1、离子的检验与推断1.离子的检验题解题思维根据离子性质不同而在实验中呈现的现象不同,可将其检验方法分为三种类型:(1)生成沉淀:如S的检验:先加稀盐酸,再加入BaCl2溶液,观察是否有白色沉淀生成; X-(X=Cl、Br、I)的检验 ;先加稀硝酸,再加入AgNO3溶液,观察是否有特定颜色的沉淀生成。(2)生成气体:如N的检验:加入NaOH溶液,加热,看是否产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。(3)显现特殊颜色:如Fe3+的检验:加入KSCN溶液,看溶液是否变红;Fe2+的检验:加入K3Fe(CN)6溶液,看是否有蓝色沉淀生成。2.常见阳离子的检验试剂与方法现象被检离子NaOH溶液产生红褐色沉淀
2、Fe3+产生白色沉淀变为灰绿色最后变为红褐色Fe2+开始生成白色沉淀加至过量沉淀溶解Al3+生成蓝色沉淀Cu2+NaOH溶液并加热生成可使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体NKSCN溶液溶液呈红色Fe3+KSCN溶液氯水开始无明显现象,再加氯水时溶液呈红色Fe2+盐酸硝酸生成沉淀,且不溶于稀硝酸Ag+石蕊试液溶液呈红色H+焰色反应火焰为黄色Na+火焰呈浅紫色(透过蓝色钴玻璃)K+火焰为绿色Cu2+、Ba2+火焰为红色Li+、Ca2+3.常见阴离子的检验试剂与方法现象被检离子先加氯化钡溶液,再加稀盐酸,生成的气体分别通入(1)品红溶液先产生沉淀,后溶解,生成的气体能使品红溶液褪色S(2)品红溶液,澄清石
3、灰水先产生沉淀,后溶解,生成的气体不能使品红溶液褪色,能使澄清石灰水变浑浊C(3)澄清石灰水无沉淀生成,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊HC先加氯化钡溶液,再加稀盐酸产生沉淀,且不溶于稀盐酸S先加硝酸银溶液,再加稀硝酸产生白色沉淀,且不溶于稀硝酸Cl-产生浅黄色沉淀,且不溶于稀硝酸Br-产生黄色沉淀,且不溶于稀硝酸I-氯水、四氯化碳下层呈橙色Br-下层呈紫红色I-酸碱指示剂石蕊试液变蓝色OH-酚酞试液变红色稀盐酸生成白色胶状沉淀Si生成白色絮状沉淀,盐酸过量时溶解Al(OH)4-角度1:常见物质的检验【典例1】下列有关物质检验的实验结论正确的是()选项实验操作及现象实验结论A某溶液中加入盐酸酸化
4、的氯化钡,有白色沉淀生成一定含有SB向某溶液中加入2滴KSCN溶液,溶液不显红色。再向溶液中加入几滴新制的氯水,溶液变为红色该溶液中一定含有Fe2+C将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色该气体一定为SO2D将少量某物质的溶液滴加到新制的银氨溶液中,水浴加热后有银镜生成该物质一定属于醛类【解析】选B。还可能含有Ag+,A项错误;B项正确;还可能是Cl2,C项错误;该物质也可能是甲酸、甲酸酯、甲酸盐,D项错误。【易错警示】C项,Cl2和SO2均能使品红褪色,区别是加热褪色后的溶液,若变红,则为SO2,不变红,则为Cl2;D项,能发生银镜反应,只能说明有醛基,但该物质不一定属于醛类:如甲酸、甲酸酯、
5、葡萄糖、麦芽糖均含有醛基,但分别属于羧酸类、酯类和糖类物质。角度2:常见物质的鉴别【典例2】能鉴别MgI2、AgNO3、Na2CO3、NaAl(OH)4的试剂是()A.HNO3B.KOHC.BaCl2D.NaClO【审题流程】 寻找物质成分的不同,与选项物质反应的现象的不同:步骤物质的特性:I-具有还原性,C、Al(OH)4-均为弱酸阴离子步骤联系物质性质得出结论:HNO3为氧化性酸,与上述物质作用现象不同【解析】选A。HNO3氧化I-生成棕色的碘,与Na2CO3反应产生无色的CO2气体,与NaAl(OH)4反应先生成白色沉淀然后溶解,与AgNO3无明显现象,现象均不同。1.在甲、乙两烧杯溶液
6、中,分别含有大量的Cu2+、K+、H+、Cl-、C、OH- 6种离子中的3种,已知甲烧杯的溶液呈蓝色,则乙烧杯的溶液中大量存在的离子是()A.Cu2+、H+、Cl-B.C、OH-、Cl-C.K+、H+、Cl-D.K+、OH-、C【解析】选D。甲烧杯的溶液呈蓝色,甲烧杯中含有Cu2+,Cu2+与C和OH-不共存,则乙烧杯中含有C和OH-,C和OH-与H+不共存,所以乙烧杯中含有C、OH-、K+,答案选D。2.(双选)白色固体混合物A中含有KCl、CaCO3、Na2CO3、Na2SiO3、CuSO4中的几种,在常温常压条件下进行如图实验,下列推断不正确的是()A.无色溶液B的pH7B.白色固体F的
7、主要成分是H2SiO3C.混合物A中一定有KCl、Na2SiO3、CuSO4和Na2CO3D.在无色溶液B中加HNO3溶液酸化,无沉淀生成再滴加AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,说明混合物A中有KCl【解析】选C、D。A.溶液B中一定含有Na2SO4,且B可能含Na2CO3或Na2SiO3,则无色溶液B的pH7,A项正确;B.H2SiO3不溶于HNO3,则F的主要成分是H2SiO3,B项正确;C.A中一定含Na2SiO3、CuSO4,以及CaCO3或Na2CO3中的一种,不能确定是否含KCl,C项错误;D.无色溶液B中一定含有Na2SO4,加HNO3酸化无沉淀,可排除Na2CO3、Na2SiO
8、3,再滴加AgNO3,若有白色沉淀生成,白色沉淀可能为AgCl或Ag2SO4,不能说明A含KCl,D项错误。3.某100 mL溶液可能含有Na+、N、Fe3+、C、S、Cl-中的若干种,取该溶液进行连续实验,实验过程如图所示(所加试剂均过量,气体全部逸出)下列说法一定正确的是()A.溶液中一定含有Na+,Na+浓度是0.35 molL-1B.溶液中只有S、C、N离子C.溶液中可能含有Cl-,一定没有Fe3+D.取原溶液少许加入硝酸酸化的AgNO3溶液检验是否有Cl-【解析】选C。根据信息,加入BaCl2溶液,产生沉淀甲,沉淀可能是BaCO3、BaSO4至少有一种,沉淀甲中加入盐酸溶液,还有沉淀
9、,说明沉淀甲中含有BaSO4,沉淀甲和沉淀乙的质量前后对比,说明沉淀甲中还含有BaCO3,即原溶液中含有C、S,根据离子共存,Fe3+一定不存在,根据沉淀的质量,推出n(C)=0.01 mol,n(S)=0.01 mol,滤液中加入NaOH溶液,并加热,产生气体,此气体为NH3,说明原溶液中含有N,n(N)=0.005 mol,根据电荷守恒,原溶液中一定含有Na+,A、根据电荷守恒,n(Na+)0.035 mol,原溶液中可能含有Cl-,因此c(Na+)0.35 molL-1,故A错误;B、根据上述分析,原溶液中一定含有Na+,故B错误;C、根据上述分析,故C正确;D、原溶液中一定含有S,S对
10、Cl-的检验产生干扰,故D错误。4.某溶液中仅含下列离子中的某些离子,且所含离子的物质的量浓度相同。某同学向溶液中加入过量稀硫酸后,有气泡产生,但无沉淀生成。阴离子S、N、Cl-、C阳离子Fe2+、Na +、Ca2+、Al3+请回答下列问题:(1)溶液中一定不存在的阳离子是_。(2)向原溶液中滴加NaOH溶液,现象是_;整个过程中发生反应的方程式为_。(3)向溶液中加入过量稀硫酸,发生反应的离子方程式为_。【解析】加入过量稀硫酸后,无沉淀生成,说明不存在Ca2+,因为硫酸钙微溶于水,能沉淀;有气泡产生,有两种可能性,第一种存在C,但如果存在C,阳离子只能为Na +,这样离子浓度就不可能相等,那
11、就只能是第二种可能性,也就是N和Fe2+同时存在,产生NO气体,又根据离子的物质的量浓度相同,所以溶液中可能存在的组合有Fe2+、N、Cl-或S、N、Fe2+、Na +。(1)由以上推测可知溶液中一定不存在的阳离子是Ca2+、Al3+。(2)向原溶液中滴加NaOH溶液,现象是先出现白色沉淀,然后变为灰绿色,最终变为红褐色;整个过程中发生反应的方程式为Fe2+2OH-Fe(OH)2、4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3或者合并写成4Fe2+8OH-+2H2O+O24Fe(OH)3。(3)向溶液中加入过量稀硫酸,发生反应的离子方程式为N+3Fe2+4H+2H2O+NO+3Fe3+。答案
12、:(1)Ca2+、Al3+(2)先出现白色沉淀,然后变为灰绿色,最终变为红褐色Fe2+2OH-Fe(OH)2、4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3或4Fe2+8OH-+2H2O+O24Fe(OH)3(3)N+3Fe2+4H+2H2O+NO+3Fe3+【加固训练】1.(2020石嘴山模拟)实验室中有一瓶无色透明的溶液,其中可能含有Na+、N、Cu2+、Al3+、N、Cl-、S、C中的一种或几种,且该溶液所含阴离子的浓度相同。某化学学习小组为确定该溶液的成分,做了如下实验探究:取该未知溶液100 mL,加入过量NaOH溶液,并加热,得到0.02 mol气体,无沉淀析出;在实验后的溶液中
13、通入足量CO2,得到白色沉淀,将沉淀过滤、洗涤、灼烧,得到1.02 g固体;另取该未知溶液100 mL,加入足量Ba(NO3)2 溶液,得到4.66 g不溶于硝酸的沉淀。则下列判断正确的是()A.溶液中一定不存在Cu2+、Cl-、CB.不能确定溶液中是否存在Na+、NC.原溶液存在5种离子,浓度均为0.2 molL-1D.向该溶液中滴加少量FeCl2溶液,则溶液中阴离子的总物质的量变小【解析】选C。无色透明溶液说明溶液中无Cu2+;实验产生的气体为NH3,则100 mL溶液中含0.02 mol N,c(N)=0.2 molL-1;实验说明溶液中存在Al3+,由此可推出溶液中不存在C,且n(Al
14、3+)=2n(Al2O3)=2=0.02 mol,c(Al3+)=0.2 molL-1;实验说明溶液中含S,n(S)=n(BaSO4)=0.02 mol,即c(S)=0.2 molL-1。100 mL溶液中已确定存在的阳离子所带电荷为0.02 mol+30.02 mol=0.08 mol,阴离子所带电荷为0.04 mol,根据电荷守恒可知溶液中存在其他阴离子,又因溶液中阴离子的浓度相等,故溶液中一定含有N、Cl-,进而推断一定不含Na+。综上所述,A、B项错误,C项正确。原溶液中阳离子水解显酸性,加入FeCl2溶液,Fe2+被N氧化,N的物质的量减少,但Cl-的物质的量增多,且Cl-的增加量大
15、于N的减小量,故阴离子的总物质的量增大,D项错误。2.有A、B、C、D、E和F六瓶无色溶液,它们都是中学化学中常用的无机试剂。纯E为无色油状液体;B、C、D和F是盐溶液,且它们的阴离子均不同。现进行如下实验:A有刺激性气味,用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近A时产生白雾;将A分别加入其他五种溶液中,只有D、F中有沉淀产生;继续加入过量A时,D中沉淀无变化,F中沉淀完全溶解;将B分别加入C、D、E、F中,C、D、F中产生沉淀,E中有无色、无味气体逸出;将C分别加入D、E、F中均有沉淀生成,再加稀HNO3,沉淀均不溶。(1)能确定的溶液是(写出溶液标号与相应溶质的化学式):_;(2)不能确定的溶液,写出其标
16、号、溶质可能的化学式及进一步鉴别的方法:_。【解析】()由题干表述可知A和E不是盐,又知纯E为无色油状液体,推知E为硫酸(步操作进一步确定);()由题干和步操作可知A为氨水; ()再由步操作可知F中阳离子为Ag+,发生的反应为Ag+NH3H2OAgOH+N;AgOH+2NH3H2OAg(NH3)2+OH-+2H2O;而常见的盐中只有AgNO3可溶于水,故F为AgNO3;()由步操作可知B中阴离子应为C,由于此无色无味的气体只能是CO2,B、C、D中能生成沉淀说明不能是HC,而阳离子可是常见的K+、Na+、N等待定;()同样由步操作D中能与氨水生成沉淀的无色溶液中常见的阳离子为Mg2+或Al3+
17、,而阴离子需待下步反应再确定;()由步操作生成的沉淀可能为AgCl、AgBr、AgI、BaSO4、H2SiO3(不合理)等,但限于题干所述中学常用试剂,则沉淀应为AgCl和BaSO4,不溶于HNO3,一个是与AgNO3结合生成的沉淀,一个是与硫酸结合形成的沉淀,故C应该同时含有Ba2+和Cl-,即C为BaCl2,进而推出D中阴离子应该为S,因为题干所述盐溶液中阴离子均不同,故D为Al2(SO4)3或MgSO4。答案:(1)A:NH3;C:BaCl2;E:H2SO4;F:AgNO3(若C作为不能确定的溶液,进一步鉴别的方法合理,也可)(2)B:Na2CO3或K2CO3,焰色反应实验:用铂丝或铁丝蘸取少量的B,在酒精灯火焰上灼烧,若火焰为黄色,则B为Na2CO3;若透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,火焰为紫色,则B为K2CO3;D:MgSO4或Al2(SO4)3,取少量D溶液,向其中滴加过量的氢氧化钠溶液,若产生的沉淀没有溶解,证明是MgSO4,若生成的沉淀完全溶解说明是Al2(SO4)3