第23講常見離子檢驗與推斷【備考目標(biāo)】1.了解常見離子的檢驗方法。2.能利用典型代表物的性質(zhì)和反應(yīng)，進(jìn)行離子推斷和設(shè)計常見物質(zhì)檢驗的方案?？键c1離子的檢驗1．常見陽離子的檢驗陽離子試劑或方法實驗現(xiàn)象Na＋焰色試驗黃色火焰K＋焰色試驗紫色火焰(透過藍(lán)色鈷玻璃)Mg2＋NaOH溶液白色沉淀，不溶于過量的堿Al3＋NaOH溶液白色沉淀，溶于過量的強(qiáng)堿Fe2＋①用NaOH溶液：白色沉淀→灰綠色→紅褐色；②先加KSCN溶液，再加氯水：溶液先無明顯現(xiàn)象，再變紅色；③滴加K3[Fe(CN)6]溶液：產(chǎn)生藍(lán)色沉淀Fe3＋①用NaOH溶液：生成紅褐色沉淀；②用KSCN溶液：溶液呈紅色；③用苯酚溶液：溶液呈紫色Cu2＋NaOH溶液藍(lán)色沉淀，加熱則沉淀變黑Ag＋①含Cl－的溶液、稀硝酸：白色沉淀，不溶于稀硝酸；②用稀氨水：先生成白色沉淀，然后沉淀溶解Ba2＋先加稀鹽酸，再加可溶性的硫酸鹽溶液開始無明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))NaOH溶液，加熱產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體2.常見陰離子的檢驗陰離子試劑或方法現(xiàn)象Cl－硝酸銀溶液與稀HNO3白色沉淀，不溶于稀硝酸Br－①用硝酸銀溶液與稀HNO3：淺黃色沉淀，不溶于稀硝酸；②用氯水和四氯化碳：溶液分層，下層為橙紅色I(xiàn)－①用硝酸銀溶液與稀HNO3：黃色沉淀，不溶于稀硝酸；②用氯水和四氯化碳：溶液分層，下層為紫色；③用氯水和淀粉溶液：淀粉溶液變成藍(lán)色SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))先加鹽酸，再加氯化鋇溶液開始無現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))先加氯化鋇溶液，再加稀鹽酸，生成的氣體通入品紅溶液先沉淀，后溶解，品紅溶液褪色COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))先加氯化鋇溶液，再加稀鹽酸，生成的氣體通入澄清石灰水先沉淀，后溶解，產(chǎn)生無色無味氣體，澄清石灰水變渾濁HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))開始無現(xiàn)象，后產(chǎn)生無色無味的氣體，澄清石灰水變渾濁NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))濃硫酸、銅片放出紅棕色氣體SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))稀HCl產(chǎn)生白色膠狀沉淀[Al(OH)4]－稀HCl先生成白色沉淀，后溶解[關(guān)鍵點撥]1．離子檢驗時的主要依據(jù)(1)生成氣體，如NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的檢驗；(2)生成沉淀，如Cl－、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的檢驗；(3)顯現(xiàn)特殊顏色，如Fe3＋的檢驗；(4)焰色試驗，檢驗金屬單質(zhì)或金屬離子。2．離子檢驗時的答題模板(1)實驗操作取少量或適量待檢溶液于潔凈的試管中，加入……試劑，再加入……試劑(2)現(xiàn)象描述①溶液由……變?yōu)椤谌粲小?，③若沒有……等(3)得出結(jié)論如“若……說明……，若……說明……”3．常見的離子檢驗中的排“干擾”措施(括號內(nèi)為干擾離子)(1)Cl－(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、OH－)：加稀硝酸酸化。(2)SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、Ag＋)：加鹽酸酸化。(3)SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))：加鹽酸后將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中。(4)COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))：加硝酸后將產(chǎn)生的無色無味氣體通入澄清石灰水中。4．兩種典型離子檢驗時的注意事項(1)檢驗Fe2＋時溶液中含F(xiàn)e2＋、Fe3＋，不能用KSCN溶液和氯水，原因是Fe3＋會形成干擾；溶液中含有Fe2＋、Fe3＋、Cl－時，加入K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀，不能用酸性KMnO4溶液，原因是Cl－也能使酸性KMnO4溶液的紫紅色褪去。(2)檢驗SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))時所用的鋇鹽不能是Ba(NO3)2溶液，因為在酸性條件下，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))會被溶液中的NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))(H＋)氧化成SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，從而得出錯誤結(jié)論。一、客觀題中離子檢驗的正誤判斷1．某興趣小組為分析礦物X中的常見離子，將其溶于稀硝酸，并用所得溶液進(jìn)行實驗，下列依據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是()A．用鉑絲蘸取少量溶液進(jìn)行焰色試驗，火焰呈紫色，說明礦物X中含K＋B．取少量溶液，向其中滴加NaOH溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗生成的氣體，試紙變藍(lán)，說明礦物X中含NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))C．取少量溶液，向其中滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，說明礦物X中至少含F(xiàn)e3＋和Fe2＋中的一種D．取少量溶液，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，說明礦物X中含SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))解析：選D。焰色試驗中火焰為紫色，說明礦物中一定含K＋，A項正確；檢驗到NH3，說明礦物中含NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))，B項正確；當(dāng)?shù)V物中含F(xiàn)e3＋時，滴加KSCN溶液，溶液變紅色，當(dāng)?shù)V物中含有Fe2＋時，加入稀HNO3后，會有Fe3＋生成，滴加KSCN溶液，溶液也會變紅色，故說明礦物中至少含F(xiàn)e3＋和Fe2＋中的一種，C項正確；若礦物中含有HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))或SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，會被稀HNO3氧化生成SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))而干擾實驗結(jié)果，礦物中也可能含有Ag＋，D項錯誤。2．(2025·吉林長春模擬)下列實驗設(shè)計、現(xiàn)象和結(jié)論都正確的是()選項實驗操作及現(xiàn)象實驗結(jié)論A取少量NH4HSO3樣品溶于水，加入Ba(NO3)2溶液，再加入足量鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀原樣品已變質(zhì)B向某溶液中滴加濃鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入石蕊試液，溶液先變紅后褪色溶液中含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))或HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))C向溶有SO2的BaCl2溶液中通入氣體X，出現(xiàn)白色沉淀氣體X不一定是氧化性氣體D在某固體試樣加水后的溶液中，滴加NaOH溶液，沒有產(chǎn)生使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體該固體試樣中不可能存在NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))解析：選C。A.若樣品未變質(zhì)，在溶液中亞硫酸氫根離子與硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，亞硫酸氫根離子被硝酸根離子氧化為硫酸根離子，也會與鋇離子反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，故結(jié)論無法得出；B.若溶液中含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))或HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，滴加濃鹽酸產(chǎn)生二氧化硫氣體，通入石蕊試液中石蕊會變紅，但二氧化硫無法漂白石蕊，故溶液不會褪色；C.氣體X可以是氨氣，與二氧化硫一起通入氯化鋇溶液后，氨氣與二氧化硫優(yōu)先反應(yīng)，生成亞硫酸銨，后與氯化鋇復(fù)分解生成亞硫酸鋇白色沉淀；D.NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))與氫氧根離子反應(yīng)若不加熱或者堿溶液濃度不夠只能夠生成一水合氨，不會產(chǎn)生氨氣。二、主觀題中離子檢驗方法的準(zhǔn)確描述3．榴石礦石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成。試設(shè)計實驗證明榴石礦石中含有FeO(試劑任選，說明實驗操作與現(xiàn)象)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：取礦石少許，加稀硫酸充分溶解后，向其中滴加酸性高錳酸鉀溶液，若紫紅色褪去，證明礦石中含有FeO(注意：不能加鹽酸溶解)4．已知：5SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2IOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2H＋=I2＋5SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋H2O。某含碘廢水(pH約為8)中一定存在I2，可能存在I－、IOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))中的一種或兩種。請補(bǔ)充完整檢驗含碘廢水中是否含有I－、IOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的實驗方案：取適量含碘廢水用CCl4多次萃取、分液，直到水層用淀粉溶液檢驗不出有碘單質(zhì)存在；________________________________________________________________________________________________________________________________________________。實驗中可供選擇的試劑：稀鹽酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。答案：從水層取少量溶液于試管中，加入1～2mL淀粉溶液，加鹽酸酸化，滴加FeCl3溶液，若溶液變藍(lán)，說明廢水中含有I－；若溶液不變藍(lán)，說明廢水中不含有I－。另從水層取少量溶液于試管中，加入1～2mL淀粉溶液，加鹽酸酸化，滴加Na2SO3溶液，若溶液變藍(lán)，說明廢水中含有IOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))；若溶液不變藍(lán)，說明廢水中不含有IOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))5．(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料，受熱易分解。某興趣小組擬探究其分解產(chǎn)物。[查閱資料](NH4)2SO4在260℃和400℃時分解產(chǎn)物不同。[實驗探究]該小組擬選用下圖所示裝置進(jìn)行實驗(夾持和加熱裝置略)。連接裝置A—D—B，檢查氣密性，按圖示重新加入試劑。通入N2排盡空氣后，于400℃加熱裝置A至(NH4)2SO4完全分解無殘留物，停止加熱，冷卻，停止通入N2。觀察到裝置A、D之間的導(dǎo)管內(nèi)有少量白色固體。經(jīng)檢驗，該白色固體和裝置D內(nèi)溶液中有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，無SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，氣體產(chǎn)物中無氮氧化物。檢驗裝置D內(nèi)溶液中有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))而無SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的實驗操作和現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：取少量裝置D內(nèi)溶液于潔凈的試管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入足量稀鹽酸后，沉淀完全溶解，放出無色有刺激性氣味的氣體[總結(jié)歸納](1)明確原理：依據(jù)題目要求，明確檢驗的原理，根據(jù)原理確定方法。如SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))都與Ba2＋產(chǎn)生沉淀，但BaSO3可溶于鹽酸而BaSO4不溶于鹽酸。(2)敘述操作：取液體(水層少量液體)、加試劑(如加BaCl2溶液、加鹽酸酸化等)。(3)描述現(xiàn)象：如觀察產(chǎn)生的沉淀及沉淀如何變化，要明確具體。(4)得出結(jié)論：由什么現(xiàn)象得出對應(yīng)結(jié)論，如“若……說明……，若……說明……”?？键c2離子的推斷1．離子推斷的基本原則2．離子推斷的解題思路必須注意兩點：(1)所加試劑引入的離子對后續(xù)實驗的影響；(2)用電荷守恒判斷溶液中還可能含有的離子時要將定性與定量的方法相結(jié)合。一、從定性的角度推斷離子或物質(zhì)1．某溶液僅由NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、Cl－、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Fe3＋、Al3＋和K＋中的若干種離子組成，且各離子濃度相等，取適量溶液進(jìn)行如下實驗：①取該溶液加入過量NaOH溶液，加熱，產(chǎn)生無色氣體；②將①過濾、洗滌、灼燒，得到固體a；③向上述濾液中加足量BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。根據(jù)以上實驗，下列推斷錯誤的是()A．根據(jù)操作①，推斷一定存在NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))B．②中固體a為氧化鐵C．原溶液中一定不存在COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、Al3＋，可能含有K＋D．說明原溶液中一定存在NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、Cl－、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Fe3＋解析：選C。加入過量的堿產(chǎn)生的氣體為NH3，溶液中有NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))。由操作②知加入過量的堿產(chǎn)生了沉淀，說明溶液中有Fe3＋，COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))與Fe3＋會發(fā)生雙水解不能共存，則溶液中不存在COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))。由操作③知溶液中有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。灼燒Fe(OH)3生成Fe2O3，B項正確；溶液中一定有NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Fe3＋和SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，又溶液中各離子濃度相同，溶液中電荷不守恒，所以一定還有Cl－和NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。溶液中這五種離子剛好電荷守恒，所以一定不存在COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、Al3＋和K＋，C項錯誤、D項正確。2．有一無色透明溶液，欲確定其中是否含有下列離子：K＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、Cl－、I－、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，取該溶液進(jìn)行如表所示的實驗：實驗步驟實驗現(xiàn)象①取少量該溶液，加幾滴甲基橙溶液變紅色②取少量該溶液加熱濃縮，加Cu片和濃H2SO4，加熱有無色氣體產(chǎn)生，氣體遇空氣可以變成紅棕色③取少量該溶液，加BaCl2溶液有白色沉淀生成④?、壑猩蠈忧逡?，加AgNO3溶液有穩(wěn)定的白色沉淀生成，且不溶于HNO3⑤取少量該溶液，加NaOH溶液有白色沉淀生成，當(dāng)NaOH過量時沉淀部分溶解由此判斷：(1)溶液中肯定存在的離子是__________，溶液中肯定不存在的離子是____________。(2)為進(jìn)一步確定其他離子，應(yīng)該補(bǔ)充的實驗(說明使用的方法或試劑名稱，不必寫詳細(xì)操作步驟)及對應(yīng)欲檢驗的離子為________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：由實驗現(xiàn)象可獲取以下解題信息：實驗現(xiàn)象獲取信息問題分析溶液變紅色可知溶液呈酸性利用互斥性原則，H＋與HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))發(fā)生反應(yīng)而不能共存，說明溶液中不含HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))有無色氣體產(chǎn)生，氣體遇空氣可以變成紅棕色可判斷氣體為NO根據(jù)原子守恒從而判斷溶液中含有NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，再利用互斥性原則，H＋＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))具有強(qiáng)氧化性，與I－發(fā)生反應(yīng)而不能共存，說明溶液中不含I－有白色沉淀生成判斷溶液中含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))利用互斥性原則，Ba2＋與SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))發(fā)生反應(yīng)而不能共存，說明溶液中不含Ba2＋有穩(wěn)定的白色沉淀生成，且不溶于HNO3實驗③向溶液中引入了Cl－由進(jìn)出性原則可知無法判斷原溶液中Cl－是否存在有白色沉淀生成，當(dāng)NaOH過量時沉淀部分溶解部分溶解判斷溶液中含有Mg2＋和Al3＋通過獲取的解題信息，可得以下結(jié)論：溶液中肯定存在的離子為Al3＋、Mg2＋、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))；肯定不存在的離子為Fe2＋、Ba2＋、I－、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。不能確定溶液中是否含有K＋和Cl－，需進(jìn)一步檢驗：a.檢驗是否含有K＋，透過藍(lán)色鈷玻璃觀察焰色，如果為紫色則含K＋，否則不含K＋；b.檢驗是否含有Cl－，需先加入過量的Ba(NO3)2溶液使SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))完全沉淀，再取上層清液，加入AgNO3溶液，如有白色沉淀生成則含有Cl－，否則不含Cl－。答案：(1)Al3＋、Mg2＋、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))Fe2＋、Ba2＋、I－、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))(2)焰色試驗，檢驗K＋；Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液，檢驗Cl－二、從定量的角度推斷離子或物質(zhì)3．(2025·安徽黃山模擬)某工業(yè)廢水中可能含有K＋、Ag＋、Mg2＋、Cu2＋、Al3＋、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Cl－、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、I－中的幾種，且各離子物質(zhì)的量濃度均為0.2mol/L(忽略水的電離及離子的水解)，欲探究廢水的組成，進(jìn)行了如下實驗：Ⅰ.取該無色溶液5mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且離子種類增加Ⅱ.用鉑絲蘸取溶液，在火焰上灼燒，透過藍(lán)色鈷玻璃觀察，無紫色火焰Ⅲ.另取溶液加入過量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇到空氣變?yōu)榧t棕色Ⅳ.向Ⅲ中所得溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。下列推斷不正確的是()A．溶液中一定不含的陽離子是K＋、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Cu2＋、Ag＋B．Ⅲ中加入鹽酸生成無色氣體的離子方程式為：8H＋＋6I－＋2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=3I2＋2NO↑＋4H2OC．原溶液除H＋和OH－外只含有Mg2＋、Al3＋、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、I－D．另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后過濾、洗滌、灼燒沉淀至恒重，得到固體質(zhì)量0.8g解析：選C。Ⅰ.取該無色溶液5mL，說明一定不含有Cu2＋，滴加一滴氨水有沉淀生成，且離子種類增加，說明增加的是NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))，所以原溶液中一定不含NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))，可能含有Mg2＋、Al3＋，則不含COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))；Ⅱ.用鉑絲蘸取溶液，在火焰上灼燒，透過藍(lán)色鈷玻璃觀察，無紫色火焰，說明沒有K＋；Ⅲ.另取溶液加入過量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，說明有還原性離子I－與NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))和H＋反應(yīng)生成NO，即溶液中有I－、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，一定不含有Ag＋。Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，說明有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))；綜上所述，一定含有的陰離子為NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、I－，各離子物質(zhì)的量濃度均為0.2mol/L，結(jié)合電荷守恒可知，溶液中一定有Mg2＋和Al3＋，且還含有一種－1價的陰離子，為Cl－。4．保護(hù)水資源、合理利用廢水、節(jié)省水資源、加強(qiáng)廢水的回收利用已被越來越多的人所關(guān)注。已知：某無色廢水中可能含有H＋、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Na＋、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))中的幾種，為分析其成分，分別取廢水樣品1L，進(jìn)行了三組實驗，其操作和有關(guān)圖像如下所示：請回答下列問題：(1)根據(jù)上述3組實驗可以分析廢水中一定不存在的陰離子是________，一定存在的陽離子是________________________________________________________________________。(2)寫出實驗③圖像中沉淀達(dá)到最大量且質(zhì)量不再發(fā)生變化階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。(3)分析圖像，在原溶液中c(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))與c(Al3＋)的比值為______，所得沉淀的最大質(zhì)量是______g。(4)若通過實驗確定原廢水中c(Na＋)＝0.18mol·L－1，試判斷原廢水中NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))是否存在？________(填“存在”“不存在”或“不確定”)。若存在，c(NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＝________mol·L－1。(若不存在或不確定則此空不填)解析：無色廢水中不存在Fe3＋，根據(jù)實驗①確定存在Na＋，根據(jù)實驗②確定有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，根據(jù)實驗③結(jié)合圖像可知，溶液中有H＋、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Al3＋、Mg2＋，因為COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))與H＋、Al3＋、Mg2＋不能共存，所以無COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))。根據(jù)硫酸鋇沉淀質(zhì)量為93.2g，求出n(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＝eq\f(93.2g,233g·mol－1)＝0.4mol，根據(jù)圖像求出n(Al3＋)＝n[Al(OH)3]＝0.8mol－0.7mol＝0.1mol，n(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))＝0.7mol－0.5mol＝0.2mol，n(H＋)＝0.1mol，生成0.1mol氫氧化鋁消耗0.3molNaOH，則生成氫氧化鎂消耗的氫氧化鈉為0.5mol－0.1mol－0.3mol＝0.1mol，即含有Mg2＋0.05mol；根據(jù)電荷守恒，除Na＋外的陽離子電荷總物質(zhì)的量＝(0.1＋0.2＋0.1×3＋0.05×2)mol＝0.7mol，陰離子電荷總物質(zhì)的量＝0.4×2mol＝0.8mol，可能含有NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，則Na＋至少有0.1mol。(1)根據(jù)上述分析，廢水中一定不存在的陰離子是COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，一定存在的陽離子是Na＋、H＋、Al3＋、Mg2＋、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))。(2)實驗③圖像中沉淀達(dá)到最大量且質(zhì)量不再發(fā)生變化的階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋OH－=NH3·H2O。(3)根據(jù)上述分析，在原溶液中eq\f(c（NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))）,c（Al3＋）)＝eq\f(n（NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))）,n（Al3＋）)＝eq\f(0.2mol,0.1mol)＝eq\f(2,1)，沉淀最多時含有0.1mol氫氧化鋁和0.05mol氫氧化鎂，其質(zhì)量為0.1mol×78g·mol－1＋0.05mol×58g·mol－1＝10.7g。(4)根據(jù)上述分析，若通過實驗確定原廢水中c(Na＋)＝0.18mol·L－1，即含有Na＋0.18mol，則含有NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))0.08mol，c(NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＝eq\f(0.08mol,1L)＝0.08mol·L－1。答案：(1)COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))Na＋、H＋、Al3＋、Mg2＋、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))(2)NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋OH－=NH3·H2O(3)2∶110.7(4)存在0.08【真題演練·感悟高考】1．(2024·廣西高考)某小組對Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]的性質(zhì)進(jìn)行探究：Ⅰ.向少量蒸餾水里滴加2滴Fe2(SO4)3溶液，再滴加2滴KSCN溶液。Ⅱ.向少量蒸餾水里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液，再滴加2滴KSCN溶液。下列說法正確的是()A．實驗Ⅰ中繼續(xù)加入少量K2SO4固體，溶液顏色變淺B．實驗Ⅱ中溶液呈紅色C．KSCN能區(qū)分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]D．焰色試驗不能區(qū)分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]解析：選C。A.實驗Ⅰ中，F(xiàn)e2(SO4)3溶液與KSCN溶液反應(yīng)的實質(zhì)是Fe3＋＋3SCN－?Fe(SCN)3，硫酸鉀固體溶于水產(chǎn)生鉀離子和硫酸根，并不影響該平衡的移動，因此溶液的顏色不發(fā)生變化，故A錯誤；B.實驗Ⅱ中，K3[Fe(CN)6]溶液中存在有K＋、[Fe(CN)6]3－，[Fe(CN)6]3－并不能電離出Fe3＋，因此K3[Fe(CN)6]溶液與KSCN溶液并不能發(fā)生反應(yīng)，溶液顏色無明顯變化，故B錯誤；C.實驗Ⅰ中，KSCN溶液與Fe2(SO4)3溶液反應(yīng)產(chǎn)生Fe(SCN)3，溶液變?yōu)榧t色，但K3[Fe(CN)6]溶液與KSCN溶液并不能發(fā)生反應(yīng)，K3[Fe(CN)6]是一種深紅色晶體，水溶液呈黃色，帶有黃綠色熒光，因此加入KSCN可以區(qū)分兩者，故C正確；D.鐵燃燒火焰為無色，而K3[Fe(CN)6]中含有鉀元素，焰色試驗時透過藍(lán)色鈷玻璃可以看到紫色，因此焰色試驗可以區(qū)分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]，故D錯誤。2．(2024·江西高考)白色固體樣品X，可能含有AgNO3、NH4NO3、BaCl2、KCl、Na2SO3、Na2CO3、Al2O3之中的幾種或全部。在三個燒杯中各加入適量X。分別加入足量以下三種試劑并微熱使之充分反應(yīng)，實驗記錄為：編號試劑反應(yīng)后的不溶物生成的氣體Ⅰ蒸餾水白色無色、有刺激性氣味Ⅱ稀鹽酸白色無色、無味ⅢNaOH溶液無不溶物無色、有刺激性氣味依據(jù)實驗現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．可能含Al2O3B．含BaCl2C．含Na2SO3D．不含KCl解析：選A。Ⅱ.加入稀鹽酸反應(yīng)后的不溶物為白色沉淀，同時生成的氣體為無色無味氣體，為二氧化碳?xì)怏w，說明一定含Na2CO3，一定不含Na2SO3，白色沉淀為AgNO3生成的AgCl；Ⅰ.加入蒸餾水，微熱生成無色有刺激性氣味的氣體，結(jié)合Ⅱ知，該氣體為NH3，說明一定含NH4NO3，反應(yīng)生成白色沉淀，白色沉淀可能為氧化鋁，也可能為AgCl、Ag2CO3或BaCO3沉淀；Ⅲ.加入NaOH溶液，無沉淀，有無色刺激性氣味的氣體生成，說明不含BaCl2，因為BaCl2可與Na2CO3反應(yīng)生成白色沉淀BaCO3。綜上所述，X中一定含有AgNO3、NH4NO3、Na2CO3，可能含有KCl、Al2O3，一定不含有BaCl2、Na2SO3。3．(2023·湖南高考)取一定體積的兩種試劑進(jìn)行反應(yīng)，改變兩種試劑的滴加順序(試劑濃度均為0.1mol·L－1)，反應(yīng)現(xiàn)象沒有明顯差別的是()選項試劑①試劑②A氨水AgNO3溶液BNaOH溶液Al2(SO4)3溶液CH2C2O4溶液酸性KMnO4溶液DKSCN溶液FeCl3溶液解析：選D。選項①加入②中現(xiàn)象②加入①中現(xiàn)象A先產(chǎn)生白色沉淀，后來白色沉淀溶解先無明顯現(xiàn)象，后來產(chǎn)生白色沉淀B先產(chǎn)生白色沉淀，后來白色沉淀溶解先無明顯現(xiàn)象，后來產(chǎn)生白色沉淀C溶液紫紅色逐漸褪去，有氣泡產(chǎn)生紫紅色溶液迅速褪色，有氣泡產(chǎn)生D溶液變?yōu)榧t色溶液變?yōu)榧t色4.(2019·浙江4月選考)白色固體混合物A，含有KCl、CaCO3、Na2CO3、Na2SiO3、CuSO4中的幾種，常溫常壓下進(jìn)行如下實驗。下列推斷不正確的是()A.無色溶液B的pH≥7B.白色固體F的主要成分是H2SiO3C.混合物A中有Na2SiO3、CuSO4和CaCO3D.在無色溶液B中加HNO3酸化，無沉淀；再滴加AgNO3，若有白色沉淀生成，說明混合物A中有KCl解析：選C?；旌衔顰加水溶解后得到固體C，固體C加過量硝酸后，得到白色固體F，由混合物A的成分可知，F(xiàn)的主要成分為H2SiO3，B項正確；藍(lán)色溶液E中存在Cu2＋，故白色固體混合物A中存在CuSO4，無色氣體D為CO2，故白色固體混合物A中可能含有Na2CO3，與CuSO4溶液反應(yīng)生成Cu2(OH)2CO3進(jìn)入固體C，也可能含有CaCO3，C項錯誤；溶液B呈無色，說明CuSO4反應(yīng)生成沉淀進(jìn)入固體C，同時生成Na2SO4，故無色溶液B中一定含有Na2SO4，可能存在KCl、Na2CO3、Na2SiO3，溶液的pH≥7，A項正確；無色溶液B經(jīng)HNO3酸化后，無沉淀，再加AgNO3有白色沉淀產(chǎn)生，說明A中有KCl，D項正確。課下鞏固精練卷(二十三)常見離子的檢驗與推斷一、選擇題1．化學(xué)實驗中常需對溶液進(jìn)行酸化，下列酸化處理措施中，正確的是()A．檢驗溶液中是否含Cl－時，用硫酸酸化后再加AgNO3溶液B．檢驗溶液中是否含F(xiàn)e2＋時，用硝酸酸化后再加KSCN溶液C．檢驗溶液中是否含SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))時，用鹽酸酸化后再加BaCl2溶液D．為提高M(jìn)nOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))的氧化性，向該溶液中加入鹽酸酸化解析：選C。檢驗溶液中是否含Cl－時，用硫酸酸化后再加AgNO3溶液，會產(chǎn)生微溶物硫酸銀，外觀也是白色沉淀，會干擾氯離子檢驗，A錯誤；為提高M(jìn)nOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))的氧化性，向該溶液中加入鹽酸酸化，則高錳酸根離子、氯離子和氫離子會發(fā)生氧化還原反應(yīng)而消耗，D錯誤。2．下列關(guān)于物質(zhì)或離子檢驗的敘述正確的是()A．在溶液中加KSCN，溶液顯紅色，證明原溶液中有Fe3＋，無Fe2＋B．氣體通過無水CuSO4，粉末變藍(lán)，證明原氣體中含有水蒸氣C．灼燒白色粉末，火焰呈黃色，證明原粉末中有Na＋，無K＋D.將氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，證明原氣體是CO2答案：B3．(2025·福建百校聯(lián)考)某白色固體混合物由NaCl、KCl、MgSO4、BaCO3中的兩種組成，進(jìn)行如下實驗：①混合物溶于水，得到澄清透明溶液；②做焰色試驗，透過藍(lán)色鈷玻璃可觀察到火焰的顏色呈紫色；③向溶液中加堿溶液，產(chǎn)生白色沉淀。根據(jù)實驗現(xiàn)象可判斷其組成為()A．KCl、NaClB．KCl、BaCO3C．KCl、MgSO4D．MgSO4、NaCl答案：C4．(2025·湖南懷化期中)某無色溶液可能含有等物質(zhì)的量的下列某些離子中的一種或幾種：K＋、Fe3＋、Mg2＋、H＋、Cl－、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，取溶液分別進(jìn)行如下實驗：①加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液產(chǎn)生白色沉淀；②加入鋅粉，有氣泡生成；③加入適量Na2O粉末產(chǎn)生白色沉淀。下列說法正確的是()A．該無色溶液中一定沒有Fe3＋，可能有K＋B．由①、②可知該溶液可能有COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))C．該無色溶液中一定有H＋、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、Mg2＋和Cl－D．實驗③發(fā)生反應(yīng)的離子方程式只有：Mg2＋＋Na2O＋H2O=Mg(OH)2↓＋2Na＋解析：選C。由于含有Fe3＋的溶液為棕黃色，該題干的條件為無色溶液，因此不能存在Fe3＋；①加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液產(chǎn)生白色沉淀，可知該沉淀為BaSO4，不可能是BaCO3，是由于BaCO3會與硝酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，說明該溶液中含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))；②加入鋅粉，有氣泡生成，說明溶液中含有H＋，產(chǎn)生的是氫氣，不含COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))；③加入適量Na2O，Na2O與H2O反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鈉，NaOH與Mg2＋反應(yīng)產(chǎn)生Mg(OH)2白色沉淀，說明溶液中含有Mg2＋；根據(jù)上述可知，溶液中一定含有的離子有：SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、H＋、Mg2＋，由于離子的數(shù)目相等，即物質(zhì)的量相等，溶液為電中性，因此還存在有陰離子，即還存在有Cl－。5．某無色溶液中可能含有K＋、Ag＋、Ba2＋、Fe3＋、Cl－、OH－、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))中的幾種，對其進(jìn)行如下實驗操作：(1)取少量溶液，用pH計測得pH＝13.3；(2)另取少量溶液，加入足量BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀；(3)將(2)所得混合物過濾，向濾液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成。下列對該溶液的說法正確的是()A.要確定是否含有K＋，需做焰色試驗B．一定含有K＋、OH－、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))C．含有Ag＋、Ba2＋、Fe3＋三種離子中的一種D．原溶液中一定含有Cl－解析：選B。無色溶液說明無Fe3＋，對其進(jìn)行如下實驗操作：(1)取少量溶液，用pH計測得pH＝13.3，說明溶液顯強(qiáng)堿性，一定含有OH－，則一定沒有Ag＋；(2)另取少量溶液，加入足量BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，則該白色沉淀是BaCO3，溶液中一定存在COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，一定不存在Ba2＋，根據(jù)電荷守恒，溶液中一定含有K＋；(3)將(2)所得混合物過濾，向濾液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，因上一步加入了氯化鋇，不能確定原溶液中是否含有Cl－，原溶液中可能有Cl－。6．(2025·安徽淮北一模)某溶液可能含有等濃度的下列某些離子：Na＋、Mg2＋、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、H＋、Cl－、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，取溶液分別進(jìn)行如下實驗：①加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液產(chǎn)生白色沉淀；②加入淀粉-KI溶液，呈藍(lán)色；③加入NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，加熱后產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體。下列說法錯誤的是()A．由①②可知一定有H＋、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))B．若將①中的試劑換成鹽酸酸化的BaCl2溶液，不影響成分的判斷C．Mg2＋＋NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋3OH－eq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)2↓＋NH3↑＋H2OD．不能確定有無Cl－解析：選D。①加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液產(chǎn)生白色沉淀，則該白色沉淀為硫酸鋇，原溶液中可能含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，也可能含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))被硝酸氧化生成SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))；②加入淀粉-KI溶液，呈藍(lán)色，說明溶液中存在強(qiáng)氧化性離子，能將KI氧化生成碘單質(zhì)，則應(yīng)含有H＋、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，從而排除SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，則原溶液中肯定存在SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))；③加入NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，可知存在Mg2＋，加熱后產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，則存在NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))；又因各離子濃度相同，結(jié)合電荷守恒可知溶液中一定存在Cl－，不存在Na＋。由②可推知溶液中存在氧化性離子，則存在H＋、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，從而排除SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，再結(jié)合①中白色沉淀現(xiàn)象，可知存在SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，A正確；若將①中的試劑換成鹽酸酸化的BaCl2溶液，則可通過白色沉淀現(xiàn)象直接確定SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))存在，對最終成分的判斷無影響，B正確；加入NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，可知存在Mg2＋，加熱后產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，則存在NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))，反應(yīng)為Mg2＋＋NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋3OH－eq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)2↓＋NH3↑＋H2O，C正確；由以上分析可知溶液中存在Cl－，D錯誤。7．(2025·山東濟(jì)南模擬)X溶液中可能含有下列5種離子中的幾種：Fe3＋、Fe2＋、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Cl－、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，某同學(xué)為確定其中含有的離子，設(shè)計并完成以下實驗(所加試劑均足量)。下列說法正確的是()A．X溶液中一定存在SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，可能不存在Cl－B．X溶液中一定存在NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，至少含有Fe3＋、Fe2＋中的一種C．取少量X溶液，先加入適量氯水，再加少量KSCN溶液，若溶液呈紅色，則含有Fe2＋D．X溶液中一定含有Cl－，且c(Cl－)<0.1mol/L解析：選B。加入過量的鹽酸和氯化鋇溶液得到沉淀1，該沉淀應(yīng)為硫酸鋇，原溶液中含有硫酸根，且100mL溶液中n(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＝4.66g÷233g/mol＝0.02mol；X溶液中加入NaOH溶液加熱可以生成使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則該氣體為氨氣，原溶液中存在NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))，且100mL溶液中n(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))＝0.224L÷22.4L/mol＝0.01mol；得到的沉淀3在空氣中灼燒得到紅棕色固體，則該紅棕色固體為Fe2O3，n(Fe2O3)＝1.60g÷160g/mol＝0.01mol，說明原溶液中含有Fe3＋或Fe2＋或二者都有，且鐵元素為0.02mol；綜上所述已經(jīng)確定100mL溶液中有0.02molSOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、0.01molNHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))，還有0.02mol鐵元素，無論是Fe2＋還是Fe3＋，正電荷總數(shù)都會超過硫酸根所帶負(fù)電荷，所以溶液中還一定存在Cl－，當(dāng)鐵元素全為Fe2＋，Cl－的物質(zhì)的量為0.01mol，當(dāng)鐵元素全為Fe3＋，Cl－的物質(zhì)的量為0.03mol。8．(2025·湖北武漢模擬)某溶液中只可能含有K＋、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Fe2＋、Al3＋、Cl－、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、[Al(OH)4]－中的若干種離子，離子濃度均為0.1mol·L－1。某同學(xué)進(jìn)行了如下實驗，下列說法正確的是()A．原溶液中存在NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Fe2＋、Cl－、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))B．原溶液中含有Al3＋、不含[Al(OH)4]－C．沉淀C中含有Al(OH)3D．濾液X中大量存在的陽離子有NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Fe2＋和Ba2＋解析：選A。加入過量稀H2SO4無明顯現(xiàn)象，說明該試液中沒有COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))；再加入過量Ba(NO3)2溶液有氣體產(chǎn)生，因為此時溶液中含有上一步操作所加入的過量H2SO4，結(jié)合NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，生成的氣體為NO，說明原試液中有Fe2＋存在且被氧化為Fe3＋，F(xiàn)e2＋和[Al(OH)4]－會發(fā)生反應(yīng)，不能共存，則溶液中一定不存在[Al(OH)4]－，沉淀A為BaSO4；向濾液X中加入過量的NaOH有氣體產(chǎn)生，說明原試液中存在NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))，此時產(chǎn)生的氣體為NH3，沉淀B為紅褐色的Fe(OH)3沉淀；繼續(xù)向濾液中通入少量CO2產(chǎn)生沉淀，由于上一步所加NaOH有剩余，則所通入的少量CO2先與OH－反應(yīng)生成COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))再與Ba2＋反應(yīng)生成BaCO3，則沉淀C中含有BaCO3，綜上分析可知，原試液中一定存在NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Fe2＋，一定不存在COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、[Al(OH)4]－，由于存在的離子濃度均為0.1mol·L－1，根據(jù)電荷守恒可知原試液中一定還存在陰離子SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、Cl－，且濃度均為0.1mol·L－1的NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Fe2＋、Cl－、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))恰好滿足電荷守恒，則原試液中Al3＋、K＋必然不能存在。9．(2025·安徽合肥模擬)某地霧霾中可能含有如下離子中的若干種：Ba2＋、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Fe2＋、Cl－、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。研究人員收集該地的霧霾并得到試樣溶液，設(shè)計并完成如下實驗，得到的結(jié)論錯誤的是()A．氣體A為CO2B．原溶液中不一定含Cl－C．沉淀G中一定含BaCO3D．實驗②反應(yīng)有Fe3＋＋3HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=3CO2↑＋Fe(OH)3↓解析：選A。實驗①試樣中加入足量稀鹽酸，有氣體A生成，該氣體可能為CO2或NO，由后續(xù)實驗證明溶液中一定含有Fe2＋，則一定不含COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，溶液中一定含有Fe2＋、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，但是由于加入了鹽酸，原溶液不一定含有Cl－；實驗②溶液B中加入過量的NaHCO3，由于實驗①鹽酸過量，發(fā)生反應(yīng)：H＋＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=H2O＋CO2↑，溶液B中還含有Fe3＋，當(dāng)氫離子反應(yīng)完全后，F(xiàn)e3＋、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))發(fā)生雙水解生成Fe(OH)3、CO2，故氣體C為CO2，沉淀E為Fe(OH)3；實驗③溶液D中再加入足量Ba(OH)2溶液，生成氣體F為NH3，原溶液中含有NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))，由于實驗②NaHCO3過量，則沉淀G中一定含有BaCO3，可能含有BaSO4，不能確定原溶液中是否含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。二、非選擇題10．(2025·甘肅白銀模擬)某無色澄清溶液中可能含有H＋、Cu2＋、Mg2＋、Na＋、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、Cl－、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、[Al(OH)4]－、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))中的幾種，且每種離子的物質(zhì)的量濃度均相等，依次進(jìn)行如下實驗：①向溶液中滴加2～3滴紫色石蕊溶液，溶液變紅；②向溶液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成；③將②中所得沉淀過濾，向濾液中加入AgNO3溶液和稀硝酸，有白色沉淀生成。請回答下列問題：(1)由①可判斷該溶液中一定沒有的離子是________________，由①和②可判斷該溶液中一定有的離子是________________。(2)該溶液中Na＋和Cl－能否同時存在______(填“能”或“不能”)。(3)該溶液中所含離子有____________________或____________________。(4)試用離子方程式解釋[Al(OH)4]－與HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))不能共存的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)為了進(jìn)一步確定原溶液中是否含有Na＋，應(yīng)如何檢驗：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：溶液澄清無色，則一定不含Cu2＋；①向溶液中滴加紫色石蕊溶液，溶液變紅，說明溶液呈酸性，則含有H＋，一定不含COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、[Al(OH)4]－、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))；②向溶液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，白色沉淀只能為BaSO4，溶液一定含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))；③將②中所得沉淀過濾，向濾液中加入AgNO3溶液和稀硝酸，有白色沉淀生成，生成的白色沉淀為AgCl，因②中引入Cl－，該操作不能說明原溶液含有Cl－；由于溶液中每種離子的物質(zhì)的量濃度均相等，根據(jù)溶液呈電中性分析解答。答案：(1)COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、[Al(OH)4]－、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))H＋、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(2)不能(3)H＋、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、Na＋H＋、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、Cl－、Mg2＋(4)[Al(OH)4]－＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H2O(5)用鉑絲蘸取溶液在酒精燈上灼燒，若火焰為黃色，則證明原溶液中含有Na＋11．某工業(yè)廢水中僅含下表離子中的5種(不考慮水的電離及離子的水解)，且各種離子的物質(zhì)的量濃度相等，均為0.1mol·L－1。陽離子K＋Mg2＋Fe3＋Al3＋Fe2＋陰離子Cl－COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))甲同學(xué)欲探究廢水的組成，進(jìn)行了如下實驗：①用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無紫色火焰(透過藍(lán)色鈷玻璃觀察)。②取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化。③另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變。④向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。請推斷：(1)由①、②、③判斷，溶液中一定不含有的陽離子是____________，一定不含的陰離子是__________(寫離子符號)。(2)③中加入少量鹽酸生成無色氣體的離子方程式是________________________________________________________________________，④中生成白色沉淀的離子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)將③中所得紅棕色氣體通入水中，氣體變無色，所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)甲同學(xué)最終確定原溶液中所含陽離子是________________，陰離子是____________(寫離子符號)。解析：①用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無紫色火焰(透過藍(lán)色鈷玻璃觀察)，說明溶液中沒有K＋；②取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化，說明溶液中沒有Fe3＋；③另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，說明Fe2＋與NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、H＋反應(yīng)生成NO，即溶液中有Fe2＋、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，則沒有COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，加鹽酸后溶液中陰離子種類不變，說明原溶液中有Cl－，加鹽酸后溶液依然澄清說明溶液中沒有SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))；④向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，說明原溶液中有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。(4)由以上推斷可知溶液中陰離子為Cl－、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，且各為0.1mol·L－1；已經(jīng)推斷出存在的陽離子是Fe2＋，其濃度為0.1mol·L－1，由電荷守恒可知溶液中還有一種＋2價陽離子，所以還有Mg2＋，故甲同學(xué)最終確定原溶液中所含陽離子是Fe2＋、Mg2＋，陰離子是Cl－、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。答案：(1)K＋、Fe3＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))(2)3Fe2＋＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2OBa2＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))=BaSO4↓(3)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(4)Fe2＋、Mg2＋Cl－、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))12．溶液A中存在Ba2＋、Fe2＋、Al3＋、Fe3＋、Cu2＋、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、Cl－、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))中的五種離子，濃度均為0.01mol·L－1，溶液體積為1L。對溶液A進(jìn)行以下實驗，整個過程如圖所示(部分產(chǎn)物省略)，溶液B與溶液A中所含陰離子種類相同。請回答下列問題：(1)溶液A中的離子為________________；溶液A顯________(填“酸”“堿”或“中”)性，用離子方程式表示原因：__________________________________(寫出一個即可)。(2)沉淀甲是____________(填化學(xué)式，下同)，沉淀乙是____________。(3)固體C可能是________(填字母)。a．CuOb．Cu(OH)2c．CuSO4d．CuCl2(4)氣體甲、氣體乙都能造成環(huán)境問題，將等體積的氣體甲和乙通入足量NaOH溶液中，被完全吸收，寫出反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)Fe2＋、Cu2＋、Cl－、NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))酸Fe2＋＋2H2O?Fe(OH)2＋2H＋、Cu2＋＋2H2O?Cu(OH)2＋2H＋(任寫一個)(2)Fe(OH)3Cu(OH)2(3)ab(4)NO＋NO2＋2OH－=2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋H2O第24講常見氣體的制備【備考目標(biāo)】1.了解常見氣體的制備原理、裝置及改進(jìn)。2.能根據(jù)氣體的性質(zhì)及制備原理設(shè)計實驗流程。1．氣體制備的基本思路2．常見氣體制備裝置舉例(1)Cl2的實驗室制備(2)SO2的實驗室制備(3)NH3的實驗室制備(4)C2H4的實驗室制備3．氣體制備的反應(yīng)原理氣體制備原理H2Zn＋H2SO4(稀)=ZnSO4＋H2↑O22KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑CO2CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2OCl2MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2KMnO4＋16HCl=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2OSO2Na2SO3＋H2SO4(濃)=Na2SO4＋SO2↑＋H2ONH32NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2ONO3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2ONO2Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OCH≡CHCaC2＋2H2O→Ca(OH)2＋CH≡CH↑C2H4C2H5OHeq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(170℃))CH2=CH2↑＋H2O4.氣體制備的發(fā)生裝置依據(jù)制備氣體所需的反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件，可將制備氣體的發(fā)生裝置分為三類：(1)固體＋固體eq\o(→,\s\up7(△))氣體制備氣體：O2、NH3、CH4等。(2)固體＋液體(或液體＋液體)eq\o(→,\s\up7(△))氣體制備氣體：Cl2、C2H4等。(3)固體＋液體(不加熱)→氣體制備氣體：選擇合適的藥品和裝置能制取中學(xué)化學(xué)中常見的氣體。5．氣體的凈化除雜方法(1)除雜試劑選擇的依據(jù)①易溶于水的氣體雜質(zhì)可用水吸收；②酸性雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)吸收；③堿性雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收；④水為雜質(zhì)時，可用干燥劑吸收；⑤能與雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成沉淀(或可溶物)的物質(zhì)也可作為吸收劑。(2)氣體干燥凈化裝置類型液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑固體加熱裝置圖常見試劑濃H2SO4(酸性、強(qiáng)氧化性)無水氯化鈣(中性)、堿石灰(堿性)Cu、CuO、Mg等當(dāng)CO2中混有O2雜質(zhì)時，應(yīng)選用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ裝置除O2，除雜試劑是Cu粉。6．氣體的收集方法收集方法收集氣體的類型收集裝置可收集的氣體(舉例)排水法難溶于水或微溶于水，且不與水反應(yīng)的氣體O2、H2、NO、CO等排空氣法向上排空氣法密度大于空氣且不與空氣中的成分反應(yīng)Cl2、SO2、NO2、CO2向下排空氣法密度小于空氣且不與空氣中的成分反應(yīng)H2、NH3【拓展】集氣裝置的創(chuàng)新——排液集氣裝置(1)裝置(Ⅰ)從a管進(jìn)氣b管出水可收集難溶于水的氣體，如H2、O2等。若將廣口瓶中的液體更換，還可以收集以下氣體。①飽和食鹽水——收集Cl2。②飽和NaHCO3溶液——收集CO2。③飽和NaHS溶液——收集H2S。④四氯化碳——收集HCl或NH3。(2)裝置(Ⅱ)儲氣式集氣。氣體從橡膠管進(jìn)入，可將水由A瓶排入B瓶，在A瓶中收集到氣體。7．尾氣處理的實驗套裝(1)吸收法(如圖甲、乙)：在水中溶解度較小的有毒氣體，多數(shù)可通入溶液中，用某些試劑吸收除去，如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去；對于溶解度很大、吸收速率很快的氣體，吸收時應(yīng)防止倒吸。(2)點燃(如圖丙)或轉(zhuǎn)化法：處理某些可燃性氣體，如CO、H2可點燃或通過灼熱的CuO除去。(3)收集法(如圖丁)：處理CH4、C2H4、H2、CO等。一、氣體制備的原理考查1．下列制備氣體的裝置、實驗分析及評價均正確的是()選項實驗?zāi)康膶嶒炑b置實驗分析及評價A制CO2H2SO4的酸性大于H2CO3，H2CO3不穩(wěn)定，易分解出CO2，可用該裝置制取CO2，且可以隨開隨用、隨關(guān)隨停B制NO通入N2可排出空氣，防止NO與O2反應(yīng)生成NO2，用該裝置可制取純凈的NOC制NH3CaO與水反應(yīng)，使溶劑(水)減少；反應(yīng)放熱，促使NH3·H2O分解?？捎么搜b置快速制備少量NH3D制Cl2MnO2作氧化劑、HCl作還原劑，實驗室常用該裝置制備Cl2解析：選C。稀硫酸與碳酸鈣反應(yīng)生成的微溶的硫酸鈣附著在碳酸鈣表面會阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，所以實驗室不能用稀硫酸與碳酸鈣反應(yīng)制備二氧化碳?xì)怏w，A錯誤；稀硝酸與銅反應(yīng)制備一氧化氮時，用氮氣雖然可以除去裝置中的空氣，防止一氧化氮被氧化，但氮氣和一氧化氮的相對分子質(zhì)量相差不大，制得的一氧化氮中會混有氮氣，無法制得純凈的一氧化氮，B錯誤。2．根據(jù)如圖所示的裝置和下表內(nèi)的物質(zhì)(省略夾持、凈化以及尾氣處理裝置，圖1中虛線框內(nèi)的裝置是圖2)，能完成相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖?)選項a中的物質(zhì)b中的物質(zhì)實驗?zāi)康摹⒃噭┖筒僮鲗嶒災(zāi)康腸中的物質(zhì)進(jìn)氣方向A稀硝酸Cu收集貯存NO水N→MB濃硝酸Na2SO3檢驗SO2的氧化性品紅溶液M→NC濃氨水堿石灰收集貯存氨氣飽和NH4Cl溶液N→MD濃鹽酸MnO2檢驗Cl2的氧化性Na2S溶液M→N解析：選A。稀硝酸和Cu反應(yīng)生成NO，NO不溶于水，不與水反應(yīng)，用排水法收集NO，進(jìn)氣方向是N→M，A符合題意；濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，與Na2SO3反應(yīng)生成硫酸鹽和NO2氣體，因此無法檢驗SO2的氧化性，B不符合題意；由于氨氣極易溶于水，因此氨氣溶于飽和NH4Cl溶液，不能用排飽和NH4Cl溶液的方法來收集氨氣，C不符合題意；二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)，而該實驗沒有加熱裝置，因此不能產(chǎn)生氯氣，D不符合題意。二、氣體制備過程的分解考查3．已知O2與焦性沒食子酸(含KOH)反應(yīng)很快，利用下列裝置不能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?)A．選擇①裝置制備氧氣B．選擇②裝置干燥和收集氧氣