备战2021 高考化学 考点12 离子的检验与推断（原卷版） 12页

考点 12 离子的检验与推断 一、离子的检验 1．检验离子的“三种方法”：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－ 稀 HNO3 和 AgNO3 溶液 AgCl(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＋ NaOH 溶液 白色沉淀→灰绿色沉淀 →红褐色沉淀 — Fe3＋ NaOH 溶液 红褐色沉淀 — Al3＋ NaOH 溶液 白色沉淀→溶解 不一定是 Al3＋ 气 体 法 NH＋ 4 浓 NaOH 溶液和湿润 的红色石蕊试纸 产生有刺激性气味且能 使湿润的红色石蕊试纸 变蓝的气体 要加热 CO2－ 3 稀盐酸和石灰水 石灰水变浑浊 SO2－ 3 、HSO－ 3 、HCO－ 3 有干扰 SO2－ 3 稀 H2SO4 和品红溶液 产生有刺激性气味且能 使品红溶液褪色的气体 — 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＋ KSCN 溶液 血红色 — 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 璃观察焰色 2．常见阳离子的检验 离子 检验试剂 主要实验现象 离子方程式及说明 Ba2+ 稀硫酸或 可溶性硫 酸盐溶液 先加稀盐酸，不产生沉淀， 然后加稀硫酸或可溶性硫酸 盐溶液生成白色沉淀 Ba2++ 2 4SO  BaSO4↓ (白色) Mg2+ NaOH 溶液 生成白色沉淀，NaOH 过量 时沉淀不溶解 Mg2++2OH− Mg(OH)2↓(白色) Al3+ NaOH 溶液 或氨水 加氨水或适量 NaOH 溶液， 有絮状白色沉淀生成，沉淀 能溶于 NaOH 溶液，但不溶 于氨水 Al3++3OH− Al(OH)3↓(白色) Al(OH)3↓+OH− 2AlO +2H2O Fe3+ (黄色) NaOH 溶液 生成红褐色沉淀 Fe3++3OH− Fe(OH)3↓(红褐色) KSCN 溶液 溶液呈红色 Fe3++3SCN− Fe(SCN)3(红色) Fe2+ (浅绿色) NaOH 溶液 加 NaOH 溶液生成白色沉 淀，在空气中迅速变为灰绿 色，最后变为红褐色 Fe2++2OH− Fe(OH)2↓(白色) 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3↓(红褐色) KSCN 溶液，新 制氯水 加 KSCN 溶液，无明显现象， 加新制氯水后溶液呈红色 2Fe2++Cl2 2Cl−+2Fe3+ Fe3++3SCN− Fe(SCN)3(红色) H+ 紫色石蕊 溶液 变红色 H+表现酸性 甲基橙溶液 变红色 pH 试纸 变红色 锌粒 生成无色气体 Zn+2H+ Zn2++H2↑ Cu2+ (蓝色) NaOH 溶液 加 NaOH 溶液，有蓝色沉淀 生成，若加热则沉淀变黑 Cu2++2OH− Cu(OH)2↓(蓝色) Cu(OH)2 CuO(黑色)+H2O H2S(或 Na2S 溶 液) 生成黑色沉淀 Cu2++H2S 2H++CuS↓(黑色) Ag+ 稀盐 酸或 氯化 物溶液，稀硝酸 生成白色沉淀，不溶于稀硝 酸 Ag++Cl− AgCl↓ (白色) + 4NH NaOH 溶液 加 NaOH 溶液，加热并用湿 润的红色石蕊试纸检验产生 的气体，试纸变蓝 + 4NH +OH− NH3↑+H2O Na+ 焰色反应 火焰呈黄色 焰色反应属于物理现象 K+ 火焰呈紫色(透过蓝色钴玻 璃片) 3．常见阴离子的检验 离子 检验试剂或方法 实验现象 反应方程式及说明 OH− ①取少量试液于试管中，向其中滴 加紫色石蕊溶液(或酚酞试液)； ②用玻璃棒蘸取少量试液滴于红色 石蕊试纸上 ①紫色石蕊溶液变蓝(或酚 酞试液变红)； ②红色石蕊试纸变蓝 Cl− 取少量试液于试管中，向其中滴加 少量 AgNO3 溶液，再加入稀硝酸 生成白色沉淀，且不溶于稀 硝酸 Ag++Cl− AgCl↓ Br− 取少量试液于试管中，向其中滴加 少量 AgNO3 溶液，再加入稀硝酸 生成浅黄色沉淀，且不溶于 稀硝酸 Ag++Br− AgBr↓ I− ①取少量试液于试管中，向其中滴 加少量 AgNO3 溶液，再加入稀硝酸； ②滴入淀粉溶液后再滴入氯水 ①生成黄色沉淀，且不溶于 稀硝酸； ②溶液显蓝色 ①Ag++I− AgI↓ ②2I−+Cl2 2Cl−+I2，淀粉遇 碘变蓝色 2 3CO  氯化钡溶液、稀硝酸 生成白色沉淀，加稀硝酸后 白色沉淀溶解，产生无色无 味气体 Ba2++ 2 3CO  BaCO3↓ BaCO3+2H+ Ba2++ CO2↑+H2O 3HCO 氯化钡溶液、稀盐酸 不生成沉淀，加稀盐酸，产 生无色无味气体 3HCO +H+ CO2↑+H2O 2 3SO  氯化钡溶液、盐酸、品红溶液 先生成白色沉淀，加盐酸后 白色沉淀溶解，将生成的气 体通入品红溶液中，溶液褪 色 Ba2++ 2 3SO  BaSO3↓ BaSO3+2H+ Ba2++ SO2↑+H2O 2 4SO  取少量试液于试管中，向其中加入 足量稀盐酸后，再加入 BaCl2 溶液 加入盐酸不产生沉淀，加入 BaCl2 溶液后生成白色沉淀 Ba2++ 2 4SO  BaSO4↓ 3NO 加热浓缩溶液，加入浓硫酸和铜片 有红棕色的气体产生，溶液 变蓝色 Cu+4H++2 3NO Cu2++2N O2↑+2H2O S2− ①稀硫酸或盐酸； ②Pb(NO3)2 溶液、稀硝酸 ①生成无色有臭鸡蛋气味 的气体； ②生成黑色沉淀，且不溶于 稀硝酸 ①S2−+2H+ H2S↑ ②S2−+Pb2+ PbS↓(黑色) 二、离子的推断 1．离子推断题的解题思路 该考点主要以选择题及填空题的形式出现，离子推断可以把实验操作、离子反应、离子共存、离子检 验、电荷守恒等知识综合起来考查，是综合性较强的题目。其一般解题思路为 必须注意两点：（1）所加试剂引入的离子对后续实验的影响；（2）用电荷守恒判断溶液中还可能含 有的离子时要将定性与定量的方法相结合。 2．离子推断题的解题原则 （1）互斥性原则。利用题给条件判断出一定存在某种离子时，可将不能与之共存的离子排除掉，从而 判断出一定没有哪种离子。 （2）电中性原则。任何溶液中，阴、阳离子所带电荷总数是守恒的，即溶液呈电中性。这个隐含条件 往往被忽略，从而造成漏选或错选。如题中各种阳离子一一被排除后，根据电中性原则，最后剩余的那种 阳离子肯定存在；反之，阴离子亦然。 （3）进出性原则。在进行离子检验时，往往要加入试剂，这样就会引入新的离子，原溶液中是否存在 该种离子就无法判断，如加入过量 BaCl2 溶液时，过量的 Ba2+、Cl−将影响对原溶液中是否有 Ba2+或 Cl−的判 断；还有一些离子会随实验过程的变化而消失(如原溶液中的 2AlO 在酸性条件下转化为 Al3+)，可能对后续 的检验产生影响。 （4）推断结果时应从三个方面考虑：肯定存在的离子，肯定不存在的离子，不能判定存在与否的离子。 并且这三个方面是相互独立的，任何一种离子只能出现一次，不能重复出现。 考向一 离子检验 典例 1 下列关于离子检验的说法正确的是 A．检验溶液中是否含有 Ba2＋：取少量待测液，向其中加入少量稀硫酸，若有白色沉淀产生，则溶液中 含有 Ba2＋ B．检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可选用的试剂是酸性 KMnO4 溶液 C．检验溶液中是否含有 CO2－ 3 ：取少量待测液，向其中加入适量稀盐酸，观察是否有大量气泡产生 D．在未知溶液中滴加 BaCl2 溶液出现白色沉淀，加稀硝酸，沉淀不溶解，说明该未知溶液中存在 SO 2－ 4 或 SO2－ 3 1．下列离子在未知溶液中的检验方法正确的是 选项 离子 检验方法 A 2 3CO  向样品中加入足量盐酸，将生成的无色无味的气体通入澄清石灰水中，观 察溶液是否变浑浊 B 2 4SO  向样品中先加入稀硝酸酸化，再滴加氯化钡溶液，观察是否有白色沉淀生 成 C Fe2＋ 取少量溶液于试管中，加入酸性高锰酸钾溶液，观察溶液紫色是否褪去 D I－ 取少量溶液于试管中，加入新制氯水，再加入淀粉溶液，观察溶液是否变 蓝色 离子检验简答题的答题模板 考向二 离子推断 典例 1 有一混合物的水溶液，可能含有以下离子中的若干种：K+、 + 4NH 、Cl−、Mg2+、Fe3+、 2 3CO  、 2 4SO  ， 现取三份各 100 mL 溶液进行如下实验： ①向第一份中加入 AgNO3 溶液，有白色沉淀产生； ②向第二份中加入足量 NaOH 溶液后加热，收集到气体 0.896 L(标准状况)； ③向第三份中加入足量 BaCl2 溶液，得到沉淀 6.27 g，沉淀经足量盐酸洗涤后，剩余 2.33 g。 试回答下列问题： （1）肯定存在的离子有 ，肯定不存在的离子有 。 （2）可能存在的离子是 ，为确定该离子是否存在，可取少许原溶液，然后 (填实验 操作)。 （3）试分别确定肯定存在的离子在原溶液中各自的物质的量浓度 。 2．某混合物的溶液中只含有一下离子中的若干种： K 、 3Fe  、 2Mg  、 2Ba  、 4NH 、 3NO 、 2 4SO  ， 现取两份100mL溶液进行如下实验： ①第一份加入过量 NaOH 溶液加热后，收集到0.02mol气体，无沉淀生成． ②第二份加入足量 2BaCl 溶液后，得白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后质量为11.65g ． (1)溶液中一定不存在的离子是________，不能确定是否存在的离子是________． (2)溶液中肯定存在的阴离子是________，其浓度为________． (3)试判断 K 是否存在？________(填“是”或“否”)，判断的理由是________． 离子推断的四项基本原则 1．向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作，结论正确的是 操作 现象 结论 A 滴加 BaCl2 溶液 生成白色沉淀 原溶液中有 2 4SO  B 滴加氯水和 CCl4，振荡、静置 下层溶液显紫色 原溶液中有 I− C 用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应 火焰呈黄色 原溶液中有 Na+，无 K+ D 滴加稀 NaOH 溶液，将湿润红色石蕊试 纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无 4NH 2．下列实验操作、现象和结论均正确的是 选项 实验操作 现象 结论 A 向 NaAlO2 溶液中滴入 NaHCO3 溶液 有白色沉淀生成 AlO － 2 结合 H＋的能力比 CO 2－ 3 强 B 将 Fe(NO3)2 样品溶于稀硫酸后，滴 加 KSCN 溶液 溶液显红色 Fe(NO3)2 样品已氧化变质 C 用洁净的铂丝蘸取某溶液进行焰色 反应 火焰呈黄色 原溶液中一定有 Na＋、无 K＋ D 向某无色溶液中滴加稀 NaOH 溶液， 将湿润的红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中一定无 NH＋ 4 3．有 600 mL 某种混合物溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-， 现将此溶液分成三等份，进行如下实验： (1)向第一份中加入 AgNO3 溶液，有沉淀产生； (2)向第二份中加足量 NaOH 溶液并加热后，收集到气体 0.04 mol； (3)向第三份中加足量 BaCl2 溶液后，得千燥的沉淀 6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为 2.33g。 根据上述实验，以下推测不正确的是（ ） A．K+一定存在 B．Ba2+、Mg2+一定不存在 C．Cl- 一定存在 D．混合溶液中 CO32-的浓度为 0.1 mol/L 4．现有 A、B、C、D、E 五种均可溶于水的固体物质，是由以下表格中提供的几种离子组成（每种离子只 能用一次）： 阳离子 Fe3+、Na+ 、Mg2+、Ba2+、NH + 4 阴离子 OH-、C1-、I-、SO 2- 4 、CO 2- 3 现分别进行如下实验： ①将 D 与 E 的溶液混合加热，产生有刺激性气味的气体 ②将 B 与 E 的溶液混合，产生白色沉淀，向该沉淀中加入足量的稀硝酸，沉淀部分溶解 ③在常温下用 pH 试纸测定溶液 A 的 pH>7 下列说法不正确的是 A．物质 E 的化学式为 Ba（OH）2 B．物质 D 中一定含有 NH + 4 C．物质 C 中一定含有 C1- D．难以确定物质 A 的组成 5．某强酸性溶液中还可能存在 Al3+、Fe2+、NH4+、Ba2+、Cl-、CO 2- 3 、SO 2- 4 、NO - 3 中的若干种，现取适量溶 液进行如下一系列实验 下列有关判断正确的是 A．原试液中一定有 Fe2+、SO 2- 4 、H+、NH + 4 、Al3+ B．原试液中一定没有 Ba2+、CO 2- 3 、NO - 3 C．步骤③中发生反应的离子方程式为: 2AlO - 2 +CO2+3H2O=2Al（OH）3↓+CO 2- 3 D．沉淀 B 在空气中由白色迅速变成灰绿色，最终变为红褐色 6．向含 Al2（SO4）3 和 AlCl3 的混合溶液中逐滴加入 1mol/LBa（OH）2 溶液至过量，加入 Ba（OH）2 溶液 的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图，下列说法不正确的是 A．原混合液中 c（SO42-）：c（Cl-）=1：1 B．向 D 点溶液中通入 C02 气体，立即产生白色沉淀 C．图中 A 点沉淀中含有 BaSO4 和 Al（OH）3 D．AB 段反应的离子方程式为：Al3++3OH-＝Al（OH）3↓ 7．某无色溶液，其中可能存在的离子有：Na＋、Ag＋、Ba2＋、Fe3＋、Al3＋、AlO－ 2 、S2－、SO2－ 3 、CO2－ 3 、SO2－ 4 。 现取该溶液进行实验，实验结果如图： 请回答下列问题： （1）生成沉淀甲的离子方程式为________________________________________。 （2）由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式为____________________________________。 （3）已知气体甲由两种氧化物组成(不包括水蒸气和 HBr)，请你设计实验逐一鉴别这两种成分，将所需 试剂以及现象填入表格。 步骤 实验目的 试剂 现象 1 2 3 检验 CO2 澄清石灰水 溶液变浑浊 （4）综上所述，该溶液肯定存在的离子有__________________________________。 （5）针对溶液中可能存在的离子，用实验证明是否存在的方法是______________________________。 8．1 L 某混合溶液，可能含有的离子如下表： 可能大量含有的阳离子 H＋、K＋、Mg2＋、Al3＋、 + 4NH 、Fe2＋、Fe3＋ 可能大量含有的阴离子 Cl－、Br－、I－、 2 3CO  、 2AlO （1）往该溶液中逐滴加入 NaOH 溶液，产生沉淀的物质的量(n)与加入 NaOH 溶液的体积(V)的关系如图 所示。则该溶液中一定不含有的离子是______________。 （2）BC 段离子方程式为_________________________________________________。 （3）V1、V2、V3、V4 之间的关系为________________________________________。 （4）经检测，该溶液中还含有大量的 Cl－、Br－、I－，若向 1 L 该混合溶液中通入一定量的 Cl2，溶液中 Cl－、Br－、I－的物质的量与通入 Cl2 的体积(标准状况)的关系如下表所示，分析后回答下列问题： Cl2 的体积(标准状况) 2.8 L 5.6 L 11.2 L n(Cl－) 1.25 mol 1.5 mol 2 mol n(Br－) 1.5 mol 1.4 mol 0.9 mol n(I－) a mol 0 0 ①当通入 Cl2 的体积为 2.8 L 时，溶液中发生反应的离子方程式为______________。 ②原溶液中 Cl－、Br－、I－的物质的量浓度之比为____________________________。 1．[2019 新课标Ⅲ]离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是 A．经过阳离子交换树脂后，水中阳离子的总数不变 B．水中的 3NO 、 2 4SO  、Cl−通过阴离子树脂后被除去 C．通过净化处理后，水的导电性降低 D．阴离子树脂填充段存在反应 H++OH− H2O 2．[2017·11 月浙江选考]取某固体样品，进行如下实验 ①取一定量的样品，加足量水充分溶解，过滤得到滤液和滤渣； ②取少量滤液，加入 BaCl2 溶液，有白色沉淀产生； ③取少量滤渣，加入稀盐酸，滤渣全部溶解，同时有气体产生。 根据上述实验现象，该固体样品的成分可能是 A． K2SO4、Ba(OH)2、Na2CO3 B． Na2CO3、AgNO3、KNO3 C． K2CO3、NaCl、Ba(NO3)2 D． KNO3、MgCl2、NaOH 3．[2017·4 月浙江选考]某固体混合物中可能含有：K＋、Na＋、Cl－、CO2－ 3 、SO 2－ 4 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 4．[2016·全国卷Ⅱ]某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验： ①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解； ②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。 该白色粉末可能为 A．NaHCO3、Al(OH)3 B．AgCl、NaHCO3 C．Na2SO3、BaCO3 D．Na2CO3、CuSO4