4,其物质的量为n(SO 2-4)=0.05 mol(指50 mL 溶液中),根据离子共存原则,原溶液中一定无Ba 2+。
综上所述,有SO 2-4(0.05 mol),Al 3+(0.02 mol),NH +4(0.02 mol),根据电荷守恒,还一定有K +,根据上述实验,由于无法确定Cl -,所以n(K +)≥0.05 mol ×2-0.02 mol ×3-0.02 mol =0.02 mol ,其浓度为c(K +)≥0.02 mol 0.05 L =0.4 mol·L -1。
题组三 离子推断实验操作题的规范解答5.有M 、N 两种溶液,经测定这两种溶液中含有下列12种离子:Al 3+、Cl -、Na +、K +、NO -3、OH -、Fe 2+、AlO -2、CO 2-3、NH +4、SO 2-4、H +。
(1)完成下列表格中实验①的结论和实验②的实验内容以及现象:NO-3存在于________溶液中,理由是________________________________________________________________________;Cl-存在于________溶液中,理由是________________________________________________________________________。
(3)根据(1)中的实验确定,M溶液中含有的离子为________________________________________________________________________。
答案(1)①N溶液中不含CO2-3、SO2-4(或M溶液中一定含有CO2-3、SO2-4)②取M溶液进行焰色反应,焰色为黄色,再透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,不呈紫色(2)M N溶液中含有H+、Fe2+、Al3+、NH+4、K+,由于N溶液为酸性,又含有Fe2+,所以N溶液中不含NO-3N 根据溶液呈电中性原则,可以确定Cl-存在于N溶液中(3)OH-、AlO-2、CO2-3、SO2-4、Na+、NO-3解析少量N溶液中滴加足量的硝酸钡溶液,无沉淀产生,说明N溶液中不含CO2-3、SO2-4,那么M溶液中一定含有CO2-3、SO2-4。
取M溶液进行焰色反应,焰色为黄色,证明含有Na+,再透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,不呈紫色,说明M中不含K+;用pH试纸检测M溶液,pH试纸呈蓝色,说明M溶液显碱性,含有大量的OH-,那么N溶液中含有大量的H+。