第3課時(shí)離子共存離子檢驗(yàn)與推斷1.掌握離子共存的條件,會(huì)判斷溶液中離子能否大量共存。2.掌握常見離子的檢驗(yàn),能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷溶液中的某些離子。離子共存1.離子共存的本質(zhì)幾種離子在同一溶液中能大量共存,就是指離子之間不發(fā)生任何反應(yīng);若離子之間能發(fā)生反應(yīng),則不能大量共存。2.判斷離子能否大量共存的“四個(gè)要點(diǎn)”判斷多種離子能否大量共存于同一溶液中,歸納起來就是一色、二性、三特殊、四反應(yīng)。(1)一色——溶液顏色幾種常見離子的顏色:離子Cu2+Fe3+Fe2+MnO溶液顏色藍(lán)色棕黃色淺綠色紫紅色無色溶液中,有色離子不能存在;但是透明溶液中可能含有有色離子。(2)二性——溶液的酸堿性①在強(qiáng)酸性溶液中,OH-及弱酸根陰離子(如CO32-、SO32-、S②在強(qiáng)堿性溶液中,H+及弱堿陽離子(如NH4+、Al3+、Fe(3)三特殊——三種特殊情況①AlO2-與HCO3-不能大量共存:AlO2-+HCO3-+H②“NO3-+H+”組合具有強(qiáng)氧化性,能與S2-、Fe2+、I-、S③NH4+與CH3COO-、C既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的離子,一般為多元弱酸的酸式酸根離子。(4)四反應(yīng)——四種反應(yīng)類型反應(yīng)類型不能大量共存的離子復(fù)分解反應(yīng)生成沉淀Ca2+、Ba2+與CO32-、SO42-、SO32-生成氣體及易揮發(fā)性物質(zhì)H+與CO32-、HCO3-、S2-、SO生成弱電解質(zhì)H+與OH-、ClO-、F-、CH3COO-等不能大量共存氧化還原反應(yīng)Fe3+與S2-、I-等,MnO4-、ClO-在酸性、堿性、中性條件下與I-、Fe2+、S相互促進(jìn)的水解反應(yīng)Al3+、Fe3+與AlO2-、HCO3絡(luò)合反應(yīng)Fe3+與SCN-,Ag+與NH3·H2O不能大量共存[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)K+、Na+、HCO3-、Ca(2)使酚酞變紅色的溶液中可以存在Na+、Al3+、SO42-解析:(2)使酚酞變紅色的溶液顯堿性,而Al3+在堿性條件下不能大量存在。答案:(1)√(2)×2.做一做指出下列離子組不能大量共存的原因。(1)Na+、OH-、SO42-、Fe3+(2)K+、Mg2+、I-、ClO-:

。

(3)含有大量Fe3+的溶液中,Na+、SCN-、Cl-、I-:

。

(4)含有大量NO3-的溶液中,H+、Fe2+、Cl-、SO42答案:(1)Fe3+與OH-反應(yīng)生成沉淀(2)I-能被ClO-氧化(3)Fe3+與SCN-發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),Fe3+與I-發(fā)生氧化還原反應(yīng)(4)NO3-明顯外加條件下的離子共存問題1.(2021·遼寧阜新模擬)常溫下,下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是(B)A.1.0mol·L-1KNO3溶液:H+、Fe2+、Cl-、SOB.透明的溶液:Cu2+、Fe3+、SO42C.含有大量Ba2+的溶液:HCO3-、Fe3+、SCN-D.使甲基橙變紅的溶液:Na+、Cl-、CH3COO-、Fe2+解析:Fe2+是常見的還原性離子,與H+和NO3-發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存,A不符合題意;透明的溶液中Cu2+、Fe3+、SO42-、Cr3+之間不發(fā)生反應(yīng),故能大量共存,B符合題意;SO42-與Ba2.(2021·山東青島期末)常溫下,下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是(C)A.pH=12的無色溶液:Na+、K+、HCO3-B.使甲基橙變紅的溶液:K+、Ca2+、Cl-、ClO-C.0.1mol·L-1FeCl3溶液:Cu2+、Mg2+、Cl-、SOD.10%KMnO4溶液:NH4+、Na+、NO解析:常溫下,pH=12的溶液顯堿性,HCO3-會(huì)與氫氧根離子發(fā)生反應(yīng)而不能大量共存,故A項(xiàng)不符合題意;使甲基橙變紅的溶液顯酸性,氫離子會(huì)與ClO-反應(yīng)生成弱電解質(zhì)次氯酸而不能大量共存,故B項(xiàng)不符合題意;離子間互相不發(fā)生反應(yīng),能大量共存,故C項(xiàng)符合題意;MnO4隱含條件下的離子共存問題3.(2021·遼寧沈陽聯(lián)考)常溫下,下列各組離子在指定溶液中可能大量共存的是(D)A.c(Fe3+)=0.1mol·L-1的溶液中:Cu2+、NH4+、NOB.c(H+)c(OH-)C.使酚酞變紅色的溶液:Na+、K+、AlO2-、CrD.由水電離的c(H+)=1×10-12mol·L-1的溶液中:Na+、NH4+、I-解析:Fe3+與SCN-反應(yīng)生成Fe(SCN)3,故不能大量共存,A錯(cuò)誤;c(H+)c(OH-)=1012的溶液顯酸性,H+與HCO3-反應(yīng)生成二氧化碳和水,故不能大量共存,B錯(cuò)誤;使酚酞變紅色的溶液顯堿性,使Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H4.下列能在溶液中大量共存,加入(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶體后仍能大量存在的離子組是(C)A.Na+、H+、Cl-、NOB.K+、Ba2+、OH-、I-C.Na+、Mg2+、Cl-、SOD.Cu2+、S2-、Br-、ClO-解析:A項(xiàng)中H+、NO3-能將(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶體溶于水后產(chǎn)生的Fe2+氧化為Fe3+;B項(xiàng)中OH-與NH4+、Fe2+不能大量共存,Ba2+與SO42-離子共存判斷的“三大步驟”第一步:“細(xì)審題干關(guān)鍵點(diǎn)”(1)注意“一定大量共存”“可能大量共存”“不能大量共存”“因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存”等關(guān)鍵點(diǎn)。(2)注意“透明溶液”意味著無難溶物和微溶物,但并不意味著溶液無色。第二步:“分析限制條件”(1)常見表示溶液呈酸性的表述①常溫下,pH=1的溶液。②使pH試紙變紅的溶液。③使甲基橙呈紅色的溶液。④與鎂粉反應(yīng)放出氫氣的溶液。⑤c(OH-)=1×10-14mol·L-1的溶液或c((2)常見表示溶液呈堿性的表述①常溫下,pH=14的溶液。②使pH試紙變藍(lán)的溶液。③使酚酞溶液變紅的溶液。④c(H+)=1×10-14mol·L-1的溶液。⑤通入NH3或加入Na2O2的溶液。(3)常見表示溶液既能呈酸性也能呈堿性的表述①與鋁粉反應(yīng)放出氫氣的溶液。②常溫下,水電離出的c(OH-)=1×10-12mol·L-1的溶液。③與NH4HCO3反應(yīng)能產(chǎn)生氣體的溶液。(4)無色溶液:不含有Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4第三步:“注意特殊情況”充分考慮指定微?；蛭镔|(zhì)對(duì)溶液酸堿性、氧化性和還原性的影響,如:(1)含有大量Fe3+的溶液,隱含溶液呈酸性,并具有較強(qiáng)氧化性。(2)含有大量NO3(3)含有大量S2-、SO32-離子檢驗(yàn)與推斷1.常見陽離子的檢驗(yàn)(1)依據(jù)生成沉淀陽離子試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(證據(jù))Mg2+NaOH溶液開始產(chǎn)生白色沉淀,NaOH溶液過量,沉淀不溶解Al3+NaOH溶液開始產(chǎn)生白色沉淀,NaOH溶液過量,沉淀溶解Fe2+NaOH溶液先產(chǎn)生白色沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀Fe3+NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀Cu2+NaOH溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀(2)依據(jù)生成氣體NH4+產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)(3)依據(jù)顯示的特殊顏色陽離子試劑或方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(證據(jù))H+紫色石蕊溶液溶液變紅Na+焰色試驗(yàn)黃色火焰K+焰色試驗(yàn)紫色火焰(透過藍(lán)色鈷玻璃)Fe3+KSCN溶液溶液呈紅色Fe2+先加KSCN溶液再加氯水先無明顯變化,再變紅色2.常見陰離子的檢驗(yàn)(1)依據(jù)生成沉淀陰離子試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(證據(jù))Cl-Br-I-AgNO3溶液和稀HNO3產(chǎn)生白色沉淀AgCl產(chǎn)生淡黃色沉淀AgBr產(chǎn)生黃色沉淀AgISO稀鹽酸和BaCl2溶液加稀鹽酸無明顯現(xiàn)象,加BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀COCaCl2溶液和稀鹽酸加CaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀,再加稀鹽酸,沉淀溶解,產(chǎn)生無色、無味氣體(2)依據(jù)生成氣體陰離子試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(證據(jù))CO稀鹽酸和澄清石灰水產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體HCO稀鹽酸和澄清石灰水產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體SO稀H2SO4和品紅溶液加稀硫酸產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,且氣體能使品紅溶液褪色HSO稀H2SO4和品紅溶液加稀硫酸產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,且氣體能使品紅溶液褪色(3)依據(jù)顯示的特殊顏色①②Br-I③I-溶液變藍(lán),表明有I-。[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)向某溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再加入稀鹽酸,沉淀不消失,則溶液中一定存在SO4(2)向某溶液中加入CaCl2溶液,有白色沉淀生成,溶液中一定存在CO3解析:(1)溶液中含Ag+時(shí)也有題述現(xiàn)象。(2)溶液中有SO32-答案:(1)×(2)×2.做一做某地環(huán)保部門取一定量某工廠所排廢水試樣分成甲、乙、丙、丁四份,進(jìn)行如圖所示探究:已知廢水試樣中可能含有下表中的離子:陽離子Na+、Mg2+、X陰離子Cl-、SO32(1)該廢水中(填“是”或“否”)含有SO32-(2)通過上述實(shí)驗(yàn),判斷離子X和Y分別是

。

解析:(1)根據(jù)題表,甲中加入溴水不褪色,說明該廢水中不含還原性離子,可確定不含SO3(2)根據(jù)題表,丙中加入NaOH溶液加熱產(chǎn)生了使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體,說明溶液中含NH4+,而乙中加入酸化的BaCl2溶液生成白色沉淀,說明溶液中含有S答案:(1)否甲中加入溴水不褪色,說明該廢水中不含還原性離子(2)NH4+離子檢驗(yàn)與推斷1.下列關(guān)于離子檢驗(yàn)的說法正確的是(B)A.檢驗(yàn)溶液中是否含有Ba2+:取少量待測(cè)液,向其中加入少量稀硫酸,若有白色沉淀產(chǎn)生,則溶液中含有Ba2+B.檢驗(yàn)用硫酸亞鐵制得的硫酸鐵中是否含有硫酸亞鐵,可選用的試劑是酸性KMnO4溶液C.檢驗(yàn)溶液中是否含有CO3D.在未知溶液中滴加BaCl2溶液出現(xiàn)白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,說明該未知溶液中存在SO42解析:如果溶液中含有Ca2+、Ag+等,向其中加入少量稀硫酸,會(huì)有硫酸鈣、硫酸銀等白色沉淀產(chǎn)生,所以不能確定溶液中含有Ba2+,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;硫酸亞鐵可將酸性KMnO4還原而使酸性KMnO4溶液褪色,故B項(xiàng)正確;HCO3-、SO32-、HSO2.(雙選)某溶液中只可能含有Na+、NH4+、Fe2+、Al3+、Cl-、SO42-、CO32下列說法正確的是(AB)A.原溶液中沒有Na+B.原溶液中肯定存在的離子為NH4+、Fe2+、Cl-C.沉淀A為BaSO4,沉淀C為BaCO3和Al(OH)3D.濾液X中大量存在的陽離子有NH4+、Al3+解析:加入過量稀硫酸無明顯現(xiàn)象,說明溶液中無CO32-、AlO2-,前者會(huì)產(chǎn)生氣體,后者會(huì)先產(chǎn)生沉淀后溶解;加入硝酸鋇有氣體產(chǎn)生,因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)加入了硫酸,NO3-在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性,說明有亞鐵離子存在且被氧化,沉淀A為硫酸鋇;加入過量NaOH溶液有氣體生成,說明存在NH4+,產(chǎn)生的氣體為氨氣,沉淀B為紅褐色氫氧化鐵沉淀;通入少量CO2產(chǎn)生沉淀,CO2先與OH-反應(yīng)生成CO32-,CO32-再與Ba2+反應(yīng)生成BaCO3沉淀,沉淀C為碳酸鋇;因?yàn)榇嬖诘碾x子濃度均為0.1mol·L-1,從電荷守恒的角度出發(fā),溶液中不存在Al3+,只含有NH4+、Fe2+、Cl-、SO42-才能保證電荷守恒,Na離子推斷中的定量問題3.(2021·遼寧大連聯(lián)考)常溫下,20mLX溶液中可能含有下列離子中的若干種:NH4+、Mg2+、Fe3+、Al3+、Cl-、S下列說法正確的是(C)A.X溶液的pH>7B.X溶液中一定含有Mg2+、Al3+、NH4+C.X溶液中一定含有Cl-,且c(Cl-)為6.0mol/LD.向?yàn)V液中通入足量的CO2氣體,可得白色沉淀,將沉淀過濾、洗滌、灼燒至恒重,可得固體0.78g解析:加入NaOH溶液有刺激性氣味氣體生成,為NH3,說明X溶液中含有NH4+,n(NH4+)=n(NH3)=0.224L22.4L/mol=0.01mol,產(chǎn)生白色沉淀,則含有Mg2+不含F(xiàn)e3+,n(Mg2+)=n[Mg(OH)2]=1.16n(BaSO4)=2.33g233g/mol=0.01mol,由溶液呈電中性,正電荷的物質(zhì)的量為(0.01×1+0.02×2+0.01×3)mol=0.08mol,負(fù)電荷的物質(zhì)的量為0.01×2mol=0.02mol,則一定含有Cl-,且n(Cl-)=0.06mol。由上述分析知,X溶液中一定含有NH4+、Mg2+、Al3+、Cl-、SO42-,一定不含有Fe3+。X溶液中含有NH4+、Al3+,發(fā)生水解而使溶液呈酸性,即pH<7,A錯(cuò)誤;X溶液中一定含有MgC正確;濾液中含有NaAlO2,通入CO2生成Al(OH)3,灼燒后得到Al2O3,由上述分析知n(Al3+)=0.01mol,則n(Al2O3)=12n(Al3+m=nM=0.005mol×102g/mol=0.51g,D錯(cuò)誤。4.(雙選)(2022·山東棗莊月考)某化學(xué)興趣小組利用如下實(shí)驗(yàn)研究化學(xué)反應(yīng)的限度:向2mL0.01mol/LKI溶液中加入1mL0.01mol/LFeCl3溶液,反應(yīng)的化學(xué)方程式是2FeCl3+2KI2FeCl2+I2+2KCl,再加入幾滴0.1mol/LKSCN溶液。下列說法正確的是(BD)A.加入KI過量,FeCl3能全部轉(zhuǎn)化為FeCl2B.向反應(yīng)后的FeCl2、I2和KCl混合溶液中加入幾滴KSCN溶液,溶液顯紅色C.實(shí)驗(yàn)中KSCN溶液用于檢驗(yàn)Fe2+D.向2mL0.01mol/LKI和1mL0.01mol/LFeCl3的混合溶液中加入淀粉溶液,溶液呈藍(lán)色解析:由于反應(yīng)可逆,加入KI過量,FeCl3不能全部轉(zhuǎn)化為FeCl2,故A錯(cuò)誤;向反應(yīng)后的FeCl2、I2和KCl混合溶液中加入幾滴KSCN溶液,由于存在Fe3+,溶液顯紅色,故B正確;實(shí)驗(yàn)中KSCN溶液用于檢驗(yàn)Fe3+,故C錯(cuò)誤;向2mL0.01mol/LKI和1mL0.01mol/LFeCl3的混合溶液中加入淀粉溶液,由于生成碘單質(zhì),溶液呈藍(lán)色,故D正確。離子推斷的常用原則1.(2021·湖南卷,12)對(duì)下列粒子組在溶液中能否大量共存的判斷和分析均正確的是(B)粒子組判斷和分析ANa+、Al3+、Cl-、NH3·H2O不能大量共存,因發(fā)生反應(yīng):Al3++4NH3·H2OAlO2-+4NH4+BH+、K+、S2O32不能大量共存,因發(fā)生反應(yīng):2H++S2O32-S↓+SO2↑+HCNa+、Fe3+、SO42-、H能大量共存,粒子間不反應(yīng)DH+、Na+、Cl-、MnO能大量共存,粒子間不反應(yīng)解析:Al3+與NH3·H2O反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀,不生成AlO2-,A錯(cuò)誤;H+與S2O32-不能大量共存,發(fā)生反應(yīng)的離子