2015高考化学专题九第三单元（离子检验与离子推断）一轮复习教案 10页

‎2015《金版新学案》高中化学总复习讲义：专题九第三单元　离子检验与离子推断 考点一　常见离子的检验方法 ‎1．沉淀法 离子 试剂 现象 注意 Cl－、Br－、I－‎ AgNO3溶液和稀HNO3‎ AgCl(白色)、AgBr(淡黄色)、AgI(黄色)‎ SO 稀盐酸和BaCl2溶液 白色沉淀 先用稀盐酸酸化 Fe2＋‎ NaOH溶液 白色沉淀→‎ 灰绿色沉淀→‎ ‎→红褐色沉淀 Fe3＋‎ NaOH溶液 红褐色沉淀 Al3＋‎ NaOH溶液 白色沉淀→溶解 不一定是Al3＋‎ ‎2.气体法 离子 试剂 现象 注意 NH 浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸 产生有刺激性气味的气体，且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 要加热 CO 稀盐酸和石灰水 石灰水变浑浊 SO、HCO有干扰 SO 稀H2SO4和品红溶液 产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色 ‎3.显色法 离子 试剂 现象 注意 I－‎ 氯水(少量)，CCl4‎ 下层为紫色 Fe2＋‎ KSCN溶液和氯水 先是无变化，滴加氯水后变血红色 先加KSCN溶液，无变化，再加氯水 Fe3＋‎ KSCN溶液 血红色 苯酚溶液 紫色 Na＋、K＋‎ Pt(Fe)丝和稀盐酸 火焰分别呈黄色、紫色 K＋要透过蓝色钴玻璃片观察焰色 ‎　(1)向某无色溶液中滴入BaCl2溶液，产生不溶于硝酸的白色沉淀，原溶液中一定存在SO吗？‎ ‎(2)向某无色溶液中加入盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，原溶液中一定有CO吗？‎ ‎(3)向某溶液中加入稀NaOH溶液，把湿润无色酚酞试纸放在试管口，试纸不变红，则溶液中一定不存在NH，该判断是否正确？为什么？‎ ‎(4)如何检验含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中的Fe2＋？‎ ‎(5)做某溶液的焰色反应实验，火焰呈黄色，则溶液中一定存在钠元素，不存在钾元素，该判断是否正确？为什么？‎ 提示：　(1)不一定；也可能存在Ag＋或SO。‎ ‎(2)不一定；也可能存在HCO、SO或HSO。‎ ‎(3)判断错误，检验NH时，应加入浓NaOH溶液，并加热，且用湿润的红色石蕊试纸。‎ ‎(4)取少量液体，滴入几滴酸性KMnO4溶液(或溴水)，若KMnO4溶液(或溴水)褪色，说明溶液中含有Fe2＋(或其他合理答案)。‎ ‎(5)判断错误，钾的焰色反应必须透过蓝色钴玻璃片才能观察到。‎ ‎1．下列叙述中正确的是(　　)‎ A．液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加水封 B．能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2‎ C．某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－‎ D．某溶液加入BaCl2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液一定含有Ag＋‎ 解析：　选项A，在存放液溴的试剂瓶中加水封，可减少溴的挥发，A正确；选项B，能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质不一定是Cl2，也可能是O3、溴蒸气、NO2等，B错误；某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I2，C错误；选项D，不溶于稀硝酸的白色沉淀可能是BaSO4，也可能是AgCl，所以原溶液中可能含有Ag＋，也可能含有SO，D错误。‎ 答案：　A ‎2．用下面的方案进行某些离子的检验，其中方案设计严密的是(　　)‎ A．检验试液中的SO：试液无沉淀白色沉淀 B．检验试液中的SO：试液气体褪色 C．检验试液中的I－：试液棕黄色溶液蓝色溶液 D．检验试液中的CO：试液白色沉淀沉淀溶解 答案：　C 　离子检验中的常见干扰以及排除措施 待检离子 干扰离子 排干扰措施 Cl－‎ SO 加过量的Ba(NO3)2溶液 CO 加稀硝酸酸化 OH－‎ 加稀硝酸酸化 SO CO 加盐酸酸化 SO 加盐酸酸化 Ag＋‎ 加盐酸酸化 SO CO 加盐酸后将产生的气体通入品红试液中 CO SO 加盐酸后将产生的气体先通入酸性KMnO4溶液，再通入澄清石灰水 ‎3．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＋、NO、OH－、Fe2＋、AlO、CO、NH、SO、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：‎ NO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_________。‎ 答案：　(1)①N溶液中不含CO、SO或M溶液中一定含有CO、SO ‎②取M溶液进行焰色反应，焰色为黄色，再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＋、NH、K＋，由于N溶液为酸性，又含有Fe2＋，所以N溶液中不含NO 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－、AlO、CO、SO、Na＋、NO 考点二　离子的推断 ‎1．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——呈紫色，‎ Cu2＋——呈蓝色，Fe2＋——呈浅绿色，Fe3＋——呈黄色。‎ 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”。‎ ‎2．推断离子时要注意的三个问题 ‎(1)离子检验的基本题型是确定溶液中一定存在、一定不存在和可能存在哪些离子，或确定几种溶液(或固体)的成分(是由哪些离子组成的)。命题方式是给出相关的实验操作、现象和数据，以填空或简答的形式设问，还可能涉及定量因素，即在确定有什么离子的基础上还涉及这些离子的物质的量关系。‎ ‎(2)解这类题要充分分析离子的性质、实验现象和离子共存(离子共存是重要的隐含条件)等因素，并应特别注意在实验中加入某试剂时，是否引入或生成了原溶液中可能存在的离子，还要灵活地依据溶液中的电荷守恒来确定某些离子是否存在。‎ ‎(3)实验型离子推断题往往隐含着“离子共存”“前面加入，后面检出”“电中性”三处“陷阱”。避免掉进此类“陷阱”的法宝主要有两个：一是认真审题，二是时时想到上述三处“陷阱”‎ ‎，深化自己的思维。一般来说，题目中的话句句有用，对题目中的每一句话都要认真分析一下，由这句话可以推出什么结论，既要想到由此推出有什么离子，又要进一步想到没有什么离子，这其实就是离子共存的问题。一个“只”字，往往预示着命题人要考查电中性原则。分析各步实验时，要注意该步实验的对象是什么，是另取的原溶液，还是上步反应后的溶液。如果是连续实验，还要注意分析前几步实验中已经加入了什么离子。对于肯定含有的离子，可以在题干相应离子符号上划“√”，肯定不存在的离子划“×”，这样可以提高解题速度。‎ ‎　某钠盐的溶液中可能含有下列阴离子：NO、CO、SO、SO、Br－、I－。为了鉴定溶液中所含的阴离子，分别取少量溶液进行下述实验：‎ ‎(1)用pH试纸测得溶液呈碱性，由此得到的结论是什么？理由是什么？‎ ‎(2)加入盐酸后，生成无色无味气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊。根据这一实验现象，你能判断哪种离子一定存在？哪种离子一定不存在？‎ ‎(3)加入CCl4，滴加少量氯水，振荡后，CCl4层未变色，由此，你能判断哪些离子不可能存在？‎ ‎(4)加入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，根据这一现象，你能判断溶液中一定含有什么离子？理由是什么？‎ 提示：　(1)CO和SO可能存在；因为SO、CO水解均可使溶液呈碱性。‎ ‎(2)CO一定存在；SO一定不存在。‎ ‎(3)Br－、I－一定不存在。‎ ‎(4)一定含有SO；理由是BaCO3溶于盐酸而BaSO4不溶于盐酸。‎ ‎1. 甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质，分别由NH、Ba2＋、Mg2＋、H＋、OH－、Cl－、HCO、SO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－1乙溶液中c(H＋)>0.1 mol·L－1；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：　本题考查元素及其化合物知识，通过反应现象反推物质，充分考查了考生综合分析问题的能力。根据②可知，乙溶液为H2SO4溶液；根据①可知，只有Ba(OH)2才能分别与SO、Mg2＋、HCO反应产生白色沉淀，所以甲为Ba(OH)2；根据③可知，丙溶液中含有Cl－，丙为MgCl2，丁为NH4HCO3，选项D错误。‎ 答案：　D ‎2．水溶液X中只可能溶有K＋、Mg2＋、Al3＋、AlO、SiO、SO、CO、SO中的若干种离子。某同学对该溶液进行了如下实验：‎ 下列判断正确的是(　　)‎ A．气体甲一定是纯净物 B．沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物 C．K＋、AlO和SiO一定存在于溶液X中 D．CO和SO一定不存在于溶液X中 解析：　由溶液X沉淀甲，可推知沉淀甲为H2SiO3, 则X中一定含SiO；Mg2＋、Al3＋因与SiO反应而不能共存，故溶液中一定存在K＋；由无色溶液甲 白色沉淀乙，可推知X中一定有AlO，故B选项错误，C选项正确。由溶液X气体甲，可推知在X中CO和SO至少有一种，气体甲可能为CO2、SO2中的一种或两种，故A项错误；CO、SO是否存在无法确定，D项错误。‎ 答案：　C 　坚持“四项基本原则”，破解离子推断题 ‎(1)肯定性原则：根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子；(记住几种常见的有色离子：Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、MnO、CrO 、Cr2O)‎ ‎(2)互斥性原则：在肯定某些离子的同时，结合离子共存规律，否定一些离子的存在；(要注意题目中的隐含条件，如：酸性、碱性、指示剂的变化、与铝反应产生H2、水的电离情况等)‎ ‎(3)电中性原则：溶液呈电中性，一定既有阳离子，又有阴离子，且溶液中正电荷总数与负电荷总数相等；(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子)‎ ‎(4)进出性原则：通常是在实验过程中使用，是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。‎ ‎3．(2013·上海化学·17)某溶液可能含有Cl－、SO、CO、NH、Fe3＋、Al3＋和K＋。取该溶液100 mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02 mol气体，同时产生红褐色沉淀；过滤，洗涤，灼烧，得到‎1.6 g固体；向上述滤液中加足量BaCl2溶液，得到‎4.66 g不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中(　　)‎ A．至少存在5种离子 B．Cl－一定存在，且c(Cl－)≥0.4 mol·L－1‎ C．SO、NH一定存在，Cl－可能不存在 D．CO、Al3＋一定不存在，K＋可能存在 解析：　n(NH)＝n(NH3)＝0.02 mol，n(Fe3＋)＝2n(Fe2O3)＝×2＝0.02 mol；由得到‎4.66 g不溶于盐酸的沉淀可知溶液中不含CO，n(SO)＝n(BaSO4)＝＝0.02 mol；溶液中至少含有NH、Fe3＋两种阳离子，还可能含有其他阳离子，所以溶液中n(正电荷)≥n(NH)＋3n(Fe3＋)＝0.08 mol，依据电荷守恒可知溶液中至少还含有0.04 mol的Cl－，B选项正确。‎ 答案：　B ‎4．下列是某化学研究性学习小组对某无色水样成分的检验过程，已知该水样中只可能含有K＋、Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、Al3＋、Ag＋、Ca2＋、CO、SO、Cl－中的若干种离子，该小组同学取100 mL水样进行实验：向样品中先滴加硝酸钡溶液，再滴加1 mol·L－1硝酸，实验过程中沉淀质量的变化如图所示：‎ ‎(1)水样中一定含有的阴离子是__________，其物质的量浓度之比为__________。‎ ‎(2)写出BC段曲线所表示反应的离子方程式：____________________________。‎ ‎(3)由B点到C点变化过程中消耗硝酸的体积为__________。‎ ‎(4)试根据实验结果推测K＋是否存在？ ________(填“是”或“否”)；若存在，K＋的物质的量浓度c(K＋)的范围是________(若K＋不存在，则不必回答)。‎ ‎(5)设计简单实验验证原水样中可能存在的离子：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。(写出实验步骤、现象和结论)‎ 答案：　(1)SO、CO　1∶2‎ ‎(2)BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O ‎(3)40.0 mL ‎(4)是　c(K＋)≥0.6 mol·L－1‎ ‎(5)取少量水样于试管中，向其中加入过量的硝酸钡溶液和稀硝酸，待沉淀完全后，向上层清液中滴加硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则原水样含Cl－，若不产生白色沉淀，则原水样不含Cl－‎ 　电荷守恒在离子反应定量推断试题中的作用 ‎　解与离子反应有关的定量推断类似题，需要掌握定量推断最后一种离子存在的方法：如果多种离子共存，且只有一种离子的物质的量未知，可以用电荷守恒来确定最后一种离子是否存在，即阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)，并说明错因。‎ ‎(1)因为Fe3＋具有氧化性，所以可用KSCN溶液可以鉴别Fe3＋(2013·广东高考，10B)(　　)‎ ‎(2)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO(2013·山东高考，12B)(　　)‎ ‎(3)用BaCl2溶液鉴别SO与SO(2012·广东高考，9B)(　　)‎ ‎(4)用Ba(NO3)2溶液鉴别Cl－、SO和CO(2010·天津高考，3B)(　　)‎ 答案：　(1)×　Fe3＋与SCN－发生络合反应，属于非氧化还原反应。‎ ‎(2)×　若原溶液中有SO或HSO也会产生白色沉淀。‎ ‎(3)×　BaCl2与SO、SO均产生白色沉淀，现象相同。‎ ‎(4)×　Ba(NO3)2与SO、CO均产生白色沉淀，现象相同。‎ ‎2．(2013·江苏化学·13)下列依据相关实验得出的结论正确的是(　　)‎ A．向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，该溶液一定是碳酸盐溶液 B．用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，该溶液一定是钠盐溶液 C．将某气体通入溴水中，溴水颜色褪去，该气体一定是乙烯 D．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含Fe2＋‎ 解析：　能使澄清石灰水变浑浊的气体可能为CO2或SO2，因此原溶液中的阴离子可能为CO、HCO、SO、HSO等，A项错误；焰色反应是元素的性质，焰色反应呈黄色的溶液含有Na＋，则可能是NaOH溶液或钠盐溶液，B项错误；能使溴水褪色的气体除了乙烯，还可以为SO2等，C项错误；向溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，则不含Fe3＋，滴加氯水后显红色，则是因为生成了Fe3＋，因此一定含有Fe2＋，D项正确。‎ 答案：　D ‎3．(2013·浙江理综·13)现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合制剂，某同学为了确认其成分，取部分制剂作为试液，设计并完成了如下实验：‎ 已知：控制溶液pH＝4时，Fe(OH)3沉淀完全，Ca2＋、Mg2＋不沉淀。‎ 该同学得出的结论正确的是(　　)‎ A．根据现象1可推出该试液中含有Na＋‎ B．根据现象2可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根 C．根据现象3和4可推出该试液中含有Ca2＋，但没有Mg2＋‎ D．根据现象5可推出该试液中一定含有Fe2＋‎ 解析：　A项，由于试液中外加了NaOH和Na2CO3溶液，故不能确定原试液中是否含Na＋；B项，试液中有没有葡萄糖酸根，都无银镜产生；C项，滤液加氨水无沉淀，说明无Mg2＋，加Na2CO3有白色沉淀，说明有Ca2＋；D项，试液中有可能含有Fe2＋，也有可能只含有Fe3＋而不含Fe2＋。‎ 答案：　C ‎4．(2011·海南化学·17节选)硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]为浅绿色晶体，实验室中常以废铁屑为原料来制备，其步骤如下：‎ 步骤1：将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，分离出液体，用水洗净铁屑。‎ 步骤2：向处理过的铁屑中加入过量的3 mol·L－1 H2SO4溶液，在‎60 ℃‎左右使其反应到不再产生气体，趁热过滤，得FeSO4溶液。‎ 步骤3：向所得FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，经过“一系列操作”后得到硫酸亚铁铵晶体。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)在步骤1的操作中，下列仪器中不必用到的有________(填仪器编号)。‎ ‎①铁架台　②燃烧匙　③锥形瓶　④广口瓶　⑤研钵　⑥玻璃棒　⑦酒精灯 ‎(2)在步骤2中所加的硫酸必须过量，其原因是______________________。‎ ‎(3)在步骤3中，“一系列操作”依次为__________、________和过滤。‎ 解析：　(1)由题意知，在步骤1的操作中，能用到的仪器有铁架台、锥形瓶、玻璃棒、酒精灯，用不到的仪器是燃烧匙、广口瓶和研钵。(2)在步骤2中所加的硫酸必须过量，是为了抑制二价铁离子的水解。(3)在步骤3中，“一系列操作”依次为加热浓缩、冷却结晶和过滤。‎ 答案：　(1)②④⑤　(2)抑制Fe2＋的水解 ‎(3)加热浓缩　冷却结晶 高考试题中的教材实验(七)__离子的检验 ‎[尝试解答]‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：　KSCN溶液　加入KSCN溶液后，待检溶液变红色 ‎[高考演变角度]‎ 离子的检验是考纲要求的重要考点，也是每年高考命题的重要出题点。教材中介绍了Cl－、CO 、SO 、Na＋ 、K＋、Fe3＋、NH的检验方法，而高考命题则将这些知识点以选择题的形式考查溶液中所含离子的检验及物质的鉴别，以填空题的形式考查检验离子的实验方案设计及溶液中所含离子的推断。命题将侧重于离子检验时排除其他离子可能造成的干扰及简答题的答题规范。‎ 专题讲座(十一)　化学实验装置图的绘制方法 ‎　化学实验装置图绘制的基本要求 ‎1．仪器造型科学规范，比例合适 ‎(1)常用仪器造型要科学，画法要形象、规范。整个化学实验装置图中所绘制的各种仪器大小比例要合适，同一仪器各部分的大小比例亦要合适。‎ ‎(2)组合正确，画面整洁 在绘制化学实验装置图时，要能体现所有的各种仪器和连接部件组装正确，布局合理，使用科学。在同一图形中，各种仪器的绘制线条粗细应一致，画面要洁净，并能清楚地反映出各种仪器的特征形象。‎ ‎2．图形的基本画法 ‎(1)常用仪器图的画法 ‎①标准画法。实验室中所用的仪器种类众多，大小各异，但平面直视每个单仪器，它们都具有比较统一的比例形体。如果要获得比较标准满意的图形，就必须掌握各种仪器的体形比例，防止绘画过程中的高矮胖瘦现象。在绘制时往往要借助直尺、圆规等绘图工具。‎ 图1　几种常见玻璃仪器的绘制比例 ‎②习惯画法。习惯画法的要点是“画中线、点两边、校比例、再连线”。很多仪器是对称结构，因此，首先画出一条辅助中线，然后根据仪器的体形在中线的两边点出图形的隐视轮廓，再轻笔连接轮廓点，正视图形，校正比例，直至令人满意，再用实线修饰描成，最后擦去多余的部分。‎ 图2　仪器的习惯画法举例 方法要点 仪器　　　‎ 画中线 点两边 校比例 再连线 广口瓶 锥形瓶 ‎③简笔画法。简笔画法的要点是“直线画、曲线点、成草图、描实线”。即把正视仪器的直线部分直接画出，曲线部分用点“点”的方法画出，轻笔勾画出图形的草图后再用实线修饰描成，最后擦去多余的部分。‎ 图3　仪器的简笔画法举例 方法要点 仪器　　　　‎ 直线画 曲线点 成草图 描实线 圆底烧瓶 分液漏斗 ‎(2)实验装置图的绘制 许多实验都是由多种仪器组装串连而成的，这类图形较单独仪器绘制难度大，但只要掌握了绘制方法程序，画起来还是得心应手的。实验装置图绘制的方法程序是“一定位置二绘图，三画连接四修补”。‎ ‎①整体图形的布局。在画图之前，必须对实验装置实物造型心中有数，绘制时，以水平线为基准，画出确定上下左右仪器位置的辅助线。仪器位置直接影响着图形的美观，各仪器离得太远，图形显得松散，离得太近又显得拥挤，所以定位置是绘制的关键。‎ ‎②绘分仪器图。采取上述任意一种画法，画出各仪器的图形，绘制时应注意同一图面上各仪器间的大小配套与协调统一。‎ ‎③画连接部分。最基本的连接仪器有带导管的塞子，玻璃导管、乳胶管等，通过连接使整个装置图浑然一体。‎ ‎④修饰补正。草图框架轮廓成形后，进行药品填充，现象标明，线条描实等细节绘制，使整个图形尽量达到完美无缺。‎ ‎(3)实验装置图的画法举例——氯气的实验室制法 研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验。根据反应Na2SO3(s)＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O制SO2气体。用下列简图，画出制备并收集SO2的实验装置(含试剂)示意图。‎ 答案：　‎