第4讲离子共存

望子成龙学校2015化学（高三）杨善学乃长，积小流以成长江1第4讲离子共存、离子的检验和推断【考纲解读】1.应用离子反应发生的条件，正确判断常见离子在溶液中能否大量共存。2.利用离子的特征反应，能鉴别常见离子以及进行综合推断。【方法引领】一、溶液中离子能否共存的判断方法1．离子共存问题是离子反应条件和本质的最直接应用。所谓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；若离子之间能发生反应，则不能大量共存。2．熟记常考离子的性质颜色MnO－4(紫)、Cu2＋(蓝)、Fe2＋(浅绿)、Fe3＋(黄)Cr2O72-橙色、CrO42-黄色氧化性ClO－、MnO－4、NO－3(H＋)、Fe3＋、Cr2O2－7还原性S2－(HS－)、SO2－3(HSO－3)、I－、Br－、Cl－、Fe2＋水解显酸性NH＋4、Mg2＋、Al3＋、Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋水解显碱性AlO－2、S2－、SO2－3、CO2－3、SiO2－3、ClO－、CH3COO－两性离子HCO－3、HS－、HSO－3、HPO2－4、H2PO－4注：“两性离子”指既能与酸反应又能与碱反应的离子，一般为多元弱酸的酸式酸根离子。3．常见溶液酸、碱性的判断酸性溶液：pH7(常温)；能使pH试纸呈______的溶液；能使甲基橙呈_____或_____的溶液；能使石蕊试液呈_______的溶液。碱性溶液：pH7(常温)；能使pH试纸呈_____的溶液；能使石蕊试液呈______的溶液；能使酚酞试液呈______的溶液。呈酸性或碱性的溶液：和Al反应放出H2的溶液(HNO3除外)；能使甲基橙呈黄色的溶液；c(H＋)水或c(OH－)水等于10－amol·L－1(a7)的溶液。【例1】近年高考中10种常考易错离子组合的剖析高考中常见离子组合能否大量共存反应类型备注(1)Na＋、Ca2＋、NH＋4、AlO－2(2)Na＋、H＋、S2O2－3、Cl－(3)H＋、Br－、I－、NO－3(4)H＋、Na＋、Cl－、NO－3(5)S2－、Na＋、ClO－、Cl－(6)K＋、Na＋、OH－、HSO－3望子成龙学校2015化学（高三）杨善学乃长，积小流以成长江2(7)Na＋、Fe2＋、S2－、Cl－(8)Na＋、Fe3＋、S2－、Cl－(9)Na＋、Al3＋、S2－、Cl－(10)MnO－4、H＋、Cl－、S2－【例2】．[2014·江苏卷]25℃时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是()A．pH＝1的溶液中：Na＋、K＋、MnO－4、CO2－3B．c(H＋)＝1×10－13mol·L－1的溶液中：Mg2＋、Cu2＋、SO2－4、NO－3C．0.1mol·L－1NH4HCO3溶液中：K＋、Na＋、NO－3、Cl－D．0.1mol·L－1FeCl3溶液中：Fe2＋、NH＋4、SCN－、SO2－4【例3】常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A．无色透明的溶液中：Ba2＋、H＋、MnO－4、Br－B．加入铝粉产生H2的溶液中：Cu2＋、Na＋、SO2－4、ClO－C．滴入KSCN溶液显血红色的溶液中：K＋、Mg2＋、SO2－4、Cl－D．滴加甲基橙试剂显红色的溶液中：Na＋、Fe2＋、Cl－、NO－3【例4】．[2014·山东卷]下列有关溶液组成的描述合理的是()A．无色溶液中可能大量存在Al3＋、NH＋4、Cl－、S2－B．酸性溶液中可能大量存在Na＋、ClO－、SO2－4、I－C．弱碱性溶液中可能大量存在Na＋、K＋、Cl－、HCO－3D．中性溶液中可能大量存在Fe3＋、K＋、Cl－、SO2－4小结：警惕题干中的常见“陷阱”条件类型高考中的常见表述误点点悟常见的限制条件“无色”有色离子不能大量存在“pH＝1”或“pH＝13”溶液显酸性或碱性“因发生氧化还原反应而不能大量共存”只能是氧化性离子和还原性离子不能大量共存，不包括其他类型反应的离子常见的易错点“透明”“透明”也可“有色”“不共存”易看成“共存”常见的隐含条件“与Al反应放出H2”溶液既可能显酸性也可能显碱性“由水电离出的c(H＋)＝1×10－12mol·L－1”溶液既可能显酸性也可能显碱性“通入足量的NH3”与NH3·H2O反应的离子不能大量存在望子成龙学校2015化学（高三）杨善学乃长，积小流以成长江3常见题干要求(1)“一定大量共存”(2)“可能大量共存”(3)“不能大量共存”审清关键字【随堂练习】下列各组离子在指定的溶液中，能大量共存的打“√”，不能大量共存的打“×”(1)含有大量Fe3＋的溶液：Na＋、SCN－、Cl－、I－()(2)含有大量NO－3的溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO2－4()(3)常温下，pH＝12的溶液：K＋、Cl－、SO2－4()(4)c(H＋)＝0.1mol·L－1的溶液：Na＋、NH＋4、SO2－4、S2O2－3()(5)使pH试纸显蓝色的溶液：Cu2＋、NO－3、Fe3＋、SO2－4()(6)与铝粉反应放出H2的无色溶液：NO－3、Al3＋、Na＋、SO2－4()(7)使红色石蕊试纸变蓝的溶液：SO2－4、CO2－3、Na＋、K＋()(8)常温下cH＋cOH－＝1×10－12的溶液：K＋、AlO－2、CO2－3、Na＋()(9)中性溶液：Fe3＋、Al3＋、NO－3、SO2－4()(10)使甲基橙变红色的溶液：Mg2＋、K＋、SO2－4、SO2－3()(11)c(H＋)水＝10－12mol·L－1的溶液：Na＋、K＋、CO2－3、SO2－4()(12)使酚酞变红色的溶液：Na＋、Cu2＋、Fe2＋、NO－3()(13)0.1mol·L－1的Na2CO3溶液：Al3＋、SO2－4、Cl－、K＋()【方法引领】二、离子检验的一般程序与思路1．常见离子的检验方法根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同，可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。离子试剂现象注意沉淀法Cl－、Br－、I－AgNO3溶液和稀HNO3AgCl(白色)AgBr(淡黄色)、AgI(黄色)SO2－4稀盐酸和BaCl2溶液白色沉淀先用稀盐酸酸化Fe2＋1、NaOH溶液2、K3[Fe(CN)6]溶液，1、白色沉淀→红褐色沉淀2、产生蓝色沉淀望子成龙学校2015化学（高三）杨善学乃长，积小流以成长江4Fe3＋NaOH溶液红褐色沉淀Al3＋NaOH溶液白色沉淀→溶解气体法NH＋4浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸产生有刺激性气味的气体，且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝要加热CO2－3稀盐酸和石灰水石灰水变浑浊SO2－3、HCO－3有干扰SO2－3稀H2SO4和品红溶液产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色显色法I－氯水(少量)，CCl4下层为紫色Fe2＋KSCN溶液和氯水先是无变化，滴加氯水后变血红色先加KSCN溶液，无变化，再加氯水Fe3＋①KSCN溶液血红色②苯酚溶液紫色Na＋、K＋Pt(Fe)丝和稀盐酸火焰分别呈黄色、紫色K＋要透过蓝色钴玻璃片观察2.熟练掌握在溶液中有特征颜色的离子常见的溶液中有颜色的离子有MnO－4——呈紫色，Cu2＋——呈蓝色，Fe2＋——呈浅绿色，Fe3＋——呈黄色。Cr2O72-橙色、CrO42-黄色沉淀的颜色：Cu(OH)2——蓝色沉淀，Fe(OH)3——红褐色沉淀。解题中特别注意题干条件是“无色透明”还是“澄清透明”。3．无色溶液中离子检验的一般思路无色待检溶液望子成龙学校2015化学（高三）杨善学乃长，积小流以成长江5【例5】根据下列实验内容得出的结论正确的是()选项实验内容结论A某物质的水溶液能使红色石蕊试纸变蓝该物质一定是氨气B某气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝该气体一定是氯气C向某物质的水溶液中加入盐酸，产生无色无味气体该溶液中一定含有大量碳酸根离子D向铁和稀硝酸反应后的溶液中滴加KSCN溶液，溶液显血红色反应后溶液中肯定有Fe3＋，可能还有Fe2＋【例6】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SO2－4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CO2－3存在【方法引领】三、推理型离子推断题的解题思路【例7】有M、N两种溶液，经测定这两种溶液中含有下列12种离子：Al3＋、Cl－、Na＋、K＋、NO－3、OH－、Fe2＋、AlO－2、CO2－3、NH＋4、SO2－4、H＋。(1)完成下列表格中实验①的结论和实验②的实验内容以及现象：实验内容以及现象结论①取少量N溶液滴加足量的硝酸钡溶液，无望子成龙学校2015化学（高三）杨善学乃长，积小流以成长江6沉淀产生②确定M溶液中含有Na＋，不含K＋③用pH试纸检测M溶液，pH试纸呈蓝色(2)根据(1)中的实验回答：NO－3存在于________溶液中，理由是___________________________________________；Cl－存在于________溶液中，理由是____________________________________________。(3)根据(1)中的实验确定，M溶液中含有的离子为________________________________。答题模板离子检验实验操作的答题模板操作⇒现象⇒结论取样，加入……⇒有……生成⇒……的是……例如：检验某溶液中含有Fe2＋而不含Fe3＋的方法是取适量溶液于洁净的试管中，滴加几滴KSCN溶液，不显血红色，再向溶液中滴加几滴H2O2(或新制氯水)，溶液变为血红色，说明溶液中含有Fe2＋而不含Fe3＋。小结：坚持“四项基本原则”，破解离子推断题。,(1)肯定性原则,根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子；,(记住几种常见的有色离子：Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、MnO－3、CrO2－4、Cr2O2－7(2)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)(3)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)(4)进出性原则：通常是在实验过程中使用，是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后继实验的干扰。【例8】某无色溶液中只可能含有①Na＋、②Ba2＋、③Cl－、④Br－、⑤SO2－3、⑥SO2－4中的若干种(忽略水电离出的H＋、OH－)，依次进行下列实验，且每步所加试剂均过量，观察到的现象如下：步骤操作现象(1)用pH试纸检验溶液的pH大于7(2)向溶液中滴加氯水，再加入CCl4振荡，静置CCl4层呈橙色(3)向所得水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3有白色沉淀产生(4)过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3有白色沉淀产生下列结论正确的是()A．肯定含有的离子是③④⑤B．肯定没有的离子是②⑤望子成龙学校2015化学（高三）杨善学乃长，积小流以成长江7C．可能含有的离子是①⑥D．不能确定的离子是③⑥【例9】．已知四种强电解质溶液，分别含有下列阴、阳离子中的各一种，并且互不重复：NH4＋、Ba2＋、Na＋、H＋、SO42－、NO3－、OH－、SO32－。将这四种溶液分别标记为A、B、C、D，进行如下实验。①在A或D中滴入C，均有沉淀生成；②D和B反应生成的气体能被A吸收；③A和D反应生成的气体能被B吸收，也可使溴水褪色。试回答下列问题：（1）D的化学式是________，判断理由是__________________________________________________________________________________________________。（2）写出其余几种物质的化学式：