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第十章
化学实验基础
第54讲　离子的检验、物质的鉴别与推断
复习目标 1．掌握常见离子或物质的检验方法。
2．会利用离子的特征检验方法进行物质的鉴别。
3．能根据实验现象推断溶液中的某些离子或混合物中的某些物质。
考点二
提能训练　练案[54]
考点一
考点一　常见离子的检验
1．常见阳离子的检验
(1)依据生成的沉淀检验
阳离子 所需试剂 实验现象(依据)
Mg2＋ NaOH溶液 开始产生______沉淀，NaOH溶液过量时沉淀_______
Al3＋ NaOH溶液 开始产生______沉淀，NaOH溶液过量时沉淀_____
白色
不溶解
白色
溶解
阳离子 所需试剂 实验现象(依据)
Fe3＋ NaOH溶液 产生________沉淀
K4[Fe(CN)6]溶液 产生______沉淀
Fe2＋ NaOH溶液 开始产生______沉淀，迅速变成灰绿色，过一段时间后变成________
K3[Fe(CN)6]溶液 产生______沉淀
Cu2＋ 氨水 开始产生______沉淀，氨水过量时沉淀溶解，得到________溶液
红褐色
蓝色
白色
红褐色
蓝色
蓝色
深蓝色
(2)依据显示的特殊颜色检验
阳离子 试剂或方法 实验现象(依据)
Na＋ 焰色试验 火焰呈______
K＋ 焰色试验 火焰呈______(透过蓝色钴玻璃观察)
Fe3＋ KSCN溶液 溶液呈______
Fe2＋ 先加KSCN溶液，后滴加氯水(注意加入试剂的先后顺序，氯水可用H2O2溶液代替) 开始无明显现象，滴加氯水后溶液变______
黄色
紫色
红色
红色
蓝
2．常见阴离子的检验
(1)依据生成的沉淀检验
→
→
白色
淡黄色
黄色
白色
(2)依据生成的气体检验
有刺激性
褪色
(3)常见气体的检验
①酸性气体的检验
②碱性气体的检验。
③还原性气体的检验
④氧化性气体的检验
(4)常见有机物的检验
物质 检验方法及现象
CH4 燃烧火焰呈淡蓝色，且有水滴和使澄清石灰水变浑浊的气体产生
乙烯或乙炔 使溴水或酸性KMnO4溶液褪色
含醛基的 有机物 ①碱性条件下与银氨溶液共热生成银镜；
②碱性条件下与新制的Cu(OH)2共热生成砖红色沉淀
含酚羟基 的物质 ①与FeCl3溶液发生显色反应；
②与浓溴水反应生成白色沉淀
物质 检验方法及现象
卤代烃 与碱的水溶液共热，加稀硝酸酸化，然后加AgNO3溶液，有沉淀生成
蛋白质 ①含苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色；
②灼烧有类似烧焦羽毛气味
淀粉 遇I2变蓝色
[提示]　×
[提示]　×　
[提示]　×　
[提示]　×　
(5)取待测液进行焰色试验，火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，则该溶液中一定含K＋。(　　)
[提示]　√　
[提示]　√　
[提示]　×　
微考点1　溶液中离子的检验
1．(2025·北京海淀区摸底考)某研究小组在探究卤素离子与硝酸银的反应时，进行了如表实验。
编号 操作 所用试剂 现象
1 ①KCl溶液 ②稀硝酸酸化的AgNO3溶液 产生白色沉淀
2 ①KCl溶液 ②浓硝酸酸化的AgNO3溶液 产生白色沉淀
编号 操作 所用试剂 现象
3 ①KI溶液 ②稀硝酸酸化的AgNO3溶液 产生黄色沉淀
4 ①KI溶液 ②浓硝酸酸化的AgNO3溶液 产生褐色的浊液
下列说法不正确的是(　　)
A．实验1和2说明，硝酸浓度不影响Cl－的检验
B．实验1和3说明，卤素离子的检验可使用稀硝酸酸化的AgNO3溶液
C．对比实验2和4，说明异常现象的产生与卤素离子种类有关
D．由上述实验推测，Br－的检验不能使用浓硝酸酸化的AgNO3溶液
[答案]　D
[解析]　实验1和2控制单一变量，硝酸浓度为变量，但都产生了白色沉淀，所以实验l和2说明硝酸浓度不影响Cl－的检验，A正确；氯离子和碘离子与稀硝酸酸化的AgNO3溶液都能产生沉淀，但颜色不同，说明卤素离子可用稀硝酸酸化的AgNO3溶液检验，B正确；实验2中氯离子未被浓硝酸氧化，实验4中碘离子被浓硝酸氧化成I2，卤素离子的变化导致异常现象的产生，C正确；题述实验未用溴离子进行反应，无法推出该结论，D错误。
2．(2026·江西十校协作体联考)固体粉末X中可能含有Fe、FeO、CuO、MnO2、KCl和K2CO3中的若干种。为确定该固体粉末的成分，某同学依次进行了以下实验：
①将X加入足量水中，得到不溶物Y和溶液Z；
②取少量Y加入足量浓盐酸，加热，产生黄绿色气体，并有少量红色不溶物；
③用玻璃棒蘸取溶液Z滴于pH试纸上，试纸呈蓝色；
④向溶液Z中滴加AgNO3溶液，生成白色沉淀。
通过以上实验现象，下列结论不正确的是(　　)
A．不能确定X中是否含有FeO
B．不溶物Y中一定含有MnO2、CuO和Fe
C．Z溶液中一定含有K2CO3
D．若向④生成的白色沉淀中滴加过量稀盐酸，沉淀不完全溶解，则X中含有KCl
[思路分析]　①将X加入足量水中，得到不溶物Y和溶液Z，Y中含有Fe、FeO、CuO、MnO2中的一种或若干种；②取少量Y加入足量浓盐酸，加热，产生黄绿色气体，并有少量红色不溶物，黄绿色气体为Cl2，红色不溶物为Cu，说明Y中一定含有Fe、CuO、MnO2；③用玻璃棒蘸取溶液Z滴于pH试纸上，试纸呈蓝色，说明溶液呈碱性，则溶液Z中一定含有K2CO3，可能含有KCl；④向溶液Z中滴加AgNO3溶液，生成白色沉淀，该沉淀一定含有碳酸银，可能含有氯化银。综上所述，X中一定含有Fe、CuO、MnO2、K2CO3，不能确定是否含有KCl、FeO。
[答案]　D
[解析]　由思路分析可知，X中一定含有Fe、CuO、MnO2、K2CO3，不能确定是否含有KCl、FeO，A、B、C正确；若向④生成的白色沉淀中滴加过量稀盐酸，因为加入稀盐酸时引入了Cl－，则沉淀不完全溶解，不能得出X中一定含有KCl，D错误。
3．(2026·广东广州检测)某溶液X含有下表中的5种离子，且其物质的量浓度均为0.1 mol·L－1(不考虑水的电离与离子的水解)。向溶液X中加入足量稀盐酸，有无色气体产生，经分析反应前后阴离子种类不变。
微考点2　从定性、定量的角度推断离子
C．根据电荷守恒推知，X溶液中一定含有Mg2＋
D．X溶液中一定含有2种阴离子和3种阳离子
[答案]　D
①用pH试纸检验，溶液呈强酸性　②取溶液适量，加入少量CCl4和数滴新制氯水，振荡，CCl4层呈紫红色　③该溶液的焰色试验没有黄色；根据以上实验结果，下列推断正确的是(　　)
A．向该溶液中加入BaCl2溶液不一定能观察到白色沉淀
[答案]　A
解答溶液中离子综合推断题的思维流程
1
离子检验与推断的“四项基本原则”
(1)肯定原则：根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子。
例：若题目中要求无色溶液，则有颜色的离子肯定不存在。
(2)互斥原则：相互反应的离子不能共存，在肯定某些离子存在的同时，结合离子共存规律，可以否定一些离子的存在。
例：题目中给出酸性、碱性或指示剂的变色等条件，可以运用互斥原则排除某些离子。
2
(3)电中性原则：溶液呈电中性，溶液中既有阳离子也有阴离子，且溶液中正、负电荷总数相等，电中性原则可以帮助确定一些隐含的离子。
(4)进出原则：通常是在实验过程中，加入试剂时，应该考虑引入(进)的离子和加入试剂后反应生成(出)的离子对后续实验的干扰。
考点二　物质的鉴别与推断
物质的鉴别：根据物质特有的性质对两种或两种以上的物质进行区分。如NaCl和KNO3两种无色溶液可以用AgNO3溶液来区分。
1．物质鉴别的思路
(1)鉴别主要是寻找各物质的特殊现象，包括颜色、状态、气味、反应情况等。
(2)如果要加入试剂进行鉴别，一定要先取样，不能直接对样品进行鉴别。
(3)选用鉴别方法时先简单后复杂，先考虑物理方法后考虑化学方法。
2．物质鉴别的原则
3．物质鉴别的方法
物理 方法 观察法 抓住物质的特殊颜色、状态等差异性进行区分。如铁和铜的鉴别
气味法 抓住物质的特殊气味进行区分。如氧气和氨气的鉴别
水溶法 抓住物质的溶解性及溶解后现象的差异进行区分。如硝酸铵和氢氧化钠的鉴别
化学 方法 加热法 抓住物质热稳定性差异进行区分。如KClO3和KCl的鉴别
化学 方法 指示 剂法 抓住物质的水溶液酸、碱性的差异用酸碱指示剂、pH试纸来区分物质。如HCl、NaOH、NaCl三种无色溶液的鉴别
气体法 抓住所加试剂与待鉴别物质间反应生成气体的差异来区分。如碳酸钠和氢氧化钠的鉴别
沉淀法 抓住所加试剂与待鉴别物质间反应生成沉淀的差异来区分。如硝酸银和硝酸钾的鉴别
1．(2023·山东卷)鉴别浓度均为0.1 mol·L－1的NaClO、Ba(OH)2、Al2(SO4)3三种溶液，仅用下列一种方法不可行的是(　　)
A．测定溶液pH
B．滴加酚酞试剂
C．滴加0.1 mol·L－1 KI溶液
D．滴加饱和Na2CO3溶液
[答案]　C
微考点1　物质的鉴别方法
[解析]　ClO－水解使NaClO溶液显碱性，Ba(OH)2属于强碱，Al3＋水解使Al2(SO4)3溶液显酸性，因此可以通过测定溶液pH的方法鉴别这三种浓度相等的溶液，A项不符合题意；三种溶液中滴加酚酞试剂的现象分别为NaClO溶液先变红后褪色，Ba(OH)2溶液变红，Al2(SO4)3溶液无明显现象，B项不符合题意；KI溶液与Ba(OH)2、Al2(SO4)3都不反应，二者无法鉴别，C项符合题意；三种溶液中滴加饱和Na2CO3溶液的现象分别为NaClO溶液无明显现象，Ba(OH)2溶液中产生白色沉淀，Al2(SO4)3溶液中既有白色沉淀又有气体产生，D项不符合题意。
2．(2024·甘肃卷)下列实验操作、现象和结论相对应的是(　　)
选项 实验操作、现象 结论
A 用蓝色石蕊试纸检验某无色溶液，试纸变红 该溶液是酸溶液
B 用酒精灯灼烧织物产生类似烧焦羽毛的气味 该织物含蛋白质
C 乙醇和浓硫酸加热，产生的气体使溴水褪色 该气体是乙烯
D 向氯化镁溶液中滴入氢氧化钠溶液，生成沉淀 氢氧化钠的碱性比氢氧化镁强
[答案]　B
[解析]　使蓝色石蕊试纸变红的溶液显酸性，溶质可能是酸，也可能是水解呈酸性的盐，或强酸的酸式盐如NaHSO4，A项不符合题意；动物纤维的主要成分是蛋白质，灼烧后有类似烧焦羽毛的气味，若用酒精灯灼烧织物产生类似烧焦羽毛的气味，说明该织物含有蛋白质，B项符合题意；乙醇和浓硫酸加热制取乙烯时，乙醇炭化后和浓硫酸在加热条件下产生CO2、SO2等，SO2也能使溴水褪色，干扰检验乙烯，C项不符合题意；向氯化镁溶液中滴入氢氧化钠溶液发生复分解反应，生成难溶的氢氧化镁，不能由此得出氢氧化钠的碱性比氢氧化镁强，D项不符合题意。
3．(1)已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。结晶析出的Na2S2O3·5H2O含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验，检验产品中是否存在Na2SO4，供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液。简要说明实验操作、现象和结论：___________________________________________。
(2)榴石矿石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。试设计实验证明榴石矿石中含有FeO(试剂任选，说明实验操作与现象)：__________________________________________________________。
[答案]　(1)取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层溶液(或过滤，取滤液)于一试管中，滴加BaCl2溶液，若产生白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质，若无白色沉淀产生，说明不含有Na2SO4(答案合理即可)
(2)取矿石少许，加稀硫酸充分溶解后，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，证明矿石中含有FeO(不能加盐酸溶解)
4．某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的两种组成，进行如下实验：①混合物溶于水，得到澄清透明溶液；②做焰色试验，通过蓝色钴玻璃可观察到紫色；③向溶液中加碱，产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为(　　)
A．KCl、NaCl B．KCl、MgSO4
C．KCl、CaCO3 D．MgSO4、NaCl
[答案]　B
微考点2　混合物成分的推断
[解析]　①混合物溶于水，得到澄清透明溶液，则不含CaCO3；②做焰色试验，通过蓝色钴玻璃可观察到紫色，可确定含有钾元素，即含有KCl；③向溶液中加碱，产生白色沉淀，则应含有MgSO4，综合以上分析可知，混合物由KCl和MgSO4两种物质组成。
5．(2023·浙江1月选考卷，节选)化合物X由三种元素组成，某学习小组按如下流程进行实验：
设计实验检验溶液I(含硝酸和硝酸铵)中的阳离子：______________
____________________________________________________________。
1．离子推断的“四原则”
2．离子推断题的一般解题思路
注意：所加试剂引入的离子对后续实验的影响。用电荷守恒判断溶液中还可能含有的离子时要将定性与定量的方法相结合。
提能训练　练案[54]
1．(2026·河南豫北名校联考)下列各组物质中，只用蒸馏水(可用组内物质)无法检验的是(　　)
A．无水硫酸铜、硫酸钠、硫酸钡
B．过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠
C．碳酸钠、氢氧化钠、硫酸钾
D．浓硫酸、NaOH溶液、苯
[答案]　C
[解析]　A项，加入蒸馏水，溶液呈蓝色的是无水硫酸铜，不溶于水的是硫酸钡，剩下的是硫酸钠；B项，过氧化钠溶于蒸馏水，与水反应生成气体有气泡冒出，利用碳酸钠和碳酸氢钠溶解度不同，可区分；C项，碳酸钠、氢氧化钠、硫酸钾三者溶于水，无明显现象，不可检验；D项，浓硫酸溶于水放出大量的热，苯不溶于水，剩下的是NaOH溶液。
2．下列实验可实现鉴别目的的是(　　)
A．用KOH溶液鉴别SO3(g)和SO2
B．用湿润碘化钾淀粉试纸鉴别Br2(g)和NO2
C．用CO2鉴别Na[Al(OH)4]溶液和CH3COONa溶液
D．用BaCl2溶液鉴别AgNO3溶液和K2SO4溶液
[答案]　C
[解析]　SO2、SO3(g)均能与KOH反应，都没有明显现象，A项错误；Br2(g)、NO2都是红棕色气体且有强氧化性，在溶液中都能氧化KI而生成I2，使试纸显蓝色，B项错误；CO2通入Na[Al(OH)4]溶液中生成氢氧化铝沉淀，醋酸酸性强于碳酸，CO2通入醋酸钠溶液无明显现象，C项正确；氯化钡和硝酸银反应生成氯化银沉淀，与硫酸钾反应生成硫酸钡沉淀，现象相同而不能鉴别，D项错误。
3．检验下列物质所选用的试剂正确的是(　　)
[答案]　C
[解析]　淀粉遇碘单质变蓝色，而海水中的碘以离子形式存在，A项错误；CO2和SO2与澄清石灰水反应现象相同，B项错误；向含Cu2＋的溶液中滴加氨水可以产生蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，C项正确；检验氨气应用湿润的红色石蕊试纸，D项错误。
4．(2024·河北卷)下列实验操作及现象能得出相应结论的是(　　)
[答案]　C
5．(2025·八省联考河南卷)由下列实验操作及现象能得到相应结论的是(　　)
选项 实验操作及现象 结论
A 以甲烷球棍模型为基础，用两个代表氯原子的小球替换代表氢原子的小球，只能得到一种结构模型 CH2Cl2无同分异构体
B 将SO2通入滴有酚酞的氨水，溶液由红色变为无色 SO2具有漂白性
[答案]　A
选项 实验操作及现象 结论
C 将洁净的铂丝在酒精灯外焰灼烧至与原来火焰颜色相同，再蘸取某溶液在外焰上灼烧，火焰呈黄色 该溶液的溶质为钠盐
D 常温下，CH3COOH溶液与KOH溶液等体积混合，测得混合溶液pH＝8 CH3COOH为弱酸
[解析]　以甲烷球棍模型为基础，用两个代表氯原子的小球替换代表氢原子的小球，只能得到一种结构模型，说明CH2Cl2无同分异构体，A正确；将SO2通入滴有酚酞的氨水，SO2与NH3·H2O反应，溶液碱性减弱，由红色变为无色，不能说明SO2具有漂白性，B错误；将洁净的铂丝在酒精灯外焰灼烧至与原来火焰颜色相同，再蘸取某溶液在外焰上灼烧，火焰呈黄色，说明该溶液的溶质中含有Na元素，但不一定为钠盐，C错误；常温下，CH3COOH溶液与KOH溶液等体积混合，测得混合溶液的pH＝8，由于二者的浓度未知，故无法说明CH3COOH为弱酸，D错误。
6．(2025·北京卷)为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知：[FeCl4]－为黄色、[Fe(SCN)]2＋为红色、[FeF6]3－为无色。
B．由①到②，生成[Fe(SCN)]2＋并消耗[FeCl4]－
C．②③对比，说明c(Fe3＋)：②>③
D．由①→④推断，若向①深黄色溶液中加入KI、淀粉溶液，溶液也无明显变化
[答案]　D
[易错警示]　同时向分别含有黄色[FeCl4]－和无色[FeF6]3－的溶液中加入KI、淀粉溶液，前者溶液变蓝而后者未见明显变化。区别在于两个平衡中，
因为K1 K2，在反应②平衡体系中，c(Fe3＋)很小，而在反应①平衡体系中c(Fe3＋)较大，可发生反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，淀粉溶液遇生成的I2变蓝。
7．(2025·广东卷)劳动创造美好生活。下列对劳动项目涉及的相关化学知识表述错误的是(　　)
[答案]　A
8．(2026·辽宁重点中学协作体期中)下列离子检验所用试剂或现象错误的是(　　)
[答案]　C
9．(2026·上海师大附中期末)滴加特定化学试剂是实验室中常用的鉴别物质的方法，下列各物质鉴别中说法错误的是(　　)
A．氯乙烷、溴乙烷可以用水来鉴别
B．丙醛、丙酮可以用新制氢氧化铜来鉴别
C．苯酚、苯甲醇可以用FeCl3溶液来鉴别
D．环己烯、甲苯可以用酸性高锰酸钾溶液来鉴别
[答案]　D
[解析]　氯乙烷的密度比水小，溴乙烷的密度比水大，分别向两份液体中加水，如果水下沉到下层则为氯乙烷，如果水漂浮在上层则为溴乙烷，A正确；丙醛与新制氢氧化铜加热可以产生砖红色沉淀，而丙酮无此现象，B正确；苯酚遇FeCl3显紫色，而苯甲醇无此现象，C正确；环己烯和甲苯均可被酸性高锰酸钾溶液氧化，而使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以无法鉴别，D错误。
10．(2026·陕西咸阳适应训练)铁是人体必需的微量元素。某研究小组通过设计实验以检验菠菜中是否含有铁元素，其实验流程如图所示，下列说法错误的是(　　)
已知：固体1的主要成分是FeC2O4。
A．上述实验流程中操作①②都是过滤
B．向溶液2中加入HNO3后再滴入KSCN溶液无现象，说明菠菜中的铁元素不是以水溶性物质形式存在的
C．向溶液3中滴加KSCN溶液后溶液变红，说明菠菜中存在＋3价的铁元素
[答案]　C
11．(2025·湖南岳阳模拟)固体M由Fe2(SO4)3、Fe、KBr、K2SO3、AgNO3和BaCl2中的几种或全部物质组成。①往少量M中加足量稀硫酸得到气体X、溶液Y和白色固体Z，向溶液Y中加少量稀AgNO3溶液产生白色沉淀(Ag2SO4是微溶物，浓度较小时不会沉淀)；②另取少量溶液Y，加入足量NaOH溶液产生白色沉淀，一段时间后颜色变深。下列说法正确的是(　　)
A．气体X一定是SO2或H2
B．M中一定含有Fe2(SO4)3
C．M中一定不含KBr，一定有BaCl2
D．Z一定是BaSO4
[答案]　C
12．(2024·黑吉辽卷)下列实验方法或试剂使用合理的是(　　)
选项 实验目的 实验方法或试剂
A 检验NaBr溶液中是否含有Fe2＋ K3[Fe(CN)6]溶液
B 测定KHS溶液中c(S2－) 用AgNO3溶液滴定
C 除去乙醇中少量的水 加入金属Na，过滤
D 测定KClO溶液的pH 使用pH试纸
[答案]　A
①向第一份溶液中加入过量NaOH溶液，加热，生成一种无色、有刺激性气味的气体，同时有白色沉淀生成，将沉淀滤出；
②向步骤①所得滤液中加入稀HNO3酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成；
③向第二份溶液中加入过量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，过滤、洗涤、干燥，得到2.33 g沉淀，加入足量的盐酸，沉淀质量不变。
[答案]　C
14．(2021·浙江卷)固体化合物X由3种元素组成。某学习小组开展如下探究实验。
其中，白色沉淀B能溶于NaOH溶液。
请回答：
(1)白色固体C的化学式是________，蓝色溶液D中含有的溶质是_____________________________________________________(用化学式表示)。
(2)化合物X的化学式是________；化合物X的一价阴离子与CH4具有相同的空间结构，写出该阴离子的电子式_____________________。
①写出该反应的离子方程式_______________________________。
②设计实验验证该白色沉淀的组成元素
__________________________________________________________
___________________________________________________________。
回答下列问题。
(1)p是________，q是________(均填化学式)。
(2)写出在m中逐滴滴入p，沉淀减少时发生反应的离子方程式：_____________________________________________________。
(3)实验室检验q中阳离子需要的试剂和试纸是___________________
________________________________________________。
a．所用量筒的规格为________。
A．10 mL B．50 mL
C．100 mL D．500 mL
b．过滤时，沉淀物颗粒的大小会影响过滤速度，从利于过滤的角度分析，沉淀反应需要在接近沸腾的温度下进行的原因可能是________
_______________________________________________。
c．检验沉淀洗涤干净的方法是______________________________
_______________________________________________________。
d．计算，硫酸根的浓度为________mol·L－1(用含a的式子表示)。
[答案]　(1)Ba(OH)2　NH4NO3
(2)Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
(3)浓NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸
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