第06讲 离子共存、离子的检验与推断（讲义）-备战2024年高考化学一轮复习精品课件+讲义+练习（新教材新高考）

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第06讲 离子共存、离子的检验与推断 目录 考情分析 网络构建 考点一 离子共存 【夯基·必备基础知识梳理】 知识点1 离子共存的实质 知识点2 离子不能大量共存的原因 知识点3 判断离子能否大量共存的“六个要点” 【提升·必考题型归纳】 考向1 考查无限制条件的离子共存的判断 考向2 考查题干中有限制条件的离子共存 考向3 考查选项中有限制条件的离子共存 考点二 离子的检验与推断 【夯基·必备基础知识梳理】 知识1 离子的检验 知识点2 离子推断 【提升·必考题型归纳】 考向1 常见离子的检验 考向2 溶液中离子检验的规范描述 考向3 溶液中离子的推断 真题感悟 考点一 离子共存 知识点1 离子共存的实质：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。 知识点2 离子不能大量共存的原因 (1)离子之间相互结合生成_________。如Ca2+和CO32-生成CaCO3,H+和SiO32-生成H2SiO3,Cu2+和OH-生成Cu(OH)2等。 (2)离子之间相互结合生成_________。如H+和S2-生成H2S,H+和HCO3-生成CO2等。 (3)离子之间相互结合生成_________。如H+与CH3COO-、OH-、PO43-等分别结合生成弱电解质CH3COOH、H2O、H3PO4等。 (4)离子之间彼此_________。如Al3+、Fe3+分别与AlO2-、HCO3-、CO32-、S2-等发生相互促进的水解反应生成沉淀或气体。 (5)离子之间发生__________________。如Fe2+、S2-、I-、SO32-分别与NO3-(H+)、ClO-因发生氧化还原反应而不能大量共存;Fe3+与S2-、I-等因发生氧化还原反应而不能大量共存。 (6)离子之间能发生__________________。如Fe3+和SCN-不能大量共存。 知识点3 判断离子能否大量共存的“六个要点” (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AlOeq \o\al(－,2)、ClO－、CH3COO－、SOeq \o\al(2－,3)、COeq \o\al(2－,3)、S2－等)不能大量存在。 ②在强碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子(如NHeq \o\al(＋,4)、Mg2＋、Al3＋、Cu2＋、Ag＋、Fe3＋、Fe2＋等)不能大量存在。 【特别提醒】1)常见表示呈酸性的溶液：①常温下，pH＜7的溶液；②使pH试纸变红的溶液；③使甲基橙呈红色的溶液；④与镁粉反应放出氢气的溶液；⑤常温下，c(OH－)＜1×10－7 mol·L－1的溶液。 2)常见表示呈碱性的溶液：①常温下，pH＞7的溶液；②使pH试纸变蓝的溶液；③使酚酞溶液变红的溶液；④常温下，c(H＋)＜1×10－7 mol·L－1的溶液。 3)常见表示可能呈酸性也可能呈碱性的溶液 ①与铝粉反应放出氢气的溶液；②常温下水电离出的c(OH－)＝1×10－12 mol·L－1的溶液；③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。（附：常见既与酸反应又与碱反应的离子：HCOeq \o\al(－,3)、HS－、HSOeq \o\al(－,3)、H2POeq \o\al(－,4)。） (3)三特殊——三种特殊情况： ①AlOeq \o\al(－,2)与HCOeq \o\al(－,3)_________大量共存：AlOeq \o\al(－,2)＋HCOeq \o\al(－,3)＋H2O===Al(OH)3↓＋COeq \o\al(2－,3)。 ②“NOeq \o\al(－,3)＋H＋”组合具有_________性，能与S2－、Fe2＋、I－、SOeq \o\al(2－,3)等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。 ③NHeq \o\al(＋,4)与CH3COO－、COeq \o\al(2－,3)，Mg2＋与HCOeq \o\al(－,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_________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_________反应：如Ba2＋与SOeq \o\al(2－,4)，NHeq \o\al(＋,4)与OH－，H＋与CH3COO－等。 ②氧化还原反应：如Fe3＋与I－、S2－，NOeq \o\al(－,3)(H＋)与Fe2＋等。 ③相互促进的_________反应：如Al3＋与COeq \o\al(2－,3)、HCOeq \o\al(－,3)或AlOeq \o\al(－,2)等。 ④络合反应：如Fe3＋与SCN－等。 (5)注意特定情况下的隐含因素 充分考虑指定微粒或物质对溶液酸碱性、氧化性和还原性的影响，如： ①含有大量Fe3＋的溶液，隐含溶液呈_________性，并具有较强氧化性。 ②含有大量NOeq \o\al(－,3)的酸性溶液，隐含溶液具有_________性。 ③含有大量S2－、SOeq \o\al(2－,3)的溶液，隐含不是_________性溶液。 ④含有大量AlOeq \o\al(－,2)的溶液，隐含是_________性溶液。 (6)掌握4种氧化性离子与7种还原性离子 ①氧化性离子：MnOeq \o\al(－,4)(H＋)、Fe3＋、NOeq \o\al(－,3)(H＋)、ClO－。 ②还原性离子：I－、Fe2＋、SOeq \o\al(2－,3)、S2－、HSOeq \o\al(－,3)、HS－、Br－。 考向1 考查无限制条件的离子共存的判断 例1.（2023·上海徐汇·统考二模）室温时，下列各组离子在水溶液中可以大量共存的是 A．H+、NH4+、ClO-、Cl- B．H+、Mg2+、I-、NO3- C．Na+、Al3+、HCO3-、SO42- D．S2-、Na+、SO32-、OH- 【变式训练】（2023·湖南衡阳·校联考二模）下列离子组能否大量共存的判断及原因均正确的是 A．A B．B C．C D．D 考向2 考查题干中有限制条件的离子共存 例2．（2023·全国·模拟预测）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 A．、、、 B．、、、 C．、、、 D．、、、 【变式训练】（2023·天津·统考一模）25℃时，下列各组离子在酸性溶液中能大量共存的是 A．、、、 B．、、、 C．、、、 D．、、、 考向3 考查选项中有限制条件的离子共存 例3．（2023·湖北武汉·统考模拟预测）下列各组离子在指定环境中能大量共存的是 A．0.1mol/L的NaOH溶液：Cl-、Ba2+、K+、NO B．0.1mol/L的AlCl3溶液：Mg2+、K+、AlO、Cl- C．0.1mol/L的FeCl2溶液：Na+、K+、SO、ClO- D．0.1mol/L的HI溶液：NO、Cl-、Na+、MnO 【变式训练】（2023·辽宁·校联考模拟预测）常温下，下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是 A．的溶液中： B．滴加几滴溶液显红色的溶液中： C．加入铝粉能生成的溶液：加入 D．的溶液中： 考点二 离子的检验与推断 知识1 离子的检验 （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，可以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_________颜色。 （2）离子检验中的常见干扰离子以及排除措施 【易错提醒】 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SOeq \o\al(2－,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COeq \o\al(2－,3)，若原溶液中存在SOeq \o\al(2－,3)、HSOeq \o\al(－,3)、HCOeq \o\al(－,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COeq \o\al(2－,3)，若原溶液中存在HCOeq \o\al(－,3)、SOeq \o\al(2－,3)、HSOeq \o\al(－,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SOeq \o\al(2－,4)，若原溶液中存在SOeq \o\al(2－,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。 （3）离子检验的规范答题 A.实验操作(取少量或适量待检溶液于试管中，加入……试剂，再加入……试剂) B.现象描述(①溶液由……变为……，②有……生成，③没有……等) C.得出结论(如“若……说明……，若……说明……”) 知识点2 离子推断 利用离子反应进行物质的推断是推断题中的一种重要题型，它既考查了常见离子的典型性质，又考查了考生的推断能力。这类试题常将物质拆分为离子，通过实验并根据其现象推断出相关物质。解答此类试题，易出现一错全错的连锁错误，因此，解答的关键是依据题目表述的现象和离子的性质，初步推出可能的物质，然后逐步分析，从而得出正确的结果。 （1）物质检验的一般步骤 eq \x(观察物理性质)eq \x(取少量样品)eq \x(加入某种试剂) eq \x(加热、振荡等操作)eq \x(根据现象)eq \x(得出结论) （2）物质检验的一般依据 任何具有明显实验现象差异的物理性质、化学性质都可作为物质检验的依据。在物质鉴定过程中常常是根据颜色的变化、是否有气体产生、能否溶解、有无沉淀、有无吸热或放热等现象来判断；还可以根据能不能产生某个现象来判断，也可以根据产生某个现象的快慢进行判断。 【特别提醒】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。 （3）离子推断的“四项基本原则” ①肯定原则：根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子(记住几种常见的有色离子：Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、MnOeq \o\al(－,4)、CrOeq \o\al(2－,4)、Cr2Oeq \o\al(2－,7))。 ②互斥原则：在肯定某些离子存在的同时，结合离子共存规律，否定一些离子的存在(注意题目中的隐含条件，如酸性、碱性、指示剂的颜色变化、与铝反应产生H2、水的电离情况等)。 ③电中性原则：溶液呈电中性，溶液中有阳离子，必有阴离子，且溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子)。 ④进出原则：通常是在实验过程中使用，是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。 （4）电荷守恒在定量型离子推断试题中的应用 离子定量推断试题常根据离子的物质的量(或浓度)定量推断最后一种离子的存在：如果多种离子共存，且只有一种离子的物质的量未知，可以用电荷守恒来确定最后一种离子是否存在，即阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。 （5）离子推断常见解题思路 离子推断题将离子共存、离子检验设定在一个可能的离子组中,要求通过多重推断,确定某些离子肯定存在,某些离子肯定不存在,某些离子不能确定是否存在,有的最后还设置一个探究问题或者一个计算题。其一般解题思路如下所示: eq \x(\a\al(根据实验操作和反应现,象，判断一定含有的离子))→eq \x(\a\al(根据能否共存，判,断一定不含的离子))→eq \x(\a\al(根据电荷守恒，判断还含有,的离子或可能含有的离子)) 考向1 常见离子的检验 例1.（2023·广东广州·广州市第二中学校考模拟预测）对于某些离子的检验及结论中一定正确的是 A．加入稀盐酸产生无色无味气体，将气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，则一定有CO32－ B．加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，则一定有SO42－ C．分别含有Mg2＋、Cu2＋和Na＋的三种盐酸盐溶液，用NaOH溶液就能一次鉴别开 D．加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸，白色沉淀消失，一定有Ba2＋ 【变式训练】（2023·上海青浦·统考二模）某溶液中只可能含有K＋、Al3＋、Br－、OH－、CO、SO中的一种或几种。取样，滴加足量氯水，有气泡产生，溶液变为橙色；向橙色溶液中加BaCl2溶液无明显现象。为确定该溶液的组成，还需检验的离子是 A．Br－ B．OH－ C．K＋ D．Al3＋ 考向2 溶液中离子检验的规范描述 例2. (1)(2021广东卷,17节选)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中HClO已分解。检验此久置氯水中Cl-存在的操作及现象是　 。  (2)(2021全国乙卷,27节选)步骤Ⅳ(离心分离,稀盐酸洗涤沉淀)中,洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在 来判断。检测的方法是　　　　　　　　。  【变式训练1】(2022湖南卷,15节选)某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O,并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。 步骤2:产品中BaCl2·2H2O的含量测定 ①称取产品0.500 0 g,用100 mL水溶解,酸化,加热至近沸; ②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的0.100 mol·L-1 H2SO4溶液; ③沉淀完全后,60 ℃水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为0.466 0 g。 (1)在沉淀过程中,某同学在加入一定量热的H2SO4溶液后,认为沉淀已经完全,判断沉淀已完全的方法是    　。  (2)沉淀过程中需加入过量的H2SO4溶液,原因是   　。 【变式训练2】(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]该小组拟选用如图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。 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SO32-,无SO42-。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。 检验装置D内溶液中有SO32-,无SO42-的实验操作和现象是 　 。 考向3 溶液中离子的推断 例3.（2023·安徽马鞍山·统考一模）某溶液仅由 、Cl-、 、、、Fe3+、Al3+和K+中的若干种离子组成，且各离子浓度相等，取适量溶液进行如下实验： ①取该溶液加入过量NaOH溶液，加热，产生无色气体；②将①过滤、洗涤、灼烧，得到固体a；③向上述滤液中加足量BaCl2 溶液，产生白色沉淀： 根据以上实验，下列推断错误的是 A．根据操作①，推断一定存在 B．②中固体a为氧化铁 C．原溶液中一定不存在 、Al3+，可能含有K+ D．说明原溶液中一定存在、Cl-、、、Fe3+、 【变式训练】（2023·重庆万州·重庆市万州第二高级中学校考模拟预测）某学生设计了如下方法对X盐进行鉴定： 由此分析，下列结论中正确的是 A．X中一定有Fe3＋ B．X一定为FeBr2溶液 C．Y为AgI沉淀 D．Z中一定有Fe3＋ 1．（2020·全国·统考高考真题）某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的两种组成，进行如下实验：① 混合物溶于水，得到澄清透明溶液；② 做焰色反应，通过钴玻璃可观察到紫色；③ 向溶液中加碱，产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为 A．KCl、NaCl B．KCl、MgSO4 C．KCl、CaCO3 D．MgSO4、NaCl 2．（2021·天津·统考高考真题）常温下，下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是 A．pH=1的溶液：Fe2+、Mg2+、、 B．pH=12的溶液：K+、Na+、、 C．pH=7的溶液：Na+、Cu2+、S2-、Cl- D．pH=7的溶液：Al3+、K+、Cl-、 3．（2021·福建·统考高考真题）室温下，下列各组离子一定能与指定溶液共存的是 A．的溶液：、、、 B．的溶液：、、、 C．的溶液：、、、 D．的溶液：、、、 4．（2022·天津·统考高考真题）25℃时，下列各组离子中可以在水溶液中大量共存的是 A．、、、 B．、、、 C．、、、 D．、、、 5．（2022·重庆·统考高考真题）下列操作中，不会影响溶液中K+、Al3+、Fe3+、Ba2+、Cl-、NO等离子大量共存的是 A．加入ZnSO4 B．加入Fe粉 C．通入NH3 D．通入CO2 考点要求考题统计考情分析 离子共存2022湖北卷4题，3分 2021天津卷9题，3分1.从近几年高考试题来看,离子能否大量共存的判断仍是高考命题的热点,经典题型仍保留。 2.从考查形式和内容上看，高考中考查离子反应主要以教材知识为主体，进行离子推断、离子检验； 3.从命题思路上看，高考离子反应考查侧重于： (1)在选择题中考查离子大量共存问题。 (2)非选择题密切联系化工生产、环境保护等热点。 (3)离子共存及检验中常考的离子：NH4+、Na＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Cu2＋、NO3-、SO42-、HSO3-、Cl－出现率较高，S2O32-、SiO32-、MnO4-、C2O42-也会在试卷中有所涉及。 4.预测新的一年高考可能仍会在（1）选择题中考查溶液中离子能否大量共存的判断问题（2）实验型选择题中考查常见离子检验的易错点,在实验大题中考查离子检验的实验操作方法或物质的推断等。 5.根据高考命题的特点和规律，复习时需注意： (1)高考不回避热点和经典考点。例如，H2O2与MnO4-，H2O2与Fe2＋，Fe2＋与HNO3等多次考过。 (2)离子共存题的题干大多隐含着丰富的信息，需要有较强的语感和信息处理能力。离子检验2023浙江卷16题，2分 2022广东卷11，4分 2021海南卷6题，2分离子推断2022全国乙卷9题，6分离子Cu2＋Fe3＋Fe2＋MnOeq \o\al(－,4)溶液颜色蓝色_______浅绿色_______选项离子组判断及原因A、、、不能大量共存，因发生而使溶液呈红色B、、、能大量共存，离子间不反应C、、、不能大量共存，与发生双水解反应：D、、、不能大量共存，发生反应：离子试剂现象注意Cl－、Br－、I－AgNO3溶液和稀HNO3AgCl(白色)、AgBr(_________色)、AgI(黄色)SOeq \o\al(2－,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→_________色沉淀→_________色沉淀Fe3＋NaOH溶液红褐色沉淀NHeq \o\al(＋,4)浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸产生_________的气体，且该气体能使湿润的红色石蕊试纸变_________需加热COeq \o\al(2－,3)稀盐酸和澄清石灰水产生无色无味气体，且该气体能使澄清石灰水变浑浊SOeq \o\al(2－,3)、HSOeq \o\al(－,3)、HCOeq \o\al(－,3)有干扰SOeq \o\al(2－,3)稀H2SO4和品红溶液产生_________的气体，且该气体能使________溶液褪色HSOeq \o\al(－,3)有干扰I－氯水(少量)，CCl4下层为_________色H＋紫色石蕊溶液溶液变_________Fe2＋①KSCN溶液和氯水 ②铁氰化钾溶液K3[Fe(CN)6]①先是_________，滴加氯水后变_________ ②生成_________ Fe3[Fe(CN)6]2先加KSCN溶液，无变化，再加氯水Fe3＋KSCN溶液_________色苯酚溶液_________色Na＋、K＋Pt(Fe)丝和稀盐酸火焰分别呈_________色、_________色K＋要透过蓝色钴玻璃片观察焰色待检离子干扰离子排除措施Cl－SOeq \o\al(2－,4)加过量的Ba(NO3)2溶液COeq \o\al(2－,3)加稀硝酸酸化OH－SOeq \o\al(2－,4)COeq \o\al(2－,3)加盐酸酸化SOeq \o\al(2－,3)Ag＋SOeq \o\al(2－,3)COeq \o\al(2－,3)加盐酸后将产生的气体通入品红溶液中COeq \o\al(2－,3)SOeq \o\al(2－,3)加硝酸后将产生的无色无味气体通入澄清石灰水，变浑浊