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第5讲离子共存离子的检验与推断[考纲要求]1.应用离子反应发生的条件，正确判断常见离子在溶液中能否大量共存。2.利用离子的特征反应，能鉴别常见离子以及进行综合推断。高频考点一离子共存1．判断下列离子能否大量共存(能大量共存的打“√”，不能大量共存的打“×”)(1)水溶液中：Al3＋、Ca2＋、HCO－3、SO2－4(×)(2)水溶液中：Fe2＋、H＋、ClO－、Cl－(×)(3)无色溶液中：Fe3＋、Cu2＋、NO－3、Cl－(×)(4)1.0mol·L－1的KNO3溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO2－4(×)(5)甲基橙呈红色的溶液：NH＋4、Ba2＋、AlO－2、Cl－(×)(6)常温下pH＝12的溶液：K＋、Na＋、CH3COO－、Br－(√)(7)与铝反应产生大量氢气的溶液：Na＋、NH＋4、CO2－3、NO－3(×)(8)c(K＋)c(Cl－)的溶液中大量存在：K＋、NO－3、Cl－、HCO－3(×)2．指出下列离子组不能共存的原因。(1)Na＋、OH－、SO2－4、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－3的溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO2－4__________________________________________________。(5)常温下，pH＝12的溶液：K＋、Cl－、SO2－3、SiO2－3、Ca2＋_________________________________________________。(6)c(H＋)＝0.1mol·L－1的溶液：Na＋、NH＋4、SO2－4、S2O2－3_________________________________________________。(7)使pH试纸显蓝色的溶液中：Cu2＋、NO－3、Fe3＋、SO2－4_________________________________________________。(8)与铝粉反应放出氢气的无色溶液中：NO－3、Al3＋、Na＋、SO2－4_________________________________________________。(9)常温下pH＝0的溶液中：Al3＋、NH＋4、Ca2＋、ClO－_________________________________________________。【答案】(1)Fe3＋与OH－反应生成沉淀(2)I－能被ClO－氧化(3)Fe3＋与SCN－发生配合反应，Fe3＋与I－发生氧化还原反应(4)NO－3在酸性条件下能氧化Fe2＋(5)Ca2＋与SO2－3、SiO2－3反应生成沉淀(6)S2O2－3与H＋反应：S2O2－3＋2H＋S↓＋SO2↑＋H2O(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－3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存在(9)ClO－与H＋生成弱电解质HClO不能大量共存同一溶液中有多种离子时，若任意两种离子间发生反应，即为不能大量共存。离子不能大量共存的常见情况如下：1．离子间发生复分解反应(1)生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存(2)生成气体及挥发性物质的离子不能大量共存离子不能大量共存的离子H＋S2O、CO、SO、HCO、HSO、S2－、HS－OH－NH(浓溶液并加热)(2)生成气体及挥发性物质的离子不能大量共存(3)生成难电离物质(水、弱酸、一水合氨等)的离子不能大量共存①H＋与CH3COO－、CO2－3、S2－、SO2－3等生成弱酸不能大量共存；②OH－与NH＋4(稀溶液)生成弱碱不能大量共存；③H＋与OH－生成水不能大量共存；④多元弱酸的酸式酸根离子(如：HCO－3、HSO－3、HS－、H2PO－4、HPO2－4等)与H＋、OH－均不能大量共存。2．离子间发生氧化还原反应具有较强氧化性的离子与具有较强还原性离子，会发生氧化还原反应而不能大量共存。3.离子的水解反应相互促进当弱酸的酸根与弱碱的阳离子同时存在于水溶液中时，弱酸的酸根水解生成的OH－与弱碱的阳离子水解生成的H＋反应生成水，从而使两种离子的水解平衡互相促进而向水解方向移动，甚至完全反应。如Al3＋与CO2－3不能共存，常见的因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的离子如下：(1)Al3＋与CO2－3、HCO－3、S2－、HS－、AlO－2、SiO2－3；(2)Fe3＋与CO2－3、HCO－3、AlO－2、SiO2－3。【特别提醒】(1)AlO－2与HCO－3不能大量共存，发生的离子反应为AlO－2＋HCO－3＋H2OAl(OH)3↓＋CO2－3(相当于弱酸制更弱酸，不是因为发生双水解反应)。(2)NH＋4与CH3COO－(CO2－3)、Mg2＋与HCO－3等组合中，虽然存在相互促进水解反应，但因水解程度很小，仍可大量共存。4．离子间发生配合反应离子间因发生配合反应而不能大量共存，中学常见的反应有(1)Fe3＋与SCN－因生成Fe(SCN)3而不能大量共存。(2)Ag＋与NH3·H2O因生成[Ag(NH3)2]＋而不能大量共存。(3)Cu2＋与NH3·H2O因生成[Cu(NH3)4]2＋而不能大量共存。(4)Zn2＋与NH3·H2O因生成[Zn(NH3)4]2＋而不能大量共存。考点1无限制条件的离子共存判断1．(2015·广东理综，8)水溶液中能大量共存的一组离子是()A．NH＋4、Ba2＋、Br－、CO2－3B．Cl－、SO2－3、Fe2＋、H＋C．K＋、Na＋、SO2－4、MnO－4D．Na＋、H＋、NO－3、HCO－3【解析】Ba2＋与CO2－3会生成BaCO3沉淀，不能大量共存，A项错误；H＋与SO2－3会反应生成SO2和H2O，不能大量共存，B项错误；C项中四种离子之间不发生反应，可以大量共存，正确；H＋与HCO－3反应生成CO2和水，D项错误。【答案】C2．(2018·重庆模拟)在水溶液中能大量共存的一组离子是()A．Na＋、Ba2＋、Cl－、NO－3B．Pb2＋、Hg2＋、S2－、SO2－4C．NH＋4、H＋、S2O2－3、PO3－4D．Ca2＋、Al3＋、Br－、CO2－3【解析】B项中Hg2＋与S2－，Pb2＋与S2－、SO2－4均不能大量共存；C项中H＋与S2O2－3、PO3－4不能大量共存；D项中Al3＋、Ca2＋与CO2－3均不能大量共存。【答案】A【方法总结】(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，“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。考点2有限制条件的离子共存判断(一)题干中有限制条件3．(2015·上海高考)某无色溶液含有下列离子中的若干种：H＋、NH＋4、Fe3＋、Ba2＋、Al3＋、CO2－3、Cl－、OH－、NO－3。向该溶液中加入铝粉，只放出H2，则溶液中能大量存在的离子最多有()A．3种B．4种C．5种D．6种【解析】含有Fe3＋的溶液显黄色，在无色溶液中不能大量存在；H＋与CO2－3、OH－会发生反应，不能大量共存；OH－与NH＋4、Al3＋会发生反应，不能大量共存；Ba2＋、Al3＋、CO2－3会发生反应，不能大量共存。向该溶液中加入铝粉，只放出H2，若溶液为碱性，则含有大量的OH－，还可能含有大量的Ba2＋、Cl－、NO－3，离子最多4种；若溶液为酸性，由于H＋、NO－3起硝酸的作用，加入Al不能产生氢气，所以含有的离子可能是H＋、NH＋4、Ba2＋、Al3＋、Cl－，最多是5种离子。【答案】C4．(双选)(2018·青海质检)含有下列各组离子的溶液中，通入过量SO2气体后仍能大量共存的是()A．H＋、Ca2＋、Fe3＋、NO－3B．Ba2＋、Cl－、Al3＋、H＋C．Na＋、NH＋4、I－、HS－D．Na＋、Ca2＋、K＋、Cl－【解析】A项，通入过量SO2后，Fe3＋和H＋与NO－3均可与SO2发生氧化还原反应而不能大量共存，在溶液中SO2被氧化生成SO2－4，SO2－4与Ca2＋结合生成硫酸钙沉淀，A项错误；C项，通入SO2后，生成H2SO3与HS－发生氧化还原反应生成单质硫而不能大量共存，C项错误；B、D两项通入SO2后不能发生反应，仍可大量共存。【答案】BD(二)选项中有限制条件5．(2015·江苏高考)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＋、Al3＋、SO2－4、Cl－B.Kwc（H＋）＝1×10－13mol·L－1的溶液中：NH＋4、Ca2＋、Cl－、NO－3C．与Al反应能放出H2的溶液中：Fe2＋、K＋、NO－3、SO2－4D．水电离的c(H＋)＝1×10－13mol·L－1的溶液中：K＋、Na＋、AlO－2、CO2－3【解析】A选项，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，所以错误；B选项，溶液的pH＝1，各离子之间不发生反应，可以大量共存，所以正确；C选项，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，亚铁离子不能大量存在，若溶液显酸性，Fe2＋和NO－3不能大量共存，所以错误；D选项，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存在，所以错误。【答案】B6．(2017·山东淄博模拟)下表各项中的离子能在溶液中大量共存，且满足相应要求的是()【解析】A项，c(K＋)＜c(Cl－)不满足电荷守恒，应该是c(K＋)＞c(Cl－)，A错误；B项，c（H＋）c（OH－）＝1×1014，溶液显酸性，H＋、I－、NO－3会发生氧化还原反应，不能大量共存，B错误；C项，滴加NaOH溶液，OH－先与铝离子反应，故不能立即生成气体，C错误；D项，该组离子之间不反应，可大量共存，且滴加氨水时Mg2＋、Ag＋与其反应有沉淀产生，随着氨水的不断滴加，AgOH沉淀又会溶解于氨水，D正确。【答案】D【知识归纳】离子共存问题的题干中的常见“陷阱”高频考点二离子的检验与推断1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)加入稀盐酸酸化的BaCl2溶液，出现白色沉淀，则溶液中可能有SO2－4或Ag＋(√)(2)加入盐酸，产生白色沉淀，滴加硝酸白色沉淀不溶解，则溶液中可能有Ag＋(√)(3)加入CaCl2溶液，有白色沉淀生成，溶液中一定存在CO2－3(×)(4)滴入硝酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，溶液中一定存在SO2－4(×)(5)加入稀硫酸，产生使品红褪色的无色有刺激性气味的气体，则溶液中一定存在SO2－3(×)(6)滴加KSCN溶液无现象，将所得溶液加入饱和氯水中，溶液无血红色，则溶液中一定不存在Fe2＋(×)(7)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(√)(8)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－(√)2．在多种离子同时存在的溶液中，检验某些离子时要注意检验顺序。某溶液中存在下列两种阴离子时，应如何检验两种离子同时存在？(1)Cl－、SO2－4：____________________________________________________________________________________。(2)OH－、CO2－3：_________________________________________________