例析新课程下高考离子推断题的类型

例析新课程下高考离子推断题的类型

长沙市第21中学　 邵国光

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S^2-和SO₃^2-组成。

 

例1.（2011上海）某溶液中可能含有Na⁺、NH₄⁺、Ba²⁺、SO₄^2－、I^－、S^2－。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．SO₄^2－    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^－、S^2－。所以必需含有SO₄^2－，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^－、CO₃^2－、SO₃^2－、SO₄^2－、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。CO₃^2－、SO₃^2－是弱酸的阴离子，在溶液中可发生水解使溶液呈碱性，所以CO₃^2－、SO₃^2－可能存在（至少存在其中的一种）。

 

②这些阴离子中，只有CO₃^2－、SO₃^2－能与HCl溶液反应，但SO₃^2－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CO₃^2－一定存在，SO₃^2－一定不存在。

 

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Ba^2＋后生成的沉淀部分溶解，说明原溶液中有SO₄^2－。因为SO₄^2－与Ba^2＋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SO₄^2－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）①CO₃^2－和SO₃^2－可能存在，因为它们水解显碱性。

②CO₃^2－肯定存在，因产生的气体是CO₂；SO₃^2－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。  

④SO₄^2－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⁺、Ba^2＋、Mg^2＋、H^＋、OH^－、Cl^－、HCO₃^-、SO₄^2-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；②0.1 mol/L乙溶液中c(H^＋)>0.1 mol/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Ba^2＋                    B．乙溶液含有SO 

C．丙溶液含有Cl^－                     D．丁溶液含有Mg^2＋

 

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CO₃^2—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SO₄^2—，则F中的阴离子为SO₄^2—，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)₂    Ca(CH₃COO)₂   AlCl₃    FeSO₄

 

 

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。在进行离子推断时应注意三个原则：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^＋、Ba^2＋、Al^3＋、AlO₂^―、S^2―、CO₃^2―、SO₃^2―、SO₄^2―，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S^2-、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、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：2S^2―＋SO₃^2―＋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S^2-、SO₃^2-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：

 

Al^3＋＋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SO₄^2-，综上所述原溶液中可能存在CO₃^2-。（4）要分析气体甲的可能组成，需结合定量关系来判断。若S^2-、SO₃^2-恰好全部反应生成S，气体可能是CO₂；若S^2-过量，气体可能是H₂S或H₂S和CO₂混合气体；若SO₃^2-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S^2-、SO₃^2-、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CO₃^2-、SO₄^2-。答案如下：

 

（1）2S^2―＋SO₃^2―＋6H^＋＝3S↓＋3H₂O 

 

（2）Al^3＋＋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：①H₂S②S_O2 ③CO₂④CO₂和H₂S ⑤CO₂和SO₂   

 

（5）Na^＋ 、S^2―、SO₃^2―、AlO₂^―；Ag^＋、Ba^2＋、Al^3＋；CO₃^2―、SO₄^2―   

【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   Na₂SO₄  KCl  AgNO₃  Ca(NO₃)₂   Na₂CO₃  Ba(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】

2011-11-14  人教网

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