新课程下高考离子推断题的类型考查方式.docx
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新课程下高考离子推断题的类型考查方式
新课程下高考离子推断题的类型
一、定性推断型:
主要考查常见阴、阳离子的性质,特别是常见阴、阳离子特殊的物理性质和特征的化学性质必须熟练掌握。
如:
(1)特征颜色:
Cu2+(蓝色)、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)、MnO4-(紫红色)、Fe[(SCN)]2+(红色)、Fe[(C6H5O)6]3-(紫色);
(2)特征现象:
焰色反应:
K+:
紫色(透过蓝色钴玻璃),Na+:
黄色;遇OH-生成红褐色沉淀、遇苯酚溶液显紫色、遇SCN-显红色的离子是Fe3+;与碱反应生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色或遇SCN-颜色无明显变化、通入Cl2后显红色的离子是Fe2+;与NaOH溶液共热,能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝、遇酚酞试液变红的碱性气体的离子是NH4+;加入HBr产生浅黄色沉淀的离子是Ag+或S2-和SO32-组成。
例1.(2011上海)某溶液中可能含有Na+、NH4+、Ba2+、SO42-、I-、S2-。
分别取样:
①用pH计测试,溶液显弱酸性;②加氯水和淀粉无明显现象。
为确定该溶液的组成,还需检验的离子是()
A.Na+B.SO42-C.Ba2+D.NH4+
解析:
溶液显弱酸性,说明有NH4+(水解显酸性);加氯水和淀粉无明显现象排除I-、S2-。
所以必需含有SO42-,故不能有Ba2+。
Na+无法排除。
答案:
A
例2.(2008年全国卷Ⅱ)某钠盐溶液可能含有阴离子NO3-、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、Br-、I一。
为鉴定这些离子,分别取少量溶液进行以下实验:
①测得混合液呈碱性;
②加HCl后,生成无色无味气体。
该气体能使饱和石灰水溶液变浑浊;
③加CCl4,滴加少量氯水,振荡后,CCl4层未变色;
④加BaCl2溶液产生白色沉淀,分离,在沉淀中加人足量盐酸,沉淀不能完全溶解;
⑤加HNO3酸化后,再加过量AgNO3,溶液中析出白色沉淀。
(1)分析上述5个实验,写出每一实验鉴定离子的结论与理由。
实验①____________________________________________________
实验②____________________________________________________
实验③____________________________________________________
实验④____________________________________________________
实验⑤____________________________________________________
(2)上述5个实验不能确定是否存在的离子是________。
解析本题依托离子的检验,考查了卤族、氧族、碳族、氮族等重点离子的检验以及盐类的水解等知识。
(1)①该溶液可能含有的阴离子无OH―,因此只能考虑盐类的水解。
CO32-、SO32-是弱酸的阴离子,在溶液中可发生水解使溶液呈碱性,所以CO32-、SO32-可能存在(至少存在其中的一种)。
②这些阴离子中,只有CO32-、SO32-能与HCl溶液反应,但SO32-与HCl溶液反应时生成的SO2为刺激性气体,而所得气体为无色无味,故CO32-一定存在,SO32-一定不存在。
③加入少量的氯水后,用CCl4萃取,CCl4层颜色没有改变,说明原溶液中不存在Br-、I-,因二者均要与Cl2反应生成Br2、I2,导致CCl4层出现橙红色或紫色。
④加入Ba2+后生成的沉淀部分溶解,说明原溶液中有SO42-。
因为SO42-与Ba2+反应生成不溶于酸的白色沉淀BaSO4。
⑤加入AgNO3时,能生成白色沉淀的离子有SO42-和Cl―,但Ag2SO4能溶解在浓度较高的硝酸中(根据离子极化理论可解释),所以白色沉淀应该为AgCl,故原溶液中含有Cl―。
(2)整个实验过程中都没有涉及到NO3-的鉴定,故NO3-无法确定其有无。
答案
(1)①CO32-和SO32-可能存在,因为它们水解显碱性。
②CO32-肯定存在,因产生的气体是CO2;SO32-不存在,因为没有刺激性气味的气体产生。
③+
Br-、I-不存在,因为没有溴和碘的颜色出现。
④SO42-存在。
因为BaSO4不溶于盐酸。
⑤Cl-存在。
因与Ag+形成白色沉淀。
(2)NO3-
二、定量推断型:
主要考查学生在熟练掌握阴、阳离子性质的基础上进行定量推断以及相关化学量的计算能力。
例3.[2011·四川]甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质分别由NH4+、Ba2+、Mg2+、H+、OH-、Cl-、HCO3-、SO42-中的不同阳离子和阴离子各一种组成。
已知:
①将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合,均有白色沉淀生成;②0.1mol/L乙溶液中c(H+)>0.1mol/L;③向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成。
下列结论不正确的是( )
A.甲溶液含有Ba2+B.乙溶液含有SO
C.丙溶液含有Cl-D.丁溶液含有Mg2+
解析:
可以形成白色沉淀的只有BaSO4、BaCO3、Mg(OH)2,因此甲只能是Ba(OH)2;0.1mol/L乙溶液中c(H+)>0.1mol/L,推断乙是硫酸;向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成,说明丙是MgCl2,所以丁是NH4HCO3。
答案:
D
例4.(2009年全国II卷29)
现有A、B、C、D、E、F六种化合物,已知它们的阳离子有
,阴离子有
,现将它们分别配成
的溶液,进行如下实验:
1
测得溶液A、C、E呈碱性,且碱性为A>E>C;
2
向B溶液中滴加稀氨水,先出现沉淀,继续滴加氨水,沉淀消失;
3
向D溶液中滴加
溶液,无明显现象;
4
向F溶液中滴加氨水,生成白色絮状沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
根据上述实验现象,回答下列问题:
(1)
实验②中反应的化学方程式是
;
(2)E溶液是,判断依据是
;
(3)写出下列四种化合物的化学式:
A、C、
D、F.
解析:
本题考查离子共存、盐类水解综合运用。
根据溶液的性质,确定CO32—只能与K+形成显碱性的溶液,另外可能形成的碱性溶液为碱Ba(OH)2。
由于醋酸的酸性大于碳酸,所以醋酸盐水解的碱性小于碳酸盐,因此A为Ba(OH)2,E为K2CO3,C为醋酸盐,由②可得B中阳离子为Ag+,则肯定为AgNO3,由③可得D中无SO42—,则F中的阴离子为SO42—,D中的阴离子为Cl—。
由④可得F中的阳离子为Fe2+,即F为FeSO4,而CH3COO—若与Al3+形成溶液时,Al3+也发生水解,所以C为醋酸钙,而D为AlCl3。
答案如下:
(1)AgNO3+NH3.H2O==AgOH↓+NH4NO3
AgOH+2NH3.H2O==Ag(NH3)2OH+2H2O
(2)碳酸钾由①中碱性强弱的顺序可知,E是碳酸盐。
六种阳离子中可以与碳酸根形成可溶性盐的只有钾离子,所以E是碳酸钾。
(3)Ba(OH)2Ca(CH3COO)2AlCl3FeSO4
三、综合推断型:
主要考查学生定性分析和定量分析的综合能力。
在进行离子推断是应注意三个原则:
互斥原则即相互反应的离子不能共存;进出原则即考虑加入试剂时带入的离子和发生反应时消耗的离子;守恒原则即溶液中阴阳离子电荷守恒,有阳离子则必定有阴离子。
例5.某无色溶液,其中可能存在如下离子:
Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、AlO2―、S2―、CO32―、SO32―、SO42―,现取该溶液进行有关实验,结果与下图所示。
试回答下列问题:
(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 。
(3)沉淀丙是 如何用一化学实验确定其成分 。
(4)气体甲的成分有哪几种可能 。
(5)综合上述信息,可以肯定存在的离子有 ,
一定不存在的离子是 ,可能存在的离子是 。
解析:
1.学生容易从“HBr”和“浅黄色沉淀”就轻率地把沉淀甲判断为AgBr。
全面地分析一下题给的各种可能存在的离子,若无色溶液中油Ag+,那么S2-、CO32-、SO32-、SO42-、AlO2-等都不能大量存在,所以原溶液中不存在Ag+。
可判断出沉淀甲就是单质硫,生成甲的离子方程式为:
2S2―+SO32―+6H+=3S↓+3H2O。
(2)要判断沉淀乙的成分,首先得弄清溶液甲中可能存在的离子。
由于原无色溶液中必含有S2-、SO32-等离子,原溶液中不可能含有Ag+、Ba2+、Al3+等离子,溶液甲中自然也不可能有这些离子,要跟NH4HCO3反应生成白色沉淀乙、气体乙,似乎不可能。
这时就需要换个角度分析,原无色溶液中加入过量HBr后有没有可能生成一种能跟NH4HCO3反应生成白色沉淀的离子呢?
自然就会想到:
AlO2-→Al3+,所以沉淀乙是Al(OH)3,由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式为:
Al3++3HCO3―=Al(OH)3↓+3CO2↑,原溶液中应有AlO2-。
3.从原无色溶液→溶液甲→溶液乙,可分析出溶液乙跟过量Ba(OH)2反应生成的白色沉淀中必定有BaCO3,还可能有BaSO4。
为了进一步确定沉淀丙中有无BaSO4,可在所得沉淀中加入过量稀盐酸,若沉淀不能全部溶解说明其中有BaSO4。
由此可确定无色溶液中是否含有SO42-,综上所述原溶液中可能存在CO32-。
4.要分析气体甲的可能组成,需结合定量关系来判断。
若S2-、SO32-恰好全部反应生成S,气体可能是CO2;若S2-过量,气体可能是H2S或H2S和CO2混合气体;若SO32-过量,气体甲可能是SO2或SO2和CO2的混合气体。
5.综合上述各个结果,得出原溶液中一定存在的离子只有S2-、SO32-、AlO2-三种。
事实上,任何溶液中必定应同时既阴离子,又有阳离子,想到这一层,就得出一定存在的离子还有Na+。
可能存在的是CO32-、SO42-。
答案如下:
(1)2S2―+SO32―+6H+=3S↓+3H2O
(2)Al3++3HCO3―=Al(OH)3↓+3CO2↑
(3)BaCO3或BaCO3与BaSO4的混合物;)在所得沉淀丙中加入稀盐酸,若沉淀全部溶解,说明沉淀丙是BaCO3,若沉淀仅部分溶解,说明沉淀是BaCO3和BaSO4的混合物。
(4)气体甲有5种可能:
①H2S②SO2③CO2④CO2和H2S⑤CO2和SO2
(5)Na+、S2―、SO32―、AlO2―;Ag+、Ba2+、Al3+;CO32―、SO42―
【巩固练习】
1.某无色溶液中可能含有Na+、K+、Fe3+、
、Cu2+、
、
、
-、
、
这几种离子中的若干种,依次进行下列实验,观察到的现象记录如下:
①pH试纸检验,溶液的pH>7。
②取少量原溶液,向溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成。
③另取少量原溶液,向溶液中滴加足量氯水
,无气体产生,再加入CCl4振荡,静置后CCl4层呈橙色,用分液
漏斗分液。
④向分液后的水溶液中加入Ba(NO3)2和HNO3溶液,有白色沉淀产生,过滤。
⑤在滤液中加入AgNO3和HNO3的混合溶液有白色沉淀产生。
则关于原溶液的判断中不正确的是()
A.肯定不存在的离子是Fe3+、Cu2+、
、
、
B.肯定存在的离子是
、
;Na+、K+离子至少有一种存在。
C.无法确定原溶液中是否存在
D.若步骤④改用BaCl2和盐酸的混合溶液,则对溶液中离子的判断有影响。
A
B
C
D
E
F
G
A
-
-
-
-
-
-
↓
B
-
-
-
-
↓
↓
↓
C
-
-
-
↓
-
↓
↓
D
-
-
↓
-
↓
↓
↓
E
-
↓
-
↓
-
↓
-
F
-
↓
↓
↓
↓
-
↓
G
↓
↓
↓
↓
-
↓
-
2.(2004年浙江省理综卷)有A,BC,D,E,F,G7瓶不同物质的溶液它们各是Na2SO4KClAgNO3Ca(NO3)2Na2CO3Ba(OH)2和MgCl2溶液中的一种.为了鉴别,各取少量溶液进行两两混合,实验结果如表所示.表中”↓”表示生成沉淀或微溶化合物,“--”表示观察不到明显变化.试回答下面问题:
(1)A的化学式是________,G的化学式是________.判断理由是___________
(2)写出其余几种物质的化学式.
B______;C_______;D______;
E______;F________
【答案:
1.D;2.
(1)AgCl,AgNO3。
因为混合时只生成一种沉淀的是KCl,生成的沉淀是AgCl,所以A是KCl,G是AgNO3。
(2)B:
Na2SO4;C:
MgCl2;D:
Na2CO3;E:
Ca(NO3)2;F:
Ba(OH)2】
常见离子的检验与应用
河北省宣化县第一中学 栾春武
近年来各地的高考试题中,不断地以离子间相互反应为对象,以反映中的现象为题干,设置了一些物质推断题,因此常见离子的性质显的尤为重要,因为中学阶段常见离子的鉴别和检验是我们必备的基础知识,而这些知识的形成过程是靠平时一点一滴积累起来的,为了帮助同学们更好地掌握常见离子的性质,现将其总结在一起,便于我们的复习和应用。
一、 常见阳离子的检验
离子
所用的试剂
主要实验现象
H+
①紫色石蕊试液
②锌片
③pH试纸
①紫色石蕊试液变为红色
②锌片表面生成无色气体
③pH试纸变为红色
Ag+
①盐酸或可溶性氯化物溶液,稀硝酸、氨水
②氢氧化钠溶液、氨水
①生成白色沉淀,该沉淀不溶于稀硝酸,但溶于氨水
②生成白色沉淀,该沉淀迅速转变成棕色,此沉淀溶于氨水,形成无色溶液
Na+
焰色反应
火焰呈黄色
K+
焰色反应
火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)
Ba2+
稀硫酸或硫酸溶液、稀硝酸
生成白色沉淀,该沉淀不溶于稀硝酸
Mg2+
氢氧化钠溶液
生成白色沉淀,该沉淀不溶于过量的氢氧化钠溶液
Al3+
氢氧化钠溶液
加适量的氢氧化钠溶液有絮状白色沉淀生成,继续加氢氧化钠溶液到过量,沉淀逐渐溶解。
Fe2+
①氢氧化钠溶液
②KSCN溶液、氯水
①生成白色沉淀,在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
②加KSCN溶液无明显现象,再加氯水后显血红色
Fe3+
①氢氧化钠溶液
②KSCN溶液
①生成红褐色沉淀
②溶液呈血红色
NH4+
氢氧化钠溶液
加热并用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,试纸变蓝
二、 常见阴离子的检验
离子
所用的试剂
主要实验现象
OH-
①紫色石蕊试液
②无色酚酞试液
③pH试纸
①紫色石蕊试液变为蓝色
②无色酚酞试液变为红色
③pH试纸显蓝色至深蓝
Cl-
硝酸银溶液、稀硝酸
生成白色沉淀,此沉淀不溶于稀硝酸
Br-
硝酸银溶液、稀硝酸
生成浅黄色沉淀,此沉淀不溶于稀硝酸
I-
①硝酸银溶液、稀硝酸
②淀粉溶液、氯水
①生成黄色沉淀,此沉淀不溶于稀硝酸
②溶液显蓝色
CO32-
①氯化钡溶液、稀盐酸
②稀盐酸、澄清的石灰水
①生成白色沉淀,该沉淀溶于稀盐酸且有气泡产生
②生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊
SO42-
稀盐酸、氯化钡
生成的白色沉淀不溶解
SO32-
①氯化钡、稀盐酸
②稀盐酸或稀硫酸、品红溶液
①生成白色沉淀,此沉淀溶于稀盐酸并放出有刺激性气味气体(SO2)
②生成的气体能使品红溶液褪色
S2-
①稀盐酸或稀硫酸
②Pb(NO3)2溶液
①生成无色有臭鸡蛋气味的气体
②生成黑色沉淀
AlO2-
稀硫酸或盐酸
有白色沉淀生成,后又溶解
【例题1】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+、
NO3-、OH-、Fe2+、AlO2-、CO32-、NH4+、SO42-、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:
NO3-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_______________.
解析:
少量N溶液中滴加足量的硝酸钡溶液,无沉淀产生,说明N溶液中不含CO32-、SO42-,那么M溶液中一定含有CO32-、SO42-。
取M溶液进行焰色反应,焰色为黄色,证明含有Na+,在透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,不呈紫色,说明M中不含K+;用pH试纸检测M溶液,pH试纸呈蓝色,说明M溶液显碱性,含有大量的OH-,那么N溶液中含有大量的H+。
AlO2-不可能存在于酸性溶液中,Al3+、Fe2+、NH4+不可能存在于碱性溶液中,所以判断M溶液中有:
OH-、AlO2-、CO32-、SO42-、Na+。
N溶液中含有:
H+、Fe2+、Al3+、NH4+、
K+。
由于N溶液为酸性,又含有Fe2+,所以N溶液中不含NO3-,根据溶液呈电中性原则,可以确定Cl-存在于N溶液中。
答案:
(1)N溶液中不含CO32-、SO42-或M溶液中一定含有CO32-、SO42-。
取M溶液进行焰色反应,焰色为黄色,在透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,不呈紫色
(2)M . N溶液中含有:
H+、Fe2+、Al3+、NH4+、K+,由于N溶液为酸性,又含有Fe2+,所以N溶液中不含NO3-
N . 根据溶液呈电中性原则,可以确定Cl-存在于N溶液中。
(3)OH-、AlO2-、CO32-、SO42-、Na+、NO3-
点拨:
这类试题连锁性强,解题时要十分小心,如果一种离子的存在与否判断失误,往往会导致整个题的错解。
因此要仔细阅读试题中所给现象,进行一一对照,作出正确判断,同时一定要注意:
澄清溶液,说明给出的离子不能产生沉淀,如果溶液中阴、阳离子只剩下一种时,不用鉴定,该阴、阳离子一定存在,因为溶液一定是电中性的。
【例题2】某钠盐溶液可能含有阴离子NO3-、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、Br-、I-。
为了鉴别这些离子,分别取少量溶液进行以下实验:
①所得溶液呈碱性;
②加HCl后,生成无色无味的气体。
该气体能使饱和石灰水变浑浊。
③加CCl4,滴加少量氯水,振荡后,CCl4层未变色。
④加BaCl2溶液产生白色沉淀,分离,在沉淀中加入足量的盐酸,沉淀不能完全溶解。
⑤加HNO3酸化后,再加过量的AgNO3,溶液中析出白色沉淀。
(1)分析上述5个实验,写出每一实验鉴定离子的结论与理由。
实验①____________________________。
实验②____________________________。
实验③____________________________。
实验④____________________________。
实验⑤________________________________________。
(2)上述5个实验不能确定是否的离子是___________________。
解析:
该题主要考查离子检验、离子共存、盐类水解以及考生的语言表达能力,
(1)①NO3-、SO42-、Cl-、Br-、I-在溶液中不发生水解,CO32-、SO32-是弱酸的阴离子,在水溶液中发生水解是溶液显碱性,所以CO32-、SO32-可能存在(或至少存在其中的一种)。
②这些阴离子中,只有CO32-、SO32-能与HCl溶液反应,但SO32-与HCl溶液反应时,生成的SO2为刺激性气味的气体,而CO32-与HCl溶液反应,所得的气体无色无味,故一定存在CO32-,SO32-一定不存在。
③加入少量的氨水后,CCl4层颜色没有改变,说明原溶液中不存在Br-、I-,因为若存在二者均要与Cl2反应生成Br2、I2,导致CCl4层出现橙红色或紫红色。
④根据②已确定有CO32-,加入Ba2+后生成的沉淀部分溶于盐酸,说明原溶液中有SO42-,没有溶解的沉淀是BaSO4。
⑤容易判断沉淀是AgCl,所以溶液中肯定存在Cl-。
(2)整个实验过程中都没有设及到NO3-的鉴定,因此NO3-无法确定其有无。
答案:
(1)①说明可能含有CO32-或者含有SO32-因为二者水解均显碱性;
②肯定含有CO32-,肯定不含SO32-、因SO2有刺激性气味
③肯定不含有Br-、I-,因两者均能与氯水反应后生成单质溴和单质碘,溴和碘单质溶解于CCl4显色;
④肯定含有SO42-,因BaSO4不溶于盐酸。
⑤肯定含有Cl-,因AgNO3与Cl-反应生成的AgCl不溶于稀HNO3。
(2)NO3-
点拨:
②中产生的能使饱和石灰水变浑浊的气体可以使CO2和SO2,但无色无味的为CO2;加HNO3酸化,再加过量AgNO3,溶液中析出白色沉淀为AgCl,不要误认为是Ag2SO4。
【例题3】有一无色透明溶液,欲确定是否含有下列离子:
K+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、NO3-、SO42-、Cl-、I-、HCO3-,实验如下:
实验步骤
实验现象
(1)取少量该溶液,加入几滴甲基橙
溶液变红
(2)取少量该溶液,加入Cu片和浓硫酸,加热
有无色气体产生,气体遇空气可以变成红棕色
(3)取少量该溶液,加入BaCl2溶液
有白色沉淀生成
(4)取(3)中反应后的上层清液,加入AgNO3溶液
有稳定的白色沉淀生成,且不溶于稀硝酸
(5)取少量该溶液,加入NaOH溶液
有白色沉淀生成,当NaOH过量时,沉淀部分溶解
由此判断:
(1)溶液中一定存在的离子是____________;溶液中肯定不存在的离子是__________;
(2)为了进一步确定其它离子,应该补充的实验及对应欲检验离子的名称(如为溶液反应,说明使用试剂的名称,不必写详细步骤)________________。
解析:
(1)加甲基橙溶液变红,说明溶液显碱性,HCO3-不能存在;
(2)步说明有NO3-,在酸性条件下NO3-有强氧化性,因此还原性的离子Fe2+、I-就不能存在;
(3)步说明有SO42-,Ba2+就不能存在;
(4)步骤不能说明有Cl-,因为(3)中加入了Cl-;
(5)步说明有Mg2+和Al3+。
答案:
(1)NO3-、SO42-、Mg2+、Al3+ Fe2+、HCO3-、I-、Ba2+
(2)K+的检验可以用焰色反应;Cl-的检验:
向溶液中加足量的Ba(NO3)2溶液,过滤后向溶液中加AgNO3溶液,再加稀硝酸,白色沉淀不溶解