高考化学一轮复习（第一辑）考点13 离子检验与推断（含解析）

考点13 离子检验与推断聚焦与凝萃1了解Cl-、SO42-、CO32-等常见离子的检验方法；2学会利用离子共存规律解决离子推断问题。解读与打通常规考点离子反应的应用：1离子检验与推断：例1某无色溶液中含有K、Cl、OH、SO、SO，为检验溶液中所含的某些阴离子，限用的试剂有：盐酸、硝酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液、溴水和酚酞试液。检验其中OH的实验方法省略，检验其他阴离子的过程如下图所示。（1）图中试剂溶质的化学式分别是 ， ， ， ， 。（2）根据图中现象a、b、c，表明检验出的离子分别是a 、b 、c 。（3）白色沉淀A加试剂反应的离子方程式是 。（4）无色溶液C加试剂的主要目的是 。（5）白色沉淀A若加试剂而不加试剂，对实验的影响是 。（6）气体E通入试剂发生反应的离子方程式是 。解析：该题的实验目的是检验无色溶液中的阴离子：Cl、OH、SO、SO，据框图分析，试剂将其分为两组，而试剂又将沉淀A部分溶解，其中沉淀B没被溶解，据此可判断沉淀A的成分为BaSO4和BaSO3，而气体E一定是SO2。据题中所给被选试剂，试剂必定是Ba(NO3)2溶液，试剂必是稀盐酸，试剂必是溴水。溶液C中必含Cl-、OH-、K+(原有)和Ba2、NO(新加入)，向其中先加试剂无沉淀又加入试剂时出现白色沉淀，不难推出试剂应为稀硝酸，目的是中和OH，防止对下一步用试剂AgNO3溶液检验Cl产生干扰。答案：（1）Ba(NO3)2HClHNO3Br2AgNO3（2）SOSOCl-（3）BaSO3 + 2H+= Ba2+ SO2 + H2O（4）中和OH-，防止对Cl的检验产生干扰（5）会使SO对SO的检验产生干扰，不能确认SO是否存在（6）SO2 + Br2 + 2H2O = 4H+ + SO + 2Br-2混合物的分离：例2一学生设计了如下实验方法分离NaCl和CaCl2两种固体混合物回答下列问题（1）B物质是 （写化学式）（2）按此实验方案分离得到的NaCl，经分析含有杂质，是因为上述方案中某一步设计有毛病，这一步的正确设计方案应是 。（3）若要测定该样品中NaCl和CaCl2的质量比，可称量干燥的B物质和另一物质的质量，这种物质是 。答案：（1）CaCO3 （2）加入适量盐酸至不产生气体 （3）A3物质的提纯和鉴定：例3在某未知溶液中检验出含有Ba2+、NO3-，且溶液的pH=1。某学生还需鉴定此溶液中是否大量存在：Al3+；NH4+；Fe2+；Cl-；AlO2-；SO42-，其实这些离子中有一部分不必再鉴定就能加以否定，你认为不必再鉴定的离子组是 ( )A B C D答案：A4化合物组成成分的分析和鉴定：例4某无色透明溶液中可能大量存在Ag+，Mg2+，Cu2+中的几种离子。（1）不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是_。（2）取少量原溶液加入过量稀盐酸，有白色沉淀生成，再加入过量稀硝酸，白色沉淀不消失，说明原溶液中肯定有的离子是_，有关的离子反应式为_。（3）取（2）的滤液加入过量NaOH溶液，出现白色沉淀，说明原溶液中肯定存在的离子有_。（4）原溶液中可能大量存在的阴离子是下列AD中的（填序号） 。ACl- BNO3- CCO32- DOH-答案：（1）Cu2+ （2）Ag+ Ag+ + Cl- = AgCl （3）Mg2+ （4） B5治理水中的污染物：例5某城市某河道两旁有甲乙两厂，它们排放的工业废水中共含有K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、NO3-六种离子。（1）甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水中含有的三种离子是 、 、 ；（2）乙厂的废水中含有另外的三种离子。如果加入一定量的 （填“活性炭”、“硫酸亚铁”、“铁粉”），可以回收其中的金属 ，因为 （填离子方程式）；（3）有人提出一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可以使废水中的 （填离子符号）转化为沉淀，经过滤后的废水中主要含有 ，所以可用来浇灌农田。答案：（1）K+ Cl- OH- （2）铁粉 Ag 2 Ag+ + Fe = 2 Ag + Fe2+（3）Ag+、Cl-、Fe3+、OH- K+、NO3-隐性考点1坚持“两个基本原则”，破解离子检验与推断题（1）互斥性原则：在肯定某些离子的同时，结合离子共存规律，否定一些离子的存在；(要注意题目中的隐含条件，如：酸性、碱性、指示剂的变化、与铝反应产生H2、水的电离情况等)（2）电中性原则：溶液呈电中性，一定既有阳离子，又有阴离子，且溶液中正电荷总数与负电荷总数相等；(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子)2常见离子的检验分类常见离子试剂或方法实验现象干扰离子阳离子H+紫色石蕊试液；变红；锌片或Na2CO3溶液无色无味气体产生。Na+焰色反应黄色火焰K+焰色反应浅紫色火焰Na+Mg2+NaOH溶液白色沉淀，不溶于过量的碱Fe2+NaOH溶液；白色沉淀灰绿色红褐色先加KSCN，再加氯水。先无明显变化，再变红色。Fe3+NaOH溶液；生成红褐色沉淀；KSCN溶液。溶液呈血红色。Al3+NaOH溶液白色沉淀，溶于过量的碱Cu2+NaOH溶液；蓝色沉淀，加热则沉淀变黑。Ag+含Cl-溶液，稀硝酸白色沉淀，不溶于硝酸Ba2+稀硫酸或硫酸盐溶液白色沉淀Ca2+NH4+OH-，加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体阴离子OH-无色酚酞试液；变红；紫色石蕊试液。变蓝。Cl-AgNO3溶液，稀HNO3白色沉淀Br-AgNO3溶液，稀HNO3浅黄色沉淀I-AgNO3溶液，稀HNO3；黄色沉淀；新制氯水，淀粉溶液。淀粉溶液变蓝。CO32-H+，澄清石灰水；气体，变浑；HCO3-BaCl2溶液，稀盐酸白色沉淀，溶于稀盐酸HCO3-H+，澄清石灰水；气体，变浑；CO32-Ba(OH)2溶液，稀盐酸白色沉淀，溶于稀盐酸SO42-Ba2+，稀硝酸白色沉淀，不溶于硝酸SiO32-SO32-H+，品红溶液；有气体产生，品红褪色；Ba2+，稀盐酸白色沉淀，溶于稀盐酸，产生刺激性气味的气体S2-稀硫酸或稀盐酸；生成无色有臭鸡蛋气味的气体；Pb(NO3)2溶液。有黑色沉淀。NO3-铜屑，浓硫酸，加热有红棕色气体产生，溶液变蓝。PO43-AgNO3溶液，稀HNO3；黄色沉淀，溶于稀硝酸；Ba(NO3)2溶液，稀硝酸白色沉淀，溶于稀硝酸。AlO2-稀盐酸先有白色沉淀，后溶解。融合与应用例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SO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CO存在答案：B例2某水溶液只可能含有K、Al3、Fe3、Mg2、Ba2、NH、Cl、CO、SO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：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。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。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实验中产生的气体为氨气，并可得原溶液中c(NH)0.2molL1B实验中的白色沉淀中一定有BaSO4，无BaCO3C原溶液中一定有K，且c(K)0.4molL1D若要判断原溶液中是否有Cl，无需另外设计实验验证解析：由得50 mL溶液中n(NH)0.02 mol，根据离子共存原则，无Fe3、Mg2。中得到的沉淀为Al(OH)3，1.02 g固体为Al2O3，则50 mL溶液中n(Al3)0.02 mol，根据离子共存原则，无CO。由得，溶液中一定含SO，其物质的量为n(SO)0.05 mol(指50 mL溶液中)，根据离子共存原则，原溶液中一定无Ba2。综上所述，有SO(0.05 mol)，Al3(0.02 mol)，NH(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 mol20.02 mol30.02 mol0.02 mol，其浓度为c(K)0.4 molL1。答案：B扫描与历练【正误判断】(正确的打“”，错误的打“”)（每个判断2分，共40分）（ ）1HF与NaOH反应：HOH=H2O（ ）2NaOH与H3PO4等物质的量反应：OHH3PO4=H2POH2O（ ）3NH4HCO3与足量NaOH溶液反应：HCOOH=COH2O（ ）4NH4HSO3与少量NaOH溶液反应：NHOH=NH3H2O（ ）5NaHCO3与NaHSO4溶液混合：CO2H=H2OCO2（ ）6Na2S水解：S22H2O=H2S2OH（ ）7NH4Al(SO4)2溶液中加入少量氢氧化钠溶液：NHOH=NH3H2O（ ）8Ca(HCO3)2溶液中加入少量澄清石灰水：HCOCa2OH=CaCO3H2O（ ）9过氧化钠溶于水：2O2H2O=4OHO2（ ）10将少量二氧化硫通入次氯酸钠溶液中：SO2H2OClO=SOCl2H（ ）11硫酸亚铁的酸性溶液中加入过氧化氢溶液：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O（ ）12等摩尔的氢氧化钡溶液和明矾溶液反应：3Ba26OH2Al33SO=3BaSO42Al(OH)3（ ）13向稀硝酸中加入少量铁粉：3Fe8H2NO=3Fe22NO4H2O（ ）14用惰性电极电解AlCl3溶液：2H2O2ClCl2H22OH（ ）15某钾盐溶于盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体，说明该钾盐是K2CO3(2020江苏，10A)（ ）16利用HNO3能够鉴别MgI2、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液 （ ）17利用金属钠可区分乙醇和乙醚 (2020大纲全国卷，7A)（ ）18检验某溶液是否含有SO时，应取少量该溶液，依次加入BaCl2溶液和稀盐酸(2020山东，14D)（ ）19某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液产生沉淀，再加入稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有SO(2020天津，3C)（ ）20某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性(2020天津，3B)实训与超越【7+1模式】一、单选（76分=42分）1某溶液中含有NH4+、Mg2+、Fe2+、Al3+和SO42五种离子，若向其中加入过量的Ba(OH)2溶液，微热并搅拌，再加入过量的氢碘酸，溶液中大量减少的离子有 ()A4种 B3种 C2种 D1种2限用硝酸、硫酸、盐酸、醋酸、钠盐、钾盐、钡盐等两两相互反应，并符合离子方程式：2HSO32-= H2OSO2的化学反应个数有 ()A4 B5 C8 D123【2020浙江，13】雾霾严重影响人们的生活与健康。某地区的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子：Na+、NH4+、Mg2+、Al3+、SO42、NO3、Cl 。某同学收集了该地区的雾霾，经必要的预处理后试样溶液，设计并完成了如下的实验：已知：3NO3+ 8Al + 5OH + 2H2O3NH3+ 8AlO2 根据以上的实验操作与现象，该同学得出的结论不正确的是 ()A试样中肯定存在NH4+、Mg2+、SO42和NO3 B试样中一定不含Al3+C试样中可能存在Na+、Cl D该雾霾中可能存在NaNO3 、NH4Cl和MgSO44有一澄清透明的溶液，只可能含有大量的Fe3、Fe2、H、AlO、Al3、CO、NO七种离子中的几种，向该溶液中逐滴加入一定量1 molL1NaOH溶液的过程中，开始没有沉淀，而后才有沉淀。则下列判断正确的是 ()A溶液中可能含有AlO B溶液中可能含有NOC溶液中一定不含Fe2和Fe3 D溶液中可能含有Fe3，但一定不含Fe25有一瓶无色溶液，可能含有Na、K、Al3、Mg2、NH、Cl、SO、HCO、MnO中的几种。为确定其成分，进行如下实验：取少许溶液，逐渐加入过量的Na2O2固体，产生无色无味的气体和白色沉淀且白色沉淀逐渐增多而后又部分溶解；另取部分溶液，加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生；用洁净的铂丝蘸取原溶液在酒精灯上灼烧，观察到黄色火焰。下列推断正确的是 ()A肯定有Na、Al3、Mg2、SO B肯定有Na、Al3、Mg2、ClC肯定没有K、HCO、MnO D肯定没有K、NH、Cl6【2020浙江，13】现有一瓶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 ()银氨溶液水浴加热试液NaOH (aq)Na2CO3(aq)滤液沉淀物焰色反应观察到黄色火焰(现象1)无银镜产生(现象2)气体溶液H+无沉淀(现象3)白色沉淀(现象4)血红色(现象5)KSCN(aq)H2O2NH3H2O(aq)Na2CO3 (aq)滤液沉淀物调节pH=4A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Mg2D根据现象5可推出该试液中一定含有Fe27某溶液可能含有Cl-、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3+、Al3+和K+。取该溶液100mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到002mol气体，同时产生红褐色沉淀；过滤，洗涤，灼烧，得到1.6g固体；向上述滤液中加足量BaCl2溶液，得到4.66g不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中 ()A至少存在5种离子 BCl一定存在，且c(Cl)04mol/LCSO42-、NH4+、一定存在，Cl-可能不存在 DCO32-、Al3+一定不存在，K+可能存在二、填空（18分）8某无色透明溶液可能含有下列离子：K、Al3、Fe3、Ba2、NO、SO、HCO、Cl等，取该溶液进行如下实验：用蓝色石蕊试纸检测该溶液，试纸显红色；取溶液少许，加入铜片和稀硫酸共热，产生无色气体，该气体遇到空气立即变为红棕色；取溶液少许，加入氨水有白色沉淀生成，继续加入过量氨水，沉淀不消失；取溶液少许，滴入氯化钡溶液产生白色沉淀；取实验后的澄清溶液，滴入硝酸银溶液产生白色沉淀，再加入过量的稀硝酸，沉淀不消失。请回答下列问题：（1）在实验中，下图所示的操作中正确的是_(填代号)。（2）根据上述实验判断原溶液中肯定存在的离子是_，肯定不存在的离子是_。（3）写出实验的离子方程式：_。考点十三 离子检验与推断（答案）【正误判断】题号正误解析1HF是弱酸2略3铵离子也与氢氧根反应4NH4HSO3与少量NaOH溶液反应，是氢氧根与亚硫酸氢根反应5碳酸氢根不能拆6S2水解可以写一级水解，用可逆号。7少量氢氧化钠与铝离子反应8略9过氧化钠不能拆10二氧化硫与次氯酸根发生氧化还原反应11略12略13应该生成铁离子14应该有氢氧化铝生成15也可能是碳酸氢钾16略17略18必须先加稀盐酸，以排除SO的干扰。19若原溶液中含有SO，生成BaSO3，再加入HCl，则与溶液的NO结合，相当于HNO3，则可以氧化BaSO3至BaSO4，沉淀也不溶解，故错。20石蕊变蓝，则肯定为碱性。实训与超越【7+1模式】题号答案解 析1C加入过量的Ba(OH)2溶液微热并搅拌，反应产生的氨气逸出，同时生成硫酸钡、氢氧化镁、氢氧化亚铁沉淀，以及BaAlO2，氢氧化亚铁沉淀在空气中氧化为氢氧化铁沉淀，再加入过量的氢碘酸，氢氧化镁、氢氧化铁沉淀和BaAlO2分别反应，Mg2+、Fe2+、Al3+又转化回来，减少的离子是NH4+和SO42-。2A2HSO32-= H2OSO2表示非氧化性酸雨易溶的亚硫酸盐反应，硝酸是氧化性酸，醋酸是弱酸，盐可以使亚硫酸钠、亚硫酸钾，不能是亚硫酸钡。3B试样溶液中加入过量Ba（OH）2并加热，生成的气体1能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，说明气体1是NH3，则试样中含有NH4+；向滤液中通入CO2，得到溶液2、沉淀2，溶液2中加入Al，生成气体2，该气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝色，说明含有气体2是NH3，根据已知条件知，溶液2中含有NO3-，根据元素守恒知，原溶液中含有NO3-；滤液1中通入CO2，得到沉淀2，向沉淀2中加入酸，沉淀溶解并放出气体，说明沉淀2是碳酸钡等难溶性碳酸盐；沉淀1加入酸后，沉淀部分溶解，硫酸钡不溶于酸，说明原来溶液中含有SO42-，能和过量Ba（OH）2反应生成能溶于酸的沉淀，根据离子知，该沉淀为Mg（OH）2，所以溶液中含有Mg2+，A通过以上分析知，试样中肯定存在NH4+、Mg2+、SO42-和NO3-，故A正确；B通过以上分析知，试样中不能确定是否含有Al3+，故B错误；C通过以上分析知，试样中可能存在Na+、Cl-，要检验是否含有钠离子或氯离子，可以采用焰色反应鉴定钠离子，用硝酸酸化的硝酸银检验氯离子，故C正确；D根据以上分析知，试样中肯定存在NH4+、Mg2+、SO42-和NO3-，可能存在Na+、Cl-，所以该雾霾中可能存在NaNO3、NH4Cl和MgSO4，故D正确；故选B。4D澄清透明的溶液说明该溶液中的离子可以大量共存，H与AlO、CO不能共存，Fe2、H、NO不能共存，Fe3、Al3与AlO、CO发生双水解反应不能共存；加入NaOH溶液开始没有沉淀，说明一定存在H，则AlO、CO不能共存，溶液中的阴离子只剩NO，所以NO一定存在(此条件下Fe2一定不能存在)，当H反应完后才有沉淀生成说明Fe3、Al3至少存在一种。5A溶液是无色的不可能含有MnO，由确定溶液中不含NH，且生成的沉淀先增多，后部分减少，一定含有Al3