离子的检验、鉴别及推断

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NaOH溶液能检验出Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、NH＋4共热，生成能使湿润的红色石蕊试纸的气体Cu2＋Fe3＋Fe2＋Al3＋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Fe3＋Fe2＋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CO2－3―→加入BaCl2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SO2－4―→加入稀盐酸无沉淀生成，无气体放出，再加入BaCl2溶液有产生SO2－3―→加入BaCl2溶液后生成，再加入稀盐酸，并放出有的气体3．利用AgNO3(HNO3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Fe2O3)e.难溶性碱[如Cu(OH)2]f.碳酸盐(Na2CO3或CaCO3)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.pH试纸c.可溶性铜盐(如CuSO4溶液)d.可溶性铁盐(如FeCl3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：MnO－4——呈，Cu2＋——呈，Fe2＋——呈，Fe3＋——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KSCN溶液，溶液显红色反应后溶液中肯定有Fe3＋，可能还有Fe2＋解析A项，该物质也可以是NaOH、KOH，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KSCN显红色的溶液中肯定有Fe3＋，不能确定是否有Fe2＋，故可能有Fe2＋，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AgNO3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Cl2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(NO3)2溶液，生成白色沉淀，加稀盐酸后沉淀不溶解时，可确定有SO2－4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CO2－3存在解析Cl－、SO2－4均能与Ag＋形成不溶于稀盐酸的白色沉淀，A错；I2遇淀粉变蓝，通入Cl2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；SO2－3与Ba(NO3)2反应形成BaSO3沉淀在加入稀盐酸后也可转化为BaSO4沉淀，C错；能使澄清石灰水变浑浊的气体是CO2或SO2，原溶液中可能存在的离子是CO2－3、HCO－3、SO2－3或HSO－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：①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。②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①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。②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。③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。④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。⑤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()①KOHNa2SO4AlCl3②NaHCO3Ba(OH)2H2SO4③HClNaAlO2NaHSO4④Ca(OH)2Na2CO3BaCl2A．①②B．②③C．①③④D．①②④解析①相互滴加时Na2SO4滴入另外两种溶液中无明显现象，KOH和AlCl3相互滴加现象不同：KOH逐滴加入AlCl3中立刻产生沉淀，而AlCl3滴入KOH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；②相互滴加，能与另外两种溶液均反应产生白色沉淀的是Ba(OH)2，向两种白色沉淀中分别滴加NaHCO3或H2SO4，能够使其中一种白色沉淀溶解的是H2SO4；③和④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①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。②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。③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．NaOHB．NH3·H2OC．AgNO3D．BaCl2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NH3·H2O无明显变化无明显变化白色沉淀白色沉淀AgNO3白色沉淀白色沉淀白色沉淀白色沉淀BaCl2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NaOH溶液时，可以产生四种不同的现象，所以只有NaOH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、CO2－3、SO2－3、SO2－4、Cl－、Br－、I－。为鉴定这些离子，分别取少量溶液进行以下实验：①测得溶液呈碱性；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，在沉淀中加入足量盐酸，沉淀不能完全溶解；⑤加HNO3酸化后，再加过量AgNO3溶液，溶液中析出白色沉淀。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______________________________________。(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______________________________；答案(1)①说明可能含有CO2－3，或者含有SO2－3，因为二者水解均显碱性②肯定含有CO2－3，肯定不含SO2－3，因SO2有刺激性气味③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CCl4显色④肯定含有SO2－4，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HNO3(2)NO－3即时巩固2某无色溶液中可能含有①Na＋、②Ba2＋、③Cl－、④Br－、⑤SO2－3、⑥SO2－4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CCl4振荡，静置CCl4层呈橙色(3)向所得的水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3有白色沉淀产生(4)过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3有白色沉淀产生下列结论正确的是()A．肯定含有的离子是③④⑤B．肯定没有的离子是②⑤C．可能含有的离子是①⑥D．不能确定的离子是③⑥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＋。34D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－、SO2－4、CO2－3，Ba2＋、Ca2＋与SO2－4、CO2－3，Fe2＋与NO－3(酸性条件下)，Fe3＋与S2－，Al3＋与AlO－2、S2－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：①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。②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。③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BaCl2溶液时，过量的离子(Ba2＋、Cl－)将影响对原溶液中是否有Ba2＋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