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第二章 化学物质及其变化 第 3 讲 离子的检验、鉴别及推断 基础盘点 一、常见阳离子的检验 1 常规检验法 ( 1) 用 Na OH 溶液能检验出 Cu 2 、 Fe 3 、 Fe 2 、 Al 3 、 NH 4 共热，生成能使湿润的红色石蕊试纸 的气体 Cu 2 Fe 3 Fe 2 Al 3 NH 4 产生 产生 先产生 色沉淀，然后迅速变成灰绿 色，最终变为 色 产生白色沉淀，继续加入 NaOH溶液， 白色沉淀又会 蓝色沉淀 红褐色沉淀 白 红褐 溶解 变蓝 ( 2) 焰色反应 用焰色反应可检验出溶液中的 K 和 Na K Na 2 特殊检验法 Fe 3 Fe 2 火焰呈 色（透过蓝色钴玻璃） 火焰呈 色 加入 KSCN溶液呈 色 加入 KSCN溶液无现象，滴加新制 氯水后溶液呈 色 紫 黄 红 红 2 利用盐酸和其他试剂进行检验 CO 2 3 加入 BaCl 2 溶液后生成 ， 再加入稀盐酸 ，并放出 的气体 白色沉淀 沉淀消失 无色无味能 使澄清石灰水变浑浊 二、常见阴离子的检验 1 利用酸碱指示剂检验 OH 滴入酚酞试液，溶液变 色 , 滴入紫色石蕊试液，溶液变 色 红 蓝 SO 2 4 加入稀盐酸无沉淀生成，无气体放出， 再加入 B aCl 2 溶液有 产生 SO 2 3 加入 B aCl 2 溶液后生成 ，再 加入稀盐酸 ，并放出有 的 气体 3 利用 AgN O 3 ( HNO 3 酸化 ) 溶液检验 Cl 生成不溶于稀硝酸的 沉淀 白色沉淀 白色沉淀 沉淀消失 刺激性气味 白色 三、 H 和 OH 的检验 离子 种类 试剂 现象 H a . 石蕊溶液 b . pH 试纸 c . 活泼金属 ( 如 Zn ) d . 难溶性氧化物 ( 如 CuO 或 Fe 2 O 3 ) e . 难溶性碱 如 Cu ( OH ) 2 f . 碳酸盐 ( Na 2 CO 3 或 Ca CO 3 ) a . 溶液变 b . 试纸变 c . 产生 d . 固体 e . 固体 f . 固体 红色 红色 大量气泡 溶解 溶解 溶解并 有气泡 OH a. 石蕊溶液 ( 酚酞溶液 ) b .p H 试纸 c. 可溶性铜盐 ( 如 CuS O 4 溶液 ) d. 可溶性铁盐 ( 如 F e Cl 3 溶液 ) e. 铵盐 ( 含 NH 4 ) a. 变 ( ) b. 变 c. 产生 d. 产生 e. 产生 四、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： M n O 4 呈 ， Cu 2 呈 ， Fe 2 呈 ， Fe 3 呈 。 蓝色 红色 蓝色沉淀 蓝色 红褐色 沉淀 有刺激性 气味气体 紫色 蓝色 浅绿色 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 ” 。 考点精讲 考点一 检验常见物质的一般程序与思路 1 无色溶液的检验 例 1 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 K S CN 溶液，溶液显 红色 反应后溶液中肯 定有 Fe 3 ，可能还 有 Fe 2 解析 A 项，该物质也可以是 Na OH 、 K OH ， 不一定是氨气，不正确； B 项，该气体不一定是氯气， 不正确； C 项，该溶液中也可能含碳酸氢根离子，不 一定含碳酸根离子，不正确； D 项，遇 K S CN 显红 色的溶液中肯定有 Fe 3 ，不能确定是否有 Fe 2 ，故 可能有 Fe 2 ，正确。 答案 D 即时巩固 1 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 A gN O 3 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 Cl 2 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 ( NO 3 ) 2 溶液 ， 生成白色沉淀 ， 加稀 盐酸后沉淀不溶解时 ， 可确定有 SO 2 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 CO 2 3 存在 解析 Cl 、 SO 2 4 均能与 Ag 形成不溶于稀盐酸 的白色沉 淀 ， A 错； I 2 遇淀粉变蓝，通入 Cl 2 后，溶 液变为深黄色，加入淀粉溶液后溶液变蓝，则溶液中 有 I 存在， B 对； SO 2 3 与 Ba(N O 3 ) 2 反应形成 BaS O 3 沉淀在加入稀盐酸后也可转化为 BaS O 4 沉淀， C 错； 能使澄清石灰水变浑浊的气体是 CO 2 或 SO 2 ，原溶 液中可能存在的离子是 CO 2 3 、 HCO 3 、 SO 2 3 或 HS O 3 ， D 错。 答案 B 考点二 物质的 鉴定、鉴别 物质的检验通常有鉴定 、 鉴别 。 它们的共同点是 ： 均 需根据物质的特征反应 ， 选择恰当的试剂和方法 ， 准确观 察反应中颜色的改变 、 沉淀的生成和溶解 、 气体的生成及 气味 、 颜色等现象加以判定 。 不同的是 ： 鉴定通常是指对于一种物质的定性检 验 ， 是根据物质的化学特性 ， 分别检出阳离子 、 阴离子 。 鉴别通常是指对两种或两种以上的物质进行定性辨认 ， 可根据一种物质的特性区别于另一种 ； 也可根据几种物质 的气味 、 溶解性 、 溶解时热效应等一般性质的不同加以区 别 。 1 鉴定是指对于一种物质的定性检验 物质鉴定的一般步骤为： 取少量样品 加入某种试剂 加热、振荡等操作 根据现象 得出结论 2 鉴别是指对两种或两种以上物质进行定性辨 认 物质鉴别的一般类型有： ( 1) 不用任何试剂的鉴别 先依据外观特征，鉴别出其中的一种或几种， 然后再利用它们去鉴别其他的几种物质。 若均无明显外观特征 ， 可考虑能否用加热或焰 色反应区别开来 。 若以上两种方法都不能鉴别时 ， 可考虑两两混 合或相互滴加 ， 记录混合后的反应现象 ， 分析确定 。 若被鉴别物质为两种时 ， 可考虑因试剂加入 的 顺序不同 、 现象不同而进行鉴别 。 若采用上述方法鉴别出一种物质后 ， 可用它作 试剂鉴别余下的其他物质 。 例 2 下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂 即可鉴别的是 ( ) K OH Na 2 SO 4 Al Cl 3 Na HCO 3 Ba(OH) 2 H 2 SO 4 HCl Na Al O 2 Na H S O 4 Ca ( OH) 2 Na 2 CO 3 BaCl 2 A B C D 解析 相互滴加时 Na 2 SO 4 滴入另外两种溶液 中无明显现象， K OH 和 AlCl 3 相互滴加现象不同： K OH 逐滴加入 AlCl 3 中立刻产生沉淀，而 A lCl 3 滴 入 K OH 中开始无明显现象，后迅速产生大量沉淀， 从而可以区别开来； 相互滴加，能与另外两种溶液 均反应产生白色沉淀的是 B a( OH ) 2 ，向两种白色沉淀 中分别滴加 NaHCO 3 或 H 2 SO 4 ，能够使其中一种白 色沉淀溶解的是 H 2 SO 4 ； 和 相互滴加时无法区 别。 答案 A ( 2) 只用一种试剂鉴别多种物质 先分析被鉴别物质的水溶性 、 密度 、 溶液的酸碱 性等 ， 确定能否选用水或指示剂进行鉴别 。 在鉴别多种酸 、 碱 、 盐的溶液时 ， 可依据 “ 相反 原理 ” 确定试剂进行鉴别 。 即被鉴别的溶液多数呈酸性 时 ， 可选用碱或水解呈碱性的盐的溶液作试剂 ； 若被鉴 别的溶液多数呈碱性时 ， 可选用酸或水解呈酸性的盐的 溶液作试剂 。 常用溴水 、 新制氢氧化铜悬浊液 、 氯化铁溶液等 作试剂鉴别多种有机物 。 例 3 在允许加热的条件下，只用一种试剂就可以 鉴别硫酸铵、氯化钾、氯化镁、硫酸铝和硝酸铁溶液， 这种试剂是 ( ) A NaOH B NH 3 H 2 O C AgN O 3 D B aCl 2 解析 因为硝酸铁溶液呈黄色，其余溶液均为 无色，所以首先可以根据溶液颜色鉴别硝酸铁溶 液，然后采用列表法进行鉴别。 硫酸铵 氯化 钾 氯化 镁 硫酸铝 NaOH 有刺激性气味 气体产生 无明 显变 化 白色 沉淀 白色沉淀， NaOH 过量 时，沉淀溶 解 NH 3 H 2 O 无明显变化 无明 显变 化 白色 沉淀 白色沉淀 AgN O 3 白色沉淀 白色 沉淀 白色 沉淀 白色沉淀 B aCl 2 白色沉淀 无明 显变 化 无明 显变 化 白色沉淀 分析表中实验现象，剩余的四种溶液只有加入 Na OH 溶液时，可以产生四种不同的现象，所以只 有 Na OH 溶液能鉴别上述溶液。 ( 3) 任选试剂鉴别多种物质 此类题目不限所加试剂的种类，可用多种解法，题目 考查的形式往往是从众多的鉴别方案中选择最佳方 案，其要求是操作步骤简单，试剂选用最少，现象最 明显。 答案 A 特别提醒 物质的鉴别常以简答题形式进行考 查，回答时注意： ( 1) 不许原瓶操作：鉴别的目的是为了以后的使 用，若原瓶操作，会造成试剂污染，所以要有 “ 各取 少许 ” 字样。 ( 2) 用词要准确科学：结论的得出来自实验现象， 在加入试剂之前，该物质是 未知的，叙述时不可出现 “ 取某某试剂加入某某物质 ” 的字样。气体试剂 要用 “ 通入 ” ，切不可把液体或固体试剂 “ 通入 中 ” 。 例 4 某钠盐溶液可能含有阴离子 NO 3 、 CO 2 3 、 SO 2 3 、 SO 2 4 、 Cl 、 Br 、 I 。为鉴定这些离子，分别取少量溶液 进行以下实验： 测得溶液呈碱性； 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； 加 CCl 4 ，滴加少量氯水，振荡后， CCl 4 层未变色； 加 BaCl 2 溶液产生白色沉淀，分离，在沉淀中加入 足量盐酸，沉淀不能完全溶解； 加 HNO 3 酸化后 ，再加过量 Ag NO 3 溶液，溶液中 析出白色沉淀。 实验 _ _ _ _ _ _ ； 实验 _ _ _ _ _ _ _ ； 实验 _ _ 。 ( 2) 上述 5 个实验不能确定是否存在的离子是 _ _ _ 。 ( 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 _ _ _ ； 实验 _ _ _ ； 答案 (1) 说明可能含有 CO 2 3 ，或者含有 SO 2 3 ，因为二者水解均显碱性 肯定含有 CO 2 3 ， 肯定不含 SO 2 3 ，因 SO 2 有刺激性气味 肯定不含 有 Br 、 I ，因二者均能与氯水反应生成溴单质和碘 单质，溴和碘单质溶于 CCl 4 显色 肯定含有 SO 2 4 ，因 B aS O 4 不溶于盐酸 肯定含有 Cl ，因 AgN O 3 与 Cl 反应生成的 AgC l 不溶于 HNO 3 (2) NO 3 即时巩固 2 某无色溶液中可能含有 Na 、 Ba 2 、 Cl 、 Br 、 SO 2 3 、 SO 2 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，观察到的现象或 得出的结论如下： 步 骤 操作 现象或结论 (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 CCl 4 振 荡，静置 CCl 4 层呈橙色 (3) 向所得的水溶液中加入 B a( NO 3 ) 2 溶 液和稀 HNO 3 有白色沉淀产 生 (4) 过滤，向滤液中加入 AgN O 3 溶液和 稀 HNO 3 有白色沉淀产 生 下列结论正确的是 ( ) A 肯定含有的离子是 B 肯定没有的离子是 C 可能含有的离子是 D 不能确定的离子是 解析 pH大于 7，溶液呈碱性，可以肯定 SO2-存 在，同时可知 Ba2 不存在；向溶液中滴加氯水，再 加入 CCl4振荡，静置， CCl4层呈橙色，表明溶液中有 Br ，由于加入氯水，无法确定原溶液中是否存在 Cl ；加入 Ba(NO3)2溶液和稀 HNO3，表明溶液可能存 在 SO2-，则阳离子必有 Na 。 3 4 D 考点三 离子推断的解题策略 这些推断题的解法在于掌握离子的特征反应以及离 子间的共存情况。在解题之前，应对所提供的离子在溶 液中能否大量共存进行分析，做到心中有数。一般来说， 离子间能生成沉淀或气体或弱电解质，以及能发生氧化 还原反应的，就不能在溶液中大量共存。例如， H 与 OH ， H 与弱酸根阴离子， OH 与弱碱阳离子， Ag 与 Cl 、 Br 、 I 、 SO 2 4 、 CO 2 3 ， Ba 2 、 Ca 2 与 SO 2 4 、 CO 2 3 ， Fe 2 与 NO 3 ( 酸性条件下 ) ， Fe 3 与 S 2 ， Al 3 与 AlO 2 、 S 2 等等，都不能在溶液中 大量 共存。 在具体推断过程中 ， 要注意以下几点 ： ( 1) 把推断离子的肯定与否定存在结合 起来考虑 。 ( 2) 推断过程中 ， 前后的结论不应该矛盾 。 因此 ， 前 面已下结论的离子 ， 在后面的推断过程中可不再重叙 。 若在分析中发现前后结论有矛盾 ， 则应找出错误原因 。 ( 3) 解题时要遵循以下几个原则 ： 互斥性原则 。 当利用题给实验现象判断出一定有 某种离子存在时 ， 应立即运用已有的知识 ， 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 。 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 。 这个隐含条件往往不 被人注意 ， 从而造成在离子推断中漏选或错选 。 如题中 各种阳离子一一被排除后 ， 根据电中性的特点 ， 最后剩 余的那种阳离子肯定有 ； 反之亦然 。 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 B aC l 2 溶液时 ， 过量的离子 ( Ba 2 、 Cl ) 将影响对原溶液中是否有 Ba 2 或 Cl 的判断 产生干扰 ； 还会有一些离子随实验过程中的变化而消失 ( 如原溶液中的 A l O 2 在过量酸条件下转化为 Al 3 ) ， 可能 对后续的检验造成影响 。 (4) 在作推断结果时，应该考虑三个方面，即肯定存 在的离子，肯定不存在的离子，不能判定存在与否的离子。 并且这三个方面的离子应是相互独立的，任何一种离子只 能出现一次，不能重复出现。当然有的题目中不一定三种 情况都需要回答，但分析问题时都应该考虑到。 例 5 有一瓶澄清的溶液，其中可能含有 NH 4 、 K 、 Na 、 Mg 2 、 Ba 2 、 Al 3 、 Fe 3 、 SO 2 4 、 CO 2 3 、 NO 3 、 Cl 和 I 。取该溶液进行以下实验： (1) 用 pH 试纸检验，表明溶液呈强酸性； ( 2) 取部分溶液，加入少量 CCl 4 及数滴新制的氯水， 经振荡后， CCl 4 呈紫红色； ( 3) 另取部分溶液，逐滴加入稀 N aOH 溶液，使溶液 从酸性逐渐转变为碱性，在滴加过程中及滴定完毕后，溶 液中均无沉淀生成； ( 4) 取部分上述碱性溶液，加 Na 2 CO 3 溶液，有白色沉 淀生成； ( 5) 将 ( 3 ) 得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 根据上述实验事实确定 ： 在该溶液中肯定存在的离子是 _ ， 肯定不存在的离子 是 _ ， 还不能确定是否存在的 离子是 _ 。 解析 首先考虑题目所给离子间的共存情况。 Ba 2 与 SO 2 4 ， Fe 3 与 I ， CO 2 3 与 Mg 2 、 Ba 2 、 Al 3 、 Fe 3 、 H 在溶液中不能大量共存。 由步骤 ( 1) 知，溶液中有大量的 H ，因而可排除 CO 2 3 的存在。 由步骤 ( 2) 知， CCl 4 层中有单质碘出现，故溶液 中含有 I ，故可排除 NO 3 、 Fe 3+ 的存在 。 由步骤 ( 3) 加 Na OH 至过量，皆无沉淀生成，可 排除弱碱金属阳离子 Mg 2 、 Al 3 ( 当然也排除 Fe 3 ) 的存 在。 由步骤 (4) 知，生成的沉淀是 B aCO 3 ，溶液中 含有 Ba 2 ，由此可排除 SO 2 4 ( 当然也排除 CO 2 3 ) 的存 在。 由步骤 (5) 知，产生的气体是氨气，故溶液中 含有 NH 4 。 答案 NH 4 、 Ba 2 、 I CO 2 3 、 SO 2 4 、 Mg 2 、 Al 3 、 Fe 3 、 NO 3 K 、 Na 、 Cl 即时巩固 3 一种澄清透明的溶液中 ， 可 能含有下列 离子 ： K 、 Fe 3 、 Ba 2 、 Al 3 、 NH 4 、 Cl 、 NO 3 、 H CO 3 、 SO 2 4 。 现做以下实验 ： ( 1) 将溶液滴在蓝色石蕊试纸上 ， 试纸呈红色 ； ( 2) 取少量溶液 ， 加入用稀 H NO 3 酸化的 B aCl 2 溶液 ， 产生白色沉淀 ； ( 3) 将 ( 2) 中的沉淀过滤 ， 向滤液中加入 AgN O 3 溶液 ， 产生白色沉淀 ； ( 4) 另取溶液 ， 逐滴加入 NaOH 溶液至过量 ， 只看到 有棕色沉淀生成 ， 且沉淀质量不减少 。 由此可以推断： 溶液中肯定存在的离子有 _ ； 溶液中肯定不存在的离子有 _ ；溶液 中不能确定是否存在的离子有 _ _ _ 。 解析 首先考虑离子间的共存： SO 2 4 与 Ba 2 ， HCO 3 与 Al 3 、 Fe 3 间不能大量共存； 由 (1) 知该溶 液为酸性溶液； 由 (2) 知，溶液中一定有 SO 2 4 ，从 而否定 Ba 2 的存在； 由于 (2) 溶液中加入了 Cl ， 根据 (3) 中加入 AgN O 3 溶液后所生成的沉淀无法判断 原溶液中是否有 Cl ； 由 (4) 知，棕色沉淀是 F e (OH) 3 ，肯定溶液中有 Fe 3 ；由于加入过量碱后沉 淀量没有减少，说明没有 Al 3 。 答案 SO 2 4 、 Fe 3 Ba 2 、 Al 3 、 H CO 3 K 、 NH 4 、 Cl 、 NO 3 思维提升 解题过程可概括为：有无要相伴， 定前后不管；前后无矛盾，结论议三方。 即时巩固 4 某河道两旁有甲、乙两厂，它们排放的 工业废水中共含有 K 、 Ag 、 Fe 3 、 Cl 、 OH 、 NO 3 六 种离子。 甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水中所含的三种离 子是 _ 、 _ 、 _ 。 乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量的 _( 选填：活性炭、硫酸亚铁、铁粉 ) ，可以回收其中 的金属 _( 填写金属元素符号 ) 。 另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混 合 ， 可以使废水中的 _ ( 填写离子符号 ) 转化为沉淀 ， 经过 滤后的废水主要含 _( 填写化学式 ) ， 可用来浇灌 农田 。 解析 甲厂排放的工业废水明显呈碱性，说明其中一 定含有 OH ，则分析能与 OH 共存或不能与 OH 共存的 其他离子即可。与 OH 可以共存的离子有： K 、 Cl 、 NO 3 ，考虑到 Ag 与 Cl 不能共存。所以，甲厂废水中所 含的三种离子应是 K 、 Cl 、 OH ，则乙厂废水中含有的 另外三种离子是 Ag 、 Fe 3 、 NO 3 。在乙厂的废水中加入 一定量的铁粉可得到 Ag 。甲厂和乙厂的废水按适当的比 例混合， Ag 与 Cl 生成 AgC l 沉淀， Fe 3 与 OH 生成 F e (OH) 3 沉淀，过滤后废水中主要含 K 和 NO 3 ，即 K NO 3 。 答案 OH Cl K 铁粉 Ag Ag 、 Fe 3 、 Cl 、 OH KNO 3 即时巩固 5 有一澄清溶液，其中只可能含有 下列离子： H 、 K 、 Na 、 Mg 2 、 Ba 2 、 NH 4 、 Al 3 、 Fe 3 、 SO 2 4 、 CO 2 3 、 Cl 、 I 中的某几种，进 行如下实验： ( 1) 用 pH 试纸检验，试纸呈深红色。 ( 2) 取部分溶液加入少量氯水后分成两份，其中 一份加入少许 CCl 4 ，振荡、静置后液体分层，下层 呈黄绿色；向另一份中加入 Ag NO 3 溶液，发现有白 色沉淀生成。 ( 3) 另取部分溶液 ， 逐滴加入 N aOH 溶液至过量 ， 在滴加过程中未发现有沉淀生成 。 ( 4) 取 ( 3) 所得的碱性溶液 ， 加入 Na 2 CO 3 溶液 ， 有白色沉淀生成 ， 取上层清液进行焰色反应 ， 火焰呈 黄色 。 ( 5) 取 ( 3) 所得的碱性溶液 ， 加热 ， 有气体产生 ， 该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色 。 据以上判 断 ， 该溶液中肯定含有 _ ， _ _ 不能肯定 是否存在 。 解析 根据各步实验现象逐步分析。步骤 ( 1) p H 试纸呈深 红色，说明溶液为酸性，即溶液中含有较多 H ；步骤 ( 2) 说明 原溶液中无 I ，但此时并不能说明有无 Cl ；步骤 ( 3) 加入 Na OH 溶液至过量，始终无沉淀生成，说明原溶液中无 Mg 2 、 Al 3 、 Fe 3 ；步骤 ( 4) 说明原溶液中有 Ba 2 ，从而证明原溶液 中无 SO 2 4 、 CO 2 3 ，焰色反应火焰呈黄色，但此时不能肯定原 溶液是否含有 Na 和 K ，因为步骤 ( 3) 引入了 Na ，而 K 的 焰色反应 ( 紫色 ) 必须透过蓝色钴玻璃才能观察到；步骤 ( 5) 说明 原溶液中有 NH 4 。因前面肯定有的几种离子均为阳离子，而 四种阴离子中的 SO 2 4 、 CO 2 3 、 I 经推断都不存在，故还有 Cl 存在。 答案 H 、 Ba 2 、 NH 4 、 Cl Na 、 K 即时巩固 6 A 、 B 、 C 、 D 是四种可溶的化合物 ， 分别由阳离子 K 、 Ba 2 、 Al 3 、 Fe 3 和阴离子 OH 、 CO 2 3 、 NO 3 、 SO 2 4 两两组合而成 ， 它们的溶液发生 如下反应 ： A 与 B 反应生成白色沉淀 ， 再加过量 A ， 沉淀 量减少 ， 但不会完全消失 ； A 与 D 反应生成有色沉 淀 ； B 与 C 反应生成白色沉淀和气体 。 根据实验现象 ， 按要求回答下列问题 ： ( 1) 写出它们的化学式： A ._ _ _ ， B._ _ _ ， C ._ _ _ _ ， D ._ _ _ _ 。 ( 2) 写出 B 与 C 反应的离子方程式： _ _ 。 解析 将物质两两反应情况列入下表： A B C D A 白色 ( 先多 后少 ) 有色 B 白色 、 C D 显然， A 、 B 中分别含 Al 3 、 OH 中的一种； A 、 D 中分别含 Fe 3 、 OH 中的一种，这样易知 A 中含 OH ， B 中含 Al 3 ， D 中含 Fe 3 。根据离子共存情 况可知， CO 2 3 只可能与 K 组合为 K 2 CO 3 。又因为四 种物质均可溶，则得到 A 、 B 、 C 、 D 分别是 B a( OH ) 2 、 Al 2 (SO 4 ) 3 、 K 2 CO 3 、 F e (N O 3 ) 3 。 答案 ( 1) Ba ( O H ) 2 Al 2 ( SO 4 ) 3 K 2 CO 3 F e ( N O 3 ) 3 ( 2) 2A l 3 3CO 2 3 3H 2 O = = 2A l(O H ) 3 3CO 2 练后反思 离子推断有效方法探究 1 排队法 适合于分析限定条件下的离子推断问题。如溶 液中出现 H 、 OH 或其他指定的离子，则可将特征 离子或指定的离子先写在前面，再在其后排列能与 之共存的离子，即可得到结果。在分析过程中，要 注意隐含性问题，如溶液酸碱性的表述方式。如： 即时巩固 4 。 2 淘汰法 又称筛选法或排除法。它适合于解答分实验步骤 ( 一般 是实验操作及实验现象同时出现 ) 或用框图表述离子存在 情况的推断题。解题时，逐步分析离子存在或不存在的可 能性。需要注意的是，解题时要前后呼应，不能思前忘后。 如：即时巩固 5 。 3 表格法 适合于解答离子数目较多、反应情况复杂的离子推断 试题。解题时，直接分析各离子或组合为具体物质后，看 其两两反应情况，并将实验现象填入表格，再根据现象的 共性或差异性分析结果。一般由最特殊或最具 ( 或不具 ) 共性 的现象先得到某一结论 , 然后推测其他情况。如即时巩固 6 。 高考集训 题组一 离子的检验、鉴别 1 判断正误 (1) 检验某溶液是否含有 SO 2 4 时，应取少量该溶 液，依次加入 B aCl 2 溶液和稀盐酸 ( ) (2010 山东理综 14D) 解析 必须先加稀盐酸 ， 以排除 SO2-的干扰。 3 (2)某无色溶液中加 Ba(NO3)2溶液产生沉淀，再 加入稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有 SO2- ( ) (2009天津理综 3C) 4 解析 若原溶液中含有 SO 2 3 ，生成 Ba SO 3 ，再 加入 HCl ，则与溶液的 NO 3 结合，相当于 H N O 3 ， 则可以氧化 Ba SO 3 至 B aSO 4 ，沉淀也不溶解，故错。 (3) 某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气 体水溶液一定显碱性 ( ) (2009 天津理综 3B) 解析 石蕊变蓝，则肯定为碱性，正确。 2 ( 20 10 重庆理综， 9) 能 鉴别 M gI 2 、 A gN O 3 、 Na 2 CO 3 、 N aA lO 2 四种溶液的试剂是 ( ) A HNO 3 B K OH C B aC l 2 D N aC lO 解析 本题考查物质的鉴别。 HNO3氧化 I 生 成棕色的碘，与 Na2CO3反应产生无色的 CO2气体， 与 NaAlO2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。 A 3 (2009 四川理综， 7) 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 向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡 溶液，有白色沉淀生成 该溶液中一 定含有 SO 2 4 B 向某溶液中加入 2 滴 K S CN 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 Fe 2 C 将某气体通入品红溶液中，品红溶 液褪色 该气体一定 为 SO 2 D 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 B 4 (2009 上海， 16) 物质的鉴别有多种方法。下 列能达到鉴别目的的是 ( ) 用水鉴别苯、乙醇、溴苯 用相互滴加的方 法鉴别 Ca( OH ) 2 和 Na HCO 3 溶液 点燃鉴别甲烷 和乙炔 A B C D B 5 (2009 山东理综 30 改编 ) 检验溶液中 Fe 3 的最佳试剂为 _( 填代号 ) 。 a K M n O 4 b (N H 4 ) 2 S c H 2 O 2 d K S C N d 6 某学校化学兴趣小组为探索金属回收物的综合利 用，专门设计实验用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯 化 铝 溶 液 、 绿 矾 晶 体 ( F e S O 4 7H 2 O) 和 胆 矾 晶 体 ( CuS O 4 5H 2 O) ，其实验方案如下： 请回答下列问题： ( 1) 过滤用的玻璃仪器有 _ _ 。 ( 2) 在滤液 C 转化为沉淀 的过程中盐酸的用量 不易控制，可改为通 CO 2 气体，写出滤液 C 中通入 过量 CO 2 的离子方程式： _ _ _ 。 写出由沉淀 转化为 AlC l 3 溶液的离子方程式： _ _ _ 。 (3) 小组成员经过检测，发现制得的绿矾不纯， 试分析其主要含有哪些杂质： _ ，要想由 沉淀 最终制得纯度较高的绿矾，应如何改进 _ _ _ _ _ _ 。 (4) 小组成员从资料中获知 H 2 O 2 是一种绿色氧 化剂，在滤渣 B 中加入稀硫酸和 H 2 O 2 来制备胆矾晶 体， 则该反应的总化学方程式为 _ _ _ 。 ( 5) 有同学提出可将方案中最初溶解合金的盐酸 改为烧碱，重新设计方案，也能最终制得三种物质， 你认为第二种方案相对于第一种方案 _ _ _( 填 “ 更合理 ” 或 “ 不合理 ” ) ，理由是 _ _ 。 解析 在问题 ( 3) 中，由于溶液 D 中除硫酸亚铁之外，还 含有硫酸钠、氯化钠，且反应过程中部分 2 价铁转化成了 3 价铁，故主要杂质为氯化钠、硫酸钠、硫酸铁，改进时应 向溶液 D 中加入足量铁粉，反应后过滤，再将滤液蒸发浓缩、 冷却结晶、过滤。 答案 (1) 烧杯、漏斗、玻璃棒 (2) AlO 2 CO 2 2H 2 O = =Al( OH ) 3 HCO 3 Al(OH) 3 3H = =Al 3 3H 2 O (3) 氯化钠、硫酸钠、硫酸铁 向溶液 D 中加入 足量铁粉，反应后过滤，再将滤液蒸发浓缩、冷却结 晶、过滤即可得纯度较高的绿矾 (4) Cu H 2 O 2 H 2 SO 4 3H 2 O = =CuS O 4 5H 2 O ( 或 Cu H 2 O 2 H 2 SO 4 = =CuS O 4 2H 2 O) (5) 更合理 前一种方案操作步骤多、时间长、 消耗试剂量大 题组二 离子的推断 7 ( 201 0 全国理综 ， 28) 有 A 、 B 、 C 、 D 、 E 和 F 六瓶无色溶液 ， 他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 ， 且他们的阴离子均不同 。 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 分别加入到其他五种溶液中 ， 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 分别加入到 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 分别加入到 D 、 E 、 F 中，均有沉淀生成， 再加入稀 HNO 3 ，沉淀均不溶。 根据上述实验信息，请回答下列问题： ( 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，又由纯 E 为无色油状液体，推知 E 为硫酸 ( 步操作进一步确定 ) ； ( I I ) 由题干和 步操作可知 A 为氨水； ( I I I ) 再由 步操作可知 F 中阳离子为 Ag ，发生的反 应为： Ag NH 3 H 2 O = = A gOH NH 4 ； A gOH 2N H 3 H 2 O = = A g( N H 3 ) 2 OH 2H 2 O ；而常见的盐中 只有 A gN O 3 可溶于水，故 F 为 A gN O 3 ； ( I V ) 由 步操作可知 B 中阴离子应为 CO 2 3 ，由于此无 色无味的气体只能是 C O 2 , B 、 C 、 D 中能生成沉淀说明不 能是 HCO 3 ，而阳离子可是常见的 K 、 Na 、 NH 4 等待定； (V ) 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 Mg 2 或 Al 3 ，而阴离子需待下步反 应再确定； (V I) 由 步操作生成的沉淀可能为 AgC l 、 AgB r 、 AgI 、 B aS O 4 、 H 2 S iO 3 ( 不合理 ) 等，但限于题干所述中学常用试 剂，则沉淀应为 AgC l 和 B a S O 4 ，不溶于 HN O 3 ，一个是 与 AgN O 3 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 Ba 2 和 Cl ，即 C 为 B aCl 2 ，进而 推出 D 中阴离子应该为 SO 2 4 ，因为题干所述盐溶液中阴 离子均不同，故 D 为 A l 2 (SO 4 ) 3 或 M gS O 4 ；其他解析见答 案。 答案 ( 1) A NH 3 C B aC l 2 E H 2 SO 4 F Ag NO 3 ( 若 C 作为不能确定的溶液 ， 进一步鉴别的方法 合理 ， 同样给分 ) ( 2) B Na 2 CO 3 或 K 2 CO 3 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 Na 2 CO 3 ； 若透过蓝色钴玻璃观察 火焰颜色 ， 火焰为紫色 ， 则 B 为 K 2 CO 3 。 D M g S O 4 或 Al 2 ( SO 4 ) 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 M gS O 4 ， 若生成的沉淀完全溶解说明是 Al 2 ( SO 4 ) 3 8 (2009 全国理综 ， 29) 现有 A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 六种化合物，已知它们的阳离子有 K 、 Ag 、 Ca 2 、 Ba 2 、 Fe 2 、 Al 3 ，阴离子有 Cl 、 OH 、 CH 3 COO 、 NO 3 、 SO 2 4 、 CO 2 3 。现将它们分别配成 0.1 m ol/ L 的 溶液，进行如下实验： 测得溶液 A 、 C 、 E 呈碱性，且碱性为 AE C ； 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； 向 D 溶液中滴加 B a( NO 3 ) 2 溶液，无 明显现象； 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。 ( 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 _ _ 。 根据上述实验现象，回答下列问题： ( 1) 实验 中反应的化学方程式是 _ _ _ _ ； 解析 根据溶液的性质 ， 确定 CO 2 3 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 B a ( O H ) 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 B a( O H ) 2 ， E 为 K 2 CO 3 ， C 为醋酸盐， 由 可得 B 中阳离子为 Ag ，则肯定为 AgN O 3 ，由 可 得 D 中无 SO 2 4 ，则 F 中的阴离子为 SO 2 4 ， D 中的阴离 子为 Cl 。由 可得 F 中的阳离子为 Fe 2 ，即 F 为 F e S O 4 ， 而 CH 3 COO 若与 Al 3 形成溶液时， Al 3 也发生水解， 所以 C 为醋酸钙，而 D 为 AlCl 3 。 答案 ( 1) A gN O 3 NH 3 H 2 O = = A gOH NH 4 NO 3 ， A gOH 2N H 3 H 2 O = = A g( N H 3 ) 2 OH 2H 2 O ( 2) K 2 CO 3 由 中碱性强弱顺序可知 ： E 是碳酸 盐。六种阳离子可与 CO 2 3 形成可溶性盐的只有 K ， 故 E 为 K 2 CO 3 ( 3) B a ( OH ) 2 ( C H 3 C OO ) 2 Ca A lCl 3 F e S O 4
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