(新高考)高考化学一轮复习课时练习第2章第3讲离子共存离子的检验与推断(含解析)

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第3讲　离子共存　离子的检验与推断
课 程 标 准
知 识 建 构
1.了解常见离子的检验方法。
2．能利用典型代表物的性质和反应，进行离子的推断和设计常见物质检验的方案。


一、离子共存
1．离子共存的本质5
几种离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间不发生任何反应。
2．判断离子能否大量共存的“四个要点”
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
溶液颜色
蓝色
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、ClO－、SO、S2－、CH3COO－等)不能大量存在。
②在强碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子(如NH、Al3＋、Cu2＋、Mg2＋、Zn2＋、Fe3＋等)不能大量存在。
③如HCO、HS－、HSO、HPO、H2PO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
①AlO与HCO不能大量共存：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO。
②“NO＋H＋”组合具有强氧化性，能与S2－、Fe2＋、I－、SO等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
③NH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，它们在溶液中仍能大量共存。
(4)四反应——四种反应类型
反应类型
不能大量共存的离子
复分解反应
生成沉淀
如Ca2＋ 、Ba2＋与CO 、SO、SO；SiO与H＋；Ag＋与Cl－等不能大量共存
生成气体及易挥发性物质
H＋与CO 、HCO、S2－、SO；NH和OH－等不能大量共存
生成弱电解质
H＋与OH－、ClO－、F－、CH3COO－等不能大量共存
氧化还原反应
Fe3＋与S2－、I－等；MnO、ClO－在酸性、碱性、中性条件下与I－、Fe2＋、SO不能大量共存
相互促进的水解反应
Al3＋、Fe3＋与AlO、HCO、CO 等相互促进水解，不能大量共存
络合反应
Fe3＋与SCN－；Ag＋与NH3·H2O不能大量共存
【诊断1】 指出下列离子组不能大量共存的原因。
(1)Na＋、OH－、SO、Fe3＋__________________________________；
(2)K＋、Mg2＋、I－、ClO－_____________________________________；
(3)含有大量Fe3＋的溶液：Na＋、SCN－、Cl－、I－___________________；
(4)含有大量NO的溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO_____________________；
(5)常温下，pH＝12的溶液：K＋、Cl－、SO、SiO、Ca2＋__________。
答案　(1)Fe3＋与OH－反应生成沉淀
(2)I－能被ClO－氧化
(3)Fe3＋与SCN－发生络合反应，Fe3＋与I－发生氧化还原反应
(4)NO在酸性条件下能氧化Fe2＋
(5)Ca2＋与SO、SiO反应生成沉淀
二、离子的检验
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显现特殊颜色。
1．常见阳离子的检验
(1)依据生成沉淀
阳离子
试剂或方法
实验现象(证据)
Mg2＋
NaOH溶液
开始产生白色沉淀，NaOH溶液过量沉淀不溶解
Al3＋
NaOH溶液
开始产生白色沉淀，NaOH溶液过量沉淀溶解
Fe2＋
NaOH溶液
先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色最后变为红褐色
K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液
产生_蓝色沉淀
Fe3＋
NaOH溶液
产生红褐色沉淀
Cu2＋
NaOH溶液
产生蓝色沉淀
(2)依据生成气体
NH产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
(3)依据显示的特殊颜色
阳离子
试剂或方法
实验现象(证据)
H＋
紫色石蕊溶液
溶液变红
Na＋
焰色试验
黄色火焰
K＋
焰色试验
紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)
Fe3＋
KSCN溶液
溶液呈红色
Fe2＋
先加KSCN溶液再加氯水
先无明显变化，再变红色
2.常见阴离子的检验
(1)依据生成沉淀
阴离子
试剂
现象(证据)
Cl－
Br－
I－
AgNO3溶液和稀HNO3
产生白色沉淀AgCl
产生淡黄色沉淀AgBr
产生黄色沉淀AgI
SO
稀盐酸和BaCl2溶液
加盐酸无明显现象，加BaCl2溶液产生白色沉淀
CO
CaCl2溶液和稀盐酸
加CaCl2溶液产生白色沉淀，再加盐酸沉淀溶解，产生无色无味气体
(2)依据生成气体
阴离子
试剂
现象(证据)
CO
稀盐酸和澄清石灰水
产生使澄清石灰水变浑浊的气体
HCO
稀盐酸和澄清石灰水
产生使澄清石灰水变浑浊的气体
SO
稀H2SO4和品红溶液
加硫酸产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色
HSO
稀H2SO4和品红溶液
加硫酸产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色
(3)依据显示特殊颜色
①OH－滴入酚酞溶液，溶液变红色滴入紫色石蕊溶液，溶液变蓝色

【诊断2】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加稀盐酸沉淀不消失，则原溶液中一定含有Cl－(　　)
(2)向某溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入稀盐酸，沉淀不消失，则溶液中一定存在SO(　　)
(3)向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，则溶液中一定存在SO(　　)
(4)加入CaCl2溶液，有白色沉淀生成，溶液中一定存在CO(　　)
(5)加入稀硫酸，产生使品红溶液褪色的无色有刺激性气味的气体，则溶液中一定存在SO(　　)
(6)某溶液的焰色试验呈黄色，则溶液中一定有钠元素，不能确定是否有钾元素(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√

考点一　离子共存的判断
【典例1】 (2020·安徽宿州市高三模拟)常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)
A．1.0 mol·L－1的KNO3溶液中：H＋、Fe2＋、Cl－、SO
B．使紫色石蕊溶液变红的溶液中：NH、Ba2＋、AlO、Cl－
C．pH＝12的溶液中：K＋、Na＋、CH3COO－、Br－
D．滴加几滴KSCN溶液显红色的溶液中：NH、Mg2＋、I－、Cl－
答案　C
解析　NO、H＋与Fe2＋反应，不能大量共存，不选A；使紫色石蕊溶液变红的溶液为酸性溶液，溶液中存在大量H＋，H＋与AlO在溶液中能够反应，且NH与AlO会发生相互促进水解，不能大量共存，不选B；pH＝12的溶液显碱性，OH－与K＋、Na＋、CH3COO－、Br－不反应，且K＋、Na＋、CH3COO－、Br－之间也不反应，可大量共存，不选C；滴加几滴KSCN溶液显红色的溶液中含有Fe3＋，Fe3＋、I－能够发生氧化还原反应，不能大量共存，不选D。

审清关键词语和特定情况下的隐含因素
(1)解答离子共存类题目要审清题目要求的关键词语，如“一定大量共存”“可能大量共存”或“不能大量共存”等。
(2)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：
含有大量Fe3＋的溶液
隐含溶液呈酸性，并具有较强氧化性
含有大量NO的酸性溶液
隐含溶液具有强氧化性
含有大量S2－、SO、AlO的溶液
隐含溶液呈碱性

【对点练1】 (离子共存的颜色限定)下列指定溶液中能大量共存的离子组是(　　)
A．无色溶液中：H＋、Cl－、S2O、K＋
B．无色透明的溶液中：Fe3＋、NH、I－、CO
C．无色透明的溶液中：K＋、Cu2＋、NO、Cl－
D．澄清透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、Br－、Cl－
答案　D
解析　A项，H＋与S2O反应生成S、SO2和H2O不能大量共存；B项，Fe3＋有颜色、Fe3＋与I－、CO不能大量共存；C项，Cu2＋有颜色。
【对点练2】 (限定溶液酸碱性的离子共存)(2020·湖南汨罗市高三检测)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的有几组(　　)
①酸性溶液中：Na＋、ClO－、SO、I－　②无色溶液中：K＋、Na＋、MnO、SO　③碱性溶液中：Cl－、CO、SO、K＋、AlO　④中性溶液中：Fe3＋、K＋、Cl－、SO　⑤常温下，由水电离出的c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：Na＋、Ba2＋、Cl－、Br－　⑥与铝粉反应放出H2的无色溶液中：NO、Al3＋、Na＋、SO
A．1组 B．2组
C．3组 D．4组
答案　B
解析　①酸性溶液中存在大量H＋，ClO－与H＋能够反应生成弱电解质HClO，且ClO－能氧化I－，因此该组微粒不能大量共存；②含MnO溶液呈紫红色，不能在无色溶液中大量共存；③碱性溶液中存在大量OH－，该组微粒相互之间不会发生反应，因此能够大量共存；④含Fe3＋的溶液呈酸性，因此不能在中性溶液中大量共存；⑤常温下，由水电离出的c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，该组微粒之间不会发生反应，且与H＋、OH－均不会反应，因此能够大量共存；⑥与铝粉反应放出H2的无色溶液可能为酸溶液，也可能为强碱溶液，强碱性条件下Al3＋能与OH－之间会发生反应而不能大量共存；酸性条件下，NO与Al反应不生成H2。综上所述，各组离子在指定溶液中一定能大量共存的有③⑤，共2组，故答案为B。
【对点练3】 (特定情况下隐含因素的离子共存判断)(2020·安徽马鞍山市高三二模)制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中，需对过滤出产品的母液(pH