1、第5讲离子共存离子的检验和推断目标要求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，设计常见物质检验的方案。1离子共存的本质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Cu2Fe3Fe2MnO溶液颜色蓝色棕黄色浅绿色紫红色(2)二性溶液的酸碱性在强酸性溶液中，OH及弱酸根阴离子(如CO、SO、S2、CH3COO等)不能大量存在。在强碱性溶液中，H及弱碱阳离子(如NH、
2、Al3、Fe3等)不能大量存在(3)三特殊三种特殊情况：Al(OH)4与HCO不能大量共存：Al(OH)4HCO=Al(OH)3COH2O。“NOH”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。NH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四反应是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。复分解反应：如Ba2与SO，NH与OH，H与CH3COO等。氧化还原反应：如Fe3与I、S2，NO(H)与Fe2等。相互促进
3、的水解反应：如Al3与CO、HCO或Al(OH)4等。络合反应：如Fe3与SCN等。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，pH12的溶液：K、Cl、SO、SiO、Ca2_。(6)H0.1 molL1的溶液：Na、NH、SO、S2O_。(7)使pH试纸显蓝色的溶液中：Cu2、NO、Fe3、SO_。(8)与铝粉反应放出氢气的无色溶液中：NO、Al3、Na、SO_。(9)pH0的溶液中：Al3、NH、Ca2、ClO_。答
4、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(6)S2O与H反应：S2O2H=SSO2H2O(7)Cu2、Fe3与OH反应生成沉淀(8)溶液可能呈碱性也可能呈酸性，NO在酸性溶液中与铝粉反应不能放出氢气，Al3在碱性溶液中不能大量共存(9)ClO与H生成弱电解质HClO题组一警惕“颜色陷阱”应对策略(1)若限定溶液无色，则Cu2、Fe3、Fe2、CrO、MnO等有色离子不能大量存在。(2)“透明溶液”并不代表无色，也可以有色。1在一无色透明溶液中，下列各
5、组离子能大量共存的是()AH、Cl、K、SiOBCl、Cu2、SO、NOCK、Na、HCO、Ca2DFe3、NH、Cl、I答案C解析本题的隐含条件是“溶液中不含有颜色的离子”，所以有颜色的离子组可直接排除。选项B中的Cu2是蓝色；选项D中的Fe3是棕黄色，直接排除；选项A中H和SiO反应生成H2SiO3沉淀。2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、KB无色透明的溶液中：Fe3、NH、I、COC无色透明的溶液中：K、Cu2、NO、ClD澄清透明的溶液中：Fe3、Mg2、Br、Cl答案D解析A项，H与S2O不能大量共存；B项，Fe3有颜色、Fe3与I不能大量共存；C
6、项，Cu2有颜色。题组二警惕溶液的酸碱性应对策略溶液酸碱性的判断方法(1)常见表示呈酸性的溶液常温下，pH7的溶液；使pH试纸变红的溶液；使甲基橙呈红色的溶液；与镁粉反应放出氢气的溶液；常温下，OH1107 molL1的溶液。(2)常见表示呈碱性的溶液常温下，pH7的溶液；使pH试纸变蓝的溶液；使酚酞溶液变红的溶液；常温下，H1107 molL1的溶液。(3)常见表示可能呈酸性也可能呈碱性的溶液与铝粉反应放出氢气的溶液；常温下水电离出的OH11012 molL1的溶液；与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。3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、A
7、l3、SO、ClB.11013 molL1的溶液中：NH、Ca2、Cl、NOC与Al反应能放出H2的溶液中：Fe2、K、NO、SOD由水电离的c(H)11013 molL1的溶液中：K、Na、Al(OH)4、CO答案B解析A项，使酚酞变红色的溶液显碱性，而Al3在碱性条件下不能大量存在，错误；B项，溶液显酸性，各离子之间不发生反应，可以大量共存，正确；C项，与铝反应放出氢气的溶液可能显酸性也可能显碱性，若溶液显碱性，亚铁离子不能大量共存，若溶液显酸性，Fe2和NO不能大量共存，错误；D项，该溶液可能显酸性也可能显碱性，如果显酸性，偏铝酸根离子和碳酸根离子不能大量共存，错误。4下列溶液一定能大量
8、共存的是()A使甲基橙变红的溶液中：Na、Mg2、SO、Al(OH)4B水电离产生的c(H)1013 molL1的溶液中：K、Ca2、NO、HCOC.11012的溶液中：NH、Na、CO、SiODpH14的溶液中：Na、Al(OH)4、SO、Cl答案D解析A项，使甲基橙变红的溶液显酸性，SO、Al(OH)4均不能大量共存；B项，可能是酸性或碱性溶液抑制水的电离，HCO与H、OH均不能大量共存；C项，溶液显酸性，CO、SiO均不能大量共存。题组三警惕特定情况下的隐含因素应对策略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：(1)含有大量Fe3的溶液，隐含溶液呈酸性，并具有较强氧化
9、性。(2)含有大量NO的酸性溶液，隐含溶液具有强氧化性。(3)含有大量S2、SO、Al(OH)4的溶液，隐含溶液呈碱性。5下列能在溶液中大量共存，加入(NH4)2Fe(SO4)26H2O晶体后仍能大量存在的离子组是()ANa、H、Cl、NOBK、Ba2、OH、ICNa、Mg2、Cl、SODCu2、S2、Br、ClO答案C解析A项中H、NO能将(NH4)2Fe(SO4)26H2O晶体溶于水后产生的Fe2氧化为Fe3；B项中OH与NH、Fe2不能大量共存，Ba2与SO不能大量共存；D项中S2与Cu2、ClO不能大量共存。6下列溶液一定能大量共存的是()Ac(ClO)1.0 molL1的溶液中：Na
10、、K、S2、SOBc(Fe2)1 molL1的溶液中：K、Fe3、Cl、SOC0.1 molL1 AgNO3溶液中：H、K、Cl、BrDc(Fe3)1 molL1的溶液中：Na、NH、SCN、SO答案B解析A项，ClO具有强氧化性，与S2不能大量共存；C项，Ag与Cl、Br会生成AgCl、AgBr沉淀，不能大量共存；D项，Fe3与SCN会生成Fe(SCN)3络合物而不能大量共存。题组四警惕关键词“一定”还是“可能”应对策略(1)抓住关键词语解答离子共存类试题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)理解两大条件若溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性时，“
11、可能大量共存”的含义是在两种条件下只要有一种能大量共存即符合题目要求。“一定大量共存”的含义是两种条件下离子均能大量共存才符合题目要求。7室温时，在由水电离出的OH1.01014 molL1的溶液中，一定能大量共存的离子组是()AK、Na、HCO、ClBK、MnO、Br、ClCNa、Cl、NO、SODAl3、NH、Cl、SO答案C解析由题意可知溶液可能呈酸性也可能呈碱性；当溶液呈酸性时，HCO能与酸反应，MnO能氧化Cl，故A、B两项中的离子不能大量共存；当溶液呈碱性时HCO能与碱反应，Al3和NH也能与碱反应，故A、D两项中离子不能大量共存；选项C中的离子在酸性或碱性条件下都不参与反应，能大
12、量共存。8常温下，下列各组微粒在指定溶液中因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的是()A某弱碱溶液中：Al(OH)4、HCO、Na、ClB能使KSCN溶液变红的溶液中：SO、HCO、Na、ClC能使石蕊溶液变红的溶液中：Fe2、I、NH、NOD与Al反应能生成氢气的溶液中：MnO、NH、CH3COO、Na答案B解析离子不能大量共存的原因为Al(OH)4HCO=Al(OH)3COH2O，不是相互促进的水解反应，故A不正确；能使KSCN溶液变红的溶液中含有Fe3，其与HCO发生相互促进的水解反应，离子方程式为Fe33HCO=Fe(OH)33CO2，故B正确；能使石蕊溶液变红的溶液显酸性，NO与H
13、共存时有强氧化性，Fe2、I不能存在，故C不正确；与Al反应能生成氢气的溶液可能显酸性，也可能显碱性，H与CH3COO因反应生成弱酸而不能共存，OH与NH因反应生成弱碱而不能共存，故D不正确。一、离子的检测与推断1常见阳离子的检验与推断依据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：生成沉淀；生成气体；显现特殊颜色。(1)依据生成沉淀检验或推断阳离子试剂或方法实验现象(证据)Mg2NaOH溶液开始产生白色沉淀，NaOH溶液过量沉淀不溶解Al3NaOH溶液开始产生白色沉淀，NaOH溶液过量沉淀溶解Fe2NaOH溶液先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色最后变为红褐色
14、K3Fe(CN)6 (铁氰化钾)溶液产生蓝色沉淀Fe3NaOH溶液产生红褐色沉淀Cu2NaOH溶液产生蓝色沉淀(2)依据生成气体检验或推断NH产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。(3)依据显示特殊颜色检验或推断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焰色反应黄色火焰K焰色反应紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)Fe3KSCN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.常见阴离子的检验与推断依据(1)依据生成沉淀检验或推断阴离子试剂现象(证据)ClBrIAgNO3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AgISO稀盐酸和BaCl2溶
15、液加盐酸无明显现象，加BaCl2溶液产生白色沉淀COCaCl2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)依据生成气体检验或推断阴离子试剂现象(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退色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退色(3)依据显示特殊颜色检验或推断有机层(下层)I溶液变蓝，表明有I3离子推断的“四原则”应用体验在练习中体会“四项原则”某无色透明溶液中可能大量存在Ag
16、、Mg2、Cu2、Fe3、Na中的几种，请填写下列空白：(1)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是_。(2)取少量原溶液，加入过量稀盐酸，有白色沉淀生成；再加入过量的稀硝酸，沉淀不消失。说明原溶液中肯定存在的离子是_，有关的离子方程式为_。(3)取(2)中的滤液，加入过量的稀氨水(NH3H2O)，出现白色沉淀，说明原溶液中肯定有_，有关的离子方程式为_。(4)原溶液可能大量存在的阴离子是下列的_(填字母)。ACl BNO CCO DOH答案(1)Cu2、Fe3(2)AgAgCl=AgCl(3)Mg2Mg22NH3H2O=Mg(OH)22NH(4)B(1)向某溶液中加入BaCl2溶液，有
17、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()(2)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()(3)向某溶液中加入Ca(OH)2溶液，有白色沉淀生成，则溶液中一定存在CO()(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，产生使品红溶液退色的无色有刺激性气味的气体，则溶液中一定存在SO()(6)某溶液的焰色反应呈黄色，则溶液中一定有钠元素，不能确定是否有钾元素()(7)无色溶液加入CCl4无现象，滴加氯水后CCl4层呈紫红色，则溶液中一定存在I()(8)加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加稀盐
18、酸沉淀不消失，则原溶液中一定含有Cl()(9)向某溶液中加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，溶液中一定存在CO()离子检验中的常见干扰离子以及排除措施待检离子干扰离子排除措施ClSO加过量的Ba(NO3)2溶液CO加稀硝酸酸化OHSOCO加盐酸酸化SOAgSOCO加盐酸后将产生的气体通入品红溶液中COSO加硝酸后将产生的无色无味气体通入澄清石灰水，变浑浊二、除去溶液中可溶性杂质离子 利用离子反应除去杂质的思路方法(1)分析物质组成，确定要保留的物质和需要除去的杂质。(2)明确要保留的物质和杂质间的性质差异。(3)选择能使杂质离子转化为气体或沉淀的物质作为除杂试剂。除杂试剂不能影响要保留
19、的离子，且应适当过量。(4)分析因除杂试剂过量而引入的新杂质如何除去。(5)综合考虑原有杂质离子和新引入的杂质，确定试剂添加顺序和实验步骤。应用举例除去粗食盐水中的Ca2、Mg2、SO(1)第一步除杂试剂的选择(沉淀Ca2、Mg2、SO，保留Na和Cl)杂质离子离子性质(离子方程式)选择试剂Ca2Ca2CO=CaCO3Na2CO3溶液Mg2Mg22OH=Mg(OH)2NaOH溶液SOBa2SO=BaSO4BaCl2溶液(2)第二步除杂过程(加入试剂的顺序)方案一方案二思考：是否还有其他加入试剂的合理顺序？答案有，方案一中Na2CO3与NaOH添加顺序调换。题组一离子检验与推断中干扰因素的排除1
20、(2019福州第一中学质检)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()选项操作现象结论A滴加BaCl2溶液生成白色沉淀原溶液中有SOB滴加稀硫酸有刺激性气味的气体产生原溶液中有SOC用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)原溶液中有KD滴加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无NH答案C解析A项，加入BaCl2溶液得到白色沉淀，原溶液中可能含有SO或SO或Ag；B项，HSO也有同样的现象；C项，观察K的焰色反应应透过蓝色钴玻璃，排除Na的干扰；D项，检验NH应加入浓NaOH溶液，且需要加热。2某无色溶液中含有Na、Ag、Ba
21、2、Al3、Al(OH)4、MnO、CO、SO中的若干种。现取该溶液进行如下实验：A取适量溶液，加入过量盐酸，有气体甲生成，并得到澄清溶液；B在A所得溶液中再加入过量的碳酸氢铵溶液，有气体甲生成，同时析出白色沉淀a；C在B所得溶液中加入过量Ba(OH)2溶液，有气体乙生成，同时析出白色沉淀b。根据上述实验回答下列问题：(1)溶液中一定不存在的离子是_；一定存在的离子是_。(2)气体甲为_(填化学式，下同)，白色沉淀a为_，气体乙为_。(3)判断沉淀b成分的方法是_。答案(1)MnO、Ag、Ba2、Al3CO、Na、Al(OH)4(2)CO2Al(OH)3NH3(3)滴加盐酸，若沉淀部分溶解，则
22、含有碳酸钡和硫酸钡，若沉淀全部溶解，则只含有碳酸钡解析某无色溶液，说明溶液中一定不存在高锰酸根离子。实验A，加入过量盐酸，有气体生成，并得到无色溶液，所以溶液中一定存在CO，生成的气体甲为二氧化碳，一定不存在Ag、Ba2、Al3，阳离子只有钠离子；实验B，在A所得溶液中加入过量NH4HCO3溶液，有气体生成，同时析出白色沉淀a，原溶液中一定存在Al(OH)4，白色沉淀a为氢氧化铝；实验C，在B所得溶液中加入过量Ba(OH)2溶液，有气体生成，同时析出白色沉淀b，白色沉淀一定含有碳酸钡，可能含有硫酸钡。题组二除杂试剂与添加顺序的选择3某溶液中含有Ba2、Cu2、Ag。学习小组的同学现用NaOH溶
23、液、盐酸和Na2SO4溶液将这三种离子逐一沉淀分离，实验流程如下图所示。下列说法正确的是()A试剂A为Na2SO4溶液B沉淀3的化学式可能是BaSO4C生成沉淀1的离子方程式为：Cu22OH=Cu(OH)2D生成沉淀2的离子方程式为：AgCl=AgCl答案B解析Cu2、Ag均与NaOH反应生成沉淀，Ba2、Ag均与Na2SO4反应生成沉淀，只有盐酸与Ag反应生成沉淀，则这三种离子逐一沉淀分离时，A为盐酸，沉淀1为AgCl，B为NaOH或Na2SO4，C为Na2SO4或NaOH，以此来解答。4现有含NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合溶液，选择适当的试剂除去溶液中的NaCl和Na2SO4，从
24、而得到纯净的NaNO3溶液。相应的实验过程可用下图表示：请回答下列问题：(1)试剂X最好是_(填化学式)，检验X是否加入过量的方法是_。(2)写出步骤反应的离子方程式：_。(3)按此实验方案得到的溶液3中肯定含有_(填化学式，下同)杂质；为了除去该杂质，可以向溶液3中加入适量的_，之后若要获得纯NaNO3固体，还需进行的实验操作是_(填操作名称)。答案(1)Ba(NO3)2静置，向上层清液中继续滴加Ba(NO3)2，若不再产生沉淀说明Ba(NO3)2已过量，否则未过量(2)AgCl=AgCl(3)Na2CO3HNO3蒸发浓缩、冷却结晶1(2019上海等级考，12)能证明亚硫酸钠部分变质所需要的
25、试剂是()A硝酸钡，稀硫酸 B稀盐酸，氯化钡C稀硫酸，氯化钡 D稀硝酸，氯化钡答案B解析若要证明亚硫酸钠部分变质，须证明该样品中含有Na2SO3和Na2SO4，检验步骤：取少量样品置于试管中溶解，滴入盐酸后有气泡冒出，继续滴加盐酸至无气泡冒出后，再滴入少量BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则证明Na2SO3部分变质。2(2019江苏，4)室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A0.1 molL1 NaOH溶液：Na、K、CO、Al(OH)4B0.1 molL1 FeCl2溶液：K、Mg2、SO、MnOC0.1 molL1 K2CO3溶液：Na、Ba2、Cl、OHD0.1 molL1
26、H2SO4溶液：K、NH、NO、HSO答案A解析A项，题给四种离子在碱性条件下均能大量存在，正确；B项，MnO可以氧化Fe2，错误；C项，CO与Ba2会发生反应生成BaCO3沉淀，错误；D项，H可以与HSO反应生成SO2，且酸性条件下NO会氧化HSO生成SO，错误。3(2016全国卷，12)某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：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；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()ANaHCO3、Al(OH)3 BAgCl、NaHCO3CNa2SO3、BaCO3 DNa2CO
27、3、CuSO4答案C解析A项，NaHCO3、Al(OH)3 中加入足量稀硫酸有气泡产生，生成硫酸钠、硫酸铝、二氧化碳和水，最终无固体存在，错误；B项，AgCl不溶于酸，固体不能全部溶解，错误；C项，亚硫酸钠和碳酸钡加入水，碳酸钡不溶于水使部分固体不溶解，加入稀盐酸，碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水，固体全部溶解，再将样品加入足量稀硫酸，稀硫酸和碳酸钡反应生成硫酸钡沉淀、二氧化碳和水，正确；D项，Na2CO3、CuSO4中加入足量稀硫酸，振荡后无固体存在，错误。4(2018江苏，4)室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A0.1 molL1 KI溶液：Na、K、ClO、OHB0.1 molL1 Fe2(SO4)3溶液：Cu2、NH、NO、SOC0.1 molL1 HCl溶液：Ba2、K、CH3COO、NOD0.1 molL1 NaOH溶液：Mg2、Na、SO、HCO答案B解析B项，各离子可以大量共存；A项，ClO有氧化性，能将I氧化为I2，不能大量共存；C项，CH3COOH为弱电解质，CH3COO与H不能大量共存；D项，OH与Mg2、HCO均不能大量共存。