2019届一轮复习浙江专版离子共存离子推断学案

2019届一轮复习浙江专版离子共存离子推断学案

课时2　离子共存 离子推断 ‎[考纲导航]‎ 知识条目 必考要求 加试要求 选考分布 ‎2015‎ ‎2016‎ ‎2017‎ ‎9月 ‎10月 ‎4月 ‎10月 ‎4月 常见离子的检验 b c ‎25‎ ‎24‎ ‎25、31(2)‎ ‎25‎ ‎25‎ 考点　离子共存、离子推断 ‎[主干精讲]‎ ‎1．判断多种离子能否大量共存于同一溶液中，归纳起来就是：一色、二性、三特殊、四反应。‎ ‎(1)一色——溶液颜色 几种常见离子的颜色：‎ 离子 Cu2＋‎ Fe3＋‎ Fe2＋‎ MnO 颜色 蓝色 棕黄色 浅绿色 紫红色 ‎(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CO 、SO 、S2－、CH3COO－等)均不能大量存在。‎ ‎②在强碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子(如NH、Al3＋、Fe3＋等)均不能大量存在。‎ ‎③酸式弱酸根离子(HCO 、HSO、HS－等)在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在。‎ ‎(3)三特殊——三种特殊情况 ‎①“NO＋H＋”组合具有强氧化性，能与S2－、Fe2＋、I－、SO 等还原性的离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。‎ ‎②NH与CH3COO－、CO，Mg2＋与HCO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，它们在溶液中能大量共存。‎ ‎③AlO与HCO、HSO等，因Al(OH)3酸性弱于HCO、HSO 发生强制弱反应，如AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，而不能大量共存。‎ ‎(4)四反应——四种反应类型 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复分解反应：如Ba2＋与CO、SO，NH与OH－，H＋与CH3COO－等。‎ ‎②氧化还原反应：如Fe3＋与I－、S2－，NO(H＋)与Fe2＋，MnO(H＋)与SO、Cl－等。‎ ‎③双水解反应：如Al3＋与HCO、CO、AlO、SiO、HS－、S2－、ClO－，Fe3＋与HCO、CO、AlO、SiO、ClO－等。‎ ‎④络合反应：如Fe3＋与SCN－等。‎ ‎2．解答离子推断题的方法和原则 ‎(1)注意有颜色的离子与溶液的颜色是否一致。‎ ‎(2)根据某现象推出含有的某种离子，注意该离子是否为前面的操作引入的。‎ ‎(3)注意离子共存问题 ‎①离子是否能存在于溶液中，要特别注意溶液的性质(如酸碱性、氧化性、还原性)与离子的性质；‎ ‎②推断出的离子是否能共存于同一溶液中；‎ ‎③离子是否会隐蔽转化，如Al3＋遇到过量的强碱转化为AlO，AlO遇到过量的强酸转化为Al3＋。‎ ‎(4)在定量推断中要注意运用溶液的电中性来确定离子的存在。‎ ‎[典例剖析]‎ ‎【例1】　(2017·诸暨中学高三期中)常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是(　　)‎ A．使酚酞变红色的溶液中：Na＋、Al3＋、SO、Cl－‎ B.＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：NH、Ca2＋、Cl－、NO C．与Al反应能放出H2的溶液中：Fe2＋、K＋、NO、SO D．水电离的c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：K＋、Na＋、AlO、CO 解析　A．使酚酞变红色的溶液显碱性，在碱性溶液中Al3＋能够反应生成氢氧化铝沉淀或偏铝酸根离子，不能大量存在，故A错误；B.＝1×10－13mol·‎ L－1的溶液显酸性，在酸性溶液中NH、Ca2＋、Cl－、NO离子间不发生反应，能够大量共存，故B正确；C.与Al反应能放出H2的溶液显酸性或碱性，在酸性溶液中Fe2＋能够被NO氧化，不能大量存在，在碱性溶液中Fe2＋与OH－反应生成Fe(OH)2而不能大量共存，故C错误；D.水电离的c(H＋)＝1×10－13mol·L－1的溶液显酸性或碱性，在酸性溶液中AlO与H＋反应生成氢氧化铝沉淀或铝离子，CO能够反应生成二氧化碳气体，不能大量共存，故D错误；故选B。‎ 答案　B ‎【例2】　(2017·4月浙江选考)某固体混合物中可能含有：K＋、Na＋、Cl－、CO、SO等离子，将该固体溶解所得到的溶液进行如下实验：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．该混合物一定是K2CO3和NaCl B．该混合物可能是Na2CO3和KCl C．该混合物可能是Na2SO4和Na2CO3‎ D．该混合物一定是Na2CO3和NaCl 解析　过量硝酸钡之后产生的白色沉淀溶于过量盐酸，说明有CO、无SO，溶液加入AgNO3/HNO3产生白色沉淀说明有Cl－，颜色反应显黄色说明有Na＋，但不能确定是否含有K＋。‎ 答案　B ‎【例3】　W、X、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素，W、X是金属元素，Z是非金属元素，W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水，向一定量的W的最高价氧化物对应的水化物溶液中逐滴加入XZ3溶液，生成的沉淀X(OH)3的量随XZ3‎ 溶液加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是(　　)‎ A．d点对应的溶液中：K＋、NH、CO、I－‎ B．c点对应的溶液中：Ag＋、Ca2＋、NO、Na＋‎ C．b点对应的溶液中：Na＋、S2－、SO、Cl－‎ D．a点对应的溶液中：Na＋、K＋、SO、HCO 解析　由题干推得W为钠元素，X为铝元素，Z为氯元素。向NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3溶液，开始时生成NaAlO2和NaCl，无沉淀，后来生成Al(OH)3沉淀。A项，d点AlCl3过量，Al3＋与CO能发生水解互相促进的反应，并能彻底进行而不能大量共存；B项，c点表示的溶液中存在Cl－，Ag＋与之不能共存；C项，b点为NaAlO2和NaCl溶液，各种离子能共存；D项，a点表示NaOH过量，HCO与之不共存。‎ 答案　C ‎[考点精练]‎ ‎1．在水溶液中能大量共存的一组离子是(　　)‎ A．Na＋、Ba2＋、Cl－、NO B．Pb2＋、Hg2＋、S2－、SO C．NH、H＋、S2O、PO D．ClO－、Al3＋、Br－、CO 解析　考察离子共存问题。A项，可以大量共存；B项，Pb2＋、Hg2＋与S2－、SO会形成沉淀；C项，H＋与S2O、PO反应；D项，Al3＋与ClO－、CO相互促进水解。‎ 答案　A ‎2．下列各组离子中，能够大量共存且加入稀硫酸会产生气体的是(　　)‎ A．Fe3＋、Na＋、HCO、Cl－‎ B．Fe3＋、Na＋、Cl－、SCN－‎ C．Zn2＋、K＋、Cl－、SO D．Fe2＋、Na＋、Cl－、NO 解析　离子能否大量共存，取决于离子间能否发生反应。Fe3＋、HCO发生水解相互促进的反应，不能大量共存，A项错误；Fe3＋、SCN－能发生络合反应，不能大量共存，B项错误；C项中离子能大量共存，但加入稀硫酸不能产生气体，C项错误；D项中离子能大量共存，且加入稀硫酸能产生NO气体，D项正确。‎ 答案　D ‎3．下列离子或分子在溶液中能大量共存，通入CO2后仍能大量共存的一组是(　　)‎ A．K＋、Ca2＋、Cl－、NO B．K＋、Na＋、Br－、SiO C．H＋、Fe2＋、SO、Cl2‎ D．K＋、Ag＋、NH3·H2O、NO 解析　A项中离子能大量共存，通入CO2后，溶液呈酸性，不会生成CaCO3沉淀，各离子仍能大量共存；B项中通入CO2后SiO因转化为H2SiO3沉淀而不能大量存在；C项中Fe2＋与Cl2发生氧化还原反应不能大量共存；D项中Ag＋与NH3·H2O因能生成银氨络合离子而不能大量共存。‎ 答案　A ‎4．(2016·10月浙江选考)已知：Ag2SO4微溶于水，可溶于硝酸。溶液X中可能含有Na＋、Ca2＋、Fe2＋、Cl－、Br－、CO、SiO、SO中的几种离子。为了确定其组成，某同学进行了如下实验：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．溶液X中一定含有Na＋、Cl－和SiO B．溶液X中一定不含Ca2＋、Br－‎ C．为确定溶液X中是否含有SO，可取溶液2，加入BaCl2溶液 D．在溶液X中依次滴入盐酸、双氧水和硫氰化钾溶液后，溶液将变为红色 解析　由题给离子，加过量稀盐酸有气体生成，气体是CO2，溶液中一定含CO，则Fe2＋、Ca2＋一定不存在；加盐酸有沉淀生成，说明一定有SiO；加过量硝酸银溶液，有白色沉淀生成，说明没有Br－(AgBr淡黄色沉淀)。A项，无法确定是否含有Cl-,错误；C项，因为溶液Z中含有Ag＋，加入BaCl2溶液后会产生AgCl沉淀，干扰SO的检验，错误；D项，由于有CO，溶液中无Fe2＋，错误。‎ 答案　B ‎【规律方法】‎ 判断离子共存中的“三抓、四注意”‎ ‎(1)三抓——抓住三个方向 ‎①溶液的颜色。‎ ‎②溶液的酸碱性。‎ ‎③离子不能共存的原因。‎ ‎(2)四注意——注意四个问题 ‎①注意判断离子共存的情况。“能、不能”，“一定、可能、一定不能”。‎ ‎②注意题目中的隐含条件。酸性、碱性，pH试纸、指示剂的颜色变化、溶液颜色、与铝反应放出H2和水的电离情况等。‎ ‎③注意弄清反应类型。a.复分解反应：离子间相互反应能生成难溶物质、易挥发物质或难电离物质时都不能大量共存。b.氧化还原反应：离子之间能发生氧化还原反应。‎ ‎④注意溶液“透明”和“有色”的区别。“透明”也可以“有色”。‎ 课后限时训练 ‎(时间：45分钟)‎ 一、选择题 ‎1．下列离子或分子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)‎ 选项 离子 溶液 A K＋、Na＋、CO、NO 能与铝反应产生大量氢气的溶液 B NH、Ba2＋、AlO、Cl－‎ 能使甲基橙呈红色的溶液 C Na＋、AlO、Cl－、SO 常温下pH＝9的溶液 D Fe2＋、Na＋、Cl－、NO 无色溶液 解析　能与铝反应产生大量氢气的溶液可能呈酸性也可能呈碱性，酸性条件下CO不能大量存在，且NO存在下与Al反应不产生H2，A项错误；能使甲基橙呈红色的溶液呈酸性，酸性条件下AlO不能大量存在，B项错误；AlO不和 OH－反应，所以C项离子能在碱性溶液中大量共存；Fe2＋显浅绿色，不能在无色溶液中大量存在，D项错误。‎ 答案　C ‎2．下列各组离子因发生氧化还原反应而不能大量共存的是(　　)‎ A．H＋、Fe2＋、Cr2O、SO B．Ca2＋、H＋、SO、HCO C．Na＋、Cu2＋、Cl－、S2－‎ D．Fe3＋、K＋、SCN－、Cl－‎ 解析　A项，酸性条件下，Fe2＋能被Cr2O氧化为Fe3＋；B项，H＋和HCO反应放出CO2而不能大量共存；C项，Cu2＋和S2－生成CuS沉淀而不能大量共存；D项，Fe3＋与SCN－发生络合反应而不能大量共存。‎ 答案　A ‎3．在同一溶液中，含有NH、I－、Ba2＋、Cl－等离子，则该溶液可能的pH和介质是(　　)‎ A．pH＝1，稀硝酸为介质 B．pH＝3，硫酸为介质 C．pH＝8，次氯酸钠溶液为介质 D．pH＝12，氨水为介质 解析　溶液中含有还原性的I－，与稀硝酸、ClO－均不能共存，A、C错误；溶液中含有Ba2＋与H2SO4不能共存，B错误。‎ 答案　D ‎4．下列各组离子在溶液中按括号内的物质的量之比混合，得到无色、碱性、澄清溶液的是(　　)‎ A．Na＋、Al3＋、Cl－、OH－(5∶2∶7∶4)‎ B．NH、Ba2＋、OH－、Cl－(1∶1∶1∶2)‎ C．Fe3＋、Na＋、Cl－、S2－(1∶2∶3∶1)‎ D．K＋、H＋、I－、HCO(1∶1∶1∶1)‎ 解析　A选项中发生反应Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al3＋过量，有沉淀生成；‎ B选项溶液显碱性，没有沉淀生成；C选项Fe3＋与S2－发生反应生成沉淀，且溶液有颜色；D选项发生反应H＋＋HCO===CO2↑＋H2O，最终溶质为KI，溶液显中性，不符合题意。‎ 答案　B ‎5．(2016·温州高三期末)在复杂的体系中，确认化学反应先后顺序有利于解决问题，下列化学反应先后顺序判断正确的是(　　)‎ A．在含等物质的量的AlO、OH－、SO的溶液中，逐滴加入盐酸：AlO、‎ OH－、SO B．在含等物质的量的FeBr2、FeI2的溶液中，缓慢通入氯气：I－、Br－、Fe2＋‎ C．在含等物质的量的Ba(OH)2、KOH的溶液中缓慢通入SO2：KOH、Ba(OH)2、BaSO3‎ D．在含等物质的量的Fe2＋、Ag＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入锌粉：Ag＋、Cu2＋、‎ H＋、Fe2＋‎ 解析　A．若H＋最先与AlO反应，生成氢氧化铝，而氢氧化铝与溶液中OH－反应生成AlO，反应顺序为OH－、AlO、SO，故A错误；B.离子还原性I－＞Fe2＋＞Br－，氯气先与还原性强的反应，氯气的氧化顺序是I－、Fe2＋、Br－，故B错误；C.氢氧化钡先发生反应，因为亚硫酸钾与氢氧化钡不能共存，所以反应的顺序为：Ba(OH)2、KOH、BaSO3，故C错误；D．氧化性顺序：Ag＋＞Cu2＋＞H＋＞Fe2＋，锌粉先与氧化性强的反应，反应顺序为Ag＋、Cu2＋、H＋、Fe2＋，故D正确。‎ 答案　D ‎6．(2017·4月浙江瑞安)下列各组离子在指定溶液中，一定能大量共存的是(　　)‎ A．加入Mg能放出H2的溶液中：Mg2＋、NH、Cl－、SO B．含有NaClO的溶液中：K＋、Al3＋、Br－、S2－‎ C．澄清透明溶液：Cu2＋、SO、HCO、H＋‎ D．使甲基橙变红的溶液中：Fe2＋、MnO、Na＋、SO 解析　加入Mg能放出H2的溶液显酸性，Mg2＋、NH、Cl－、SO能在此溶液里大量共存，A正确；含有NaClO的溶液有强氧化性，Br－和S2－要被氧化不能共存，另外，Al3＋与S2－发生双水解而不能共存，B错误；HCO与H＋不共存，C错误；使甲基橙变红的溶液显酸性，Fe2＋能被MnO氧化而不能共存，D错误。‎ 答案　A ‎7．下列各组离子在给定条件下一定能大量共存的是(　　)‎ A．水电离出的c(H＋)＝1×10－14 mol/L的溶液：K＋、AlO、Br－、Cl－‎ B．在含有Al3＋、Cl－的溶液中：HCO、I－、NH、Mg2＋‎ C．在c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：Na＋、S2－、SO D．在溶质为KNO3和NaHSO4的溶液中：Fe2＋、Ca2＋、Al3＋、Cl－‎ 解析　A中所给条件为酸性或碱性，AlO不能存在于酸性条件下；B中Al3＋与HCO水解互相促进；C中S2－与SO在酸性条件下可以发生氧化还原反应，不能存在于酸性条件下，但在碱性条件下却不能发生氧化还原反应；D中的H＋、NO、Fe2＋之间可以发生氧化还原反应。‎ 答案　C ‎8．(2016·浙江4月)某固体可能含有NH、Cu2＋、Na＋、Cl－、CO、SO中的几种离子。取等质量的两份该固体，进行如下实验(不考虑盐类的水解及水的电离)：‎ ‎(1)一份固体溶于水得无色透明溶液，加入足量BaCl2溶液，得沉淀6.63 g，在沉淀中加入过量稀盐酸，仍有4.66 g沉淀。‎ ‎(2)另一份固体与过量NaOH固体混合后充分加热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体0.672 L(标准状况)。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．该固体中一定有NH、CO、SO、Na＋‎ B．该固体中一定没有Cu2＋、Cl－、Na＋‎ C．该固体中只含有NH、CO、SO、Cl－‎ D．根据以上实验，无法确定该固体中有Na＋‎ 解析　由(1)固体溶于水得无色透明溶液知，一定无Cu2＋；加入足量BaCl2溶液，得沉淀，在沉淀中加入过量盐酸沉淀部分溶解知，一定有SO和CO，且n(SO)＝＝0.02 mol；n(CO)＝＝0.01 mol；由(2)知，n(NH)＝＝0.03 mol，由电荷守恒知一定含有Na＋，且n(Na＋)≥2n(CO)＋2n(SO)－n(NH)＝0.02＋0.04－0.03＝0.03(mol)。溶液中是否含Cl－不能确定。‎ 答案　A ‎9．[2017·义乌市群星外国语高三(上)期中]某溶液可能含有K＋、NH、Fe2＋、‎ Fe3＋、SO、CO、SiO、Cl－、I－中的几种离子，己知各离子的浓度均为0.2‎ ‎ mol/L，进行如下实验(不考虑盐类的水解及水的电离)：‎ ‎①取少量该溶液，加入足量稀硫酸，无明显现象。‎ ‎②取①反应后的溶液，加入足量浓NaOH溶液，最终得到红褐色沉淀，并伴有刺激性气味气体产生。‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．根据实验①可知溶液中不存CO、SiO B．该溶液中肯定存在NH、Fe2＋‎ C．该溶液中至少含有4种离子 D．另取该溶液，加入适量氯水和淀粉溶液，若溶液显蓝色，即可确定该溶液中只含NH、Fe2＋、Fe3＋、SO、I－‎ 解析　A．根据分析可知，结合实验①可判断溶液中一定不存在CO、SiO，故A正确；B.由以上分析可知该溶液中肯定存在NH、Fe2＋离子，故B正确；C.根据分析可知，溶液中至少存在的离子为：NH、Fe2＋、SO及Cl－、I－中的一种，即至少存在4种离子，故C正确；D.另取该溶液，加入适量氯水和淀粉溶液，若溶液显蓝色，说明原溶液中含有I－，即可确定该溶液中至少含有NH、Fe2＋、SO、I－，但还可能存在K＋、Cl－，故D错误。‎ 答案　D ‎10．(2017·余姚中学高三期中)检验某溶液中是否含有K＋、Fe3＋、Cl－、Mg2＋、I－、CO、SO，限用试剂有：盐酸、硫酸、硝酸钡溶液、硝酸银溶液。设计如下实验步骤，并记录相关现象：‎ ‎(已知：NO在酸性条件下具有强氧化性) 下列叙述不正确的是(　　)‎ A．该溶液中一定有I－、CO、SO、K＋‎ B．试剂①为硝酸钡 C．试剂②一定为盐酸 D．通过在黄色溶液中加入硝酸银可以检验原溶液中是否存在Cl－‎ 解析　由实验可知，加试剂①为硝酸钡溶液，生成白色沉淀为碳酸钡和硫酸钡，则加试剂②为盐酸，沉淀减少，硫酸钡不溶于酸，则原溶液中一定存在CO、SO，则不含Fe3＋、Mg2＋；加试剂①过滤后的滤液中，再加试剂②为盐酸，氢离子、硝酸根离子、I－发生氧化还原反应生成碘，溶液为黄色，溶液为电中性，则一定含阳离子为K＋。A.由上述分析可知，该溶液中一定有I－、CO、SO、K＋，故A正确；B.由上述分析可知，试剂①为硝酸钡，故B正确；C.由上述分析可知，试剂②一定为盐酸，因碳酸钡与硫酸反应生成硫酸钡使沉淀量增加，②不可能为硫酸，故C正确；D.黄色溶液中加入硝酸银可生成AgI沉淀，试剂②加盐酸引入氯离子，不能检验原溶液中是否存在Cl－，故D错误。‎ 答案　D 二、非选择题 ‎11．(2016·浙江台州中学高二下期中)某无色废水中可能含有Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Na＋、NO、CO、SO中的几种，为分析其成分，分别取废水样品100 mL，进行了三组实验，其操作和有关现象如图所示：‎ 请据图回答下列问题：‎ ‎(1)实验中需配制1.0 mol·L－1的NaOH溶液100 mL，所需仪器除玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管外，还缺少的仪器为________。‎ ‎(2)实验③中由A→B过程中所发生反应的离子方程式为_____________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(3)试确定NO是否存在？________(填“存在”“不存在”或“不确定”)，若存在，试计算，c(NO)＝________(若不存在，此问不必作答)。‎ 解析　(1)配制1.0 mol·L－1的NaOH溶液100 mL，还需用到100 mL容量瓶。‎ ‎(2)实验③中A→B过程发生Al(OH)3与OH－的反应，离子方程式为Al(OH)3＋‎ OH－===AlO＋2H2O。(3)根据实验①确定无Na＋；根据实验②确定有SO；根据实验③确定有Al3＋、Mg2＋，因为CO与Al3＋、Mg2＋不能共存，所以无CO；根据废水呈无色可知废水中无Fe3＋；硫酸钡沉淀为2.33 g，则n(SO)＝＝0.01 mol，根据图像可知n(Al3＋)＝0.005 mol，n(Mg2＋)＝＝0.01 mol，溶液中Mg2＋和Al3＋所带正电荷与SO所带负电荷不相等，因此存在NO，根据电荷守恒得：3n(Al3＋)＋2n(Mg2＋)＝2n(SO)＋n(NO)，所以n(NO)＝0.015 mol，c(NO)＝＝0.15 mol·L－1。‎ 答案　(1)100 mL容量瓶　(2)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O　‎ ‎(3)存在　0.15 mol·L－1‎ ‎12．某地环保部门取一定量某工厂所排废水试样分成甲、乙、丙、丁四份，进行如图所示探究。‎ 已知废水试样中可能含有下表中的离子：‎ 离子 阳离子 Na＋、Mg2＋、X 阴离子 Cl－、SO、Y、NO 请回答下列问题：‎ ‎(1)离子X是________________(填化学式，下同)，离子Y是________________。‎ ‎(2)表中不能确定是否存在的阴离子是________，能证明该阴离子是否存在的简单实验操作为________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎(3)写出废水试样中滴加淀粉KI溶液所发生反应的离子方程式：_____________________________________________________________________。‎ 答案　(1)NH　SO ‎(2)Cl－　取少量废水试样，滴加足量的Ba(NO3)2溶液，静置；取上层清液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀产生，则存在Cl－；若无白色沉淀产生，则不存在Cl－‎ ‎(3)6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O