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第25讲　常见物质的检验、鉴别与推断
1.了解常见物质的检验、鉴别方法,能根据实验现象推断溶液中存在的物质。2.能利用典型代表物的性质和反应,设计常见物质检验的方案。
考点一　物质的检验、鉴别
1.常见阳离子的检验、鉴别
离子 检验、鉴别试剂或方法 实验现象
K+ 焰色试验 火焰呈紫色(通过蓝色钴玻璃观察)
Na+ 火焰呈黄色
N NaOH溶液(浓)、湿润红色石蕊试纸、加热 生成有刺激性气味、能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体
Fe3+ KSCN溶液 变为红色溶液
NaOH溶液 产生红褐色沉淀
Fe2+ KSCN溶液、新制的氯水 加入KSCN溶液不显红色,加入少量新制的氯水后,立即显红色
NaOH溶液 开始时生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色沉淀
K3[Fe(CN)6]溶液 生成蓝色沉淀
2.常见阴离子的检验、鉴别
离子 检验、鉴别试剂或方法 实验现象
Cl- 加入AgNO3溶液、稀硝酸 生成白色沉淀(AgCl)
Br- 加入AgNO3溶液、稀硝酸 生成淡黄色沉淀(AgBr)
加入氯水后振荡,滴入四氯化碳 四氯化碳层(下层)呈橙红色
I- 加入AgNO3溶液、稀硝酸 生成黄色沉淀(AgI)
加入氯水后振荡,滴入四氯化碳 四氯化碳层(下层)呈紫红色
加入氯水和淀粉溶液 溶液变蓝
S 先加入稀盐酸,再加入BaCl2溶液 开始无明显现象,后生成白色沉淀(BaSO4)
C 加入CaCl2或BaCl2溶液、稀盐酸、澄清石灰水 先生成白色沉淀(CaCO3或BaCO3),将沉淀溶于稀盐酸,产生无色、无味的气体(CO2),该气体能使澄清石灰水变浑浊
加入盐酸、澄清石灰水;CaCl2溶液 产生无色、无味的气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊;向原溶液中加入稀CaCl2溶液,产生白色沉淀
判断正误。
(1)无色溶液中加入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)检验溶液中是否含Cl-时,可用硫酸酸化后再加AgNO3溶液。(　×　)
(3)检验FeCl3溶液中是否含有Fe2+,可以选择酸性KMnO4溶液,若溶液紫红色褪去,则证明含有Fe2+。(　×　)
(4)向某溶液中加入氢氧化钙溶液,有白色沉淀生成,则溶液中一定存在C。(　×　)
(5)一种气体燃烧后的产物通入无水硫酸铜后变蓝,证明该气体一定是H2。(　×　)
1.检验下列物质所选用的试剂正确的是(　C　)
选项 待检验物质 所用试剂
A 海水中的碘元素 淀粉溶液
B SO2气体 澄清石灰水
C 溶液中的Cu2+ 氨水
D 溶液中的N NaOH溶液,湿润的蓝色石蕊试纸
2.下列离子在未知溶液中的检验方法正确的是(　D　)
选项 离子 检验方法
A C 向样品中加入足量盐酸,将生成的无色、无味的气体通入澄清石灰水中,观察溶液是否变浑浊
B S 向样品中先加入稀硝酸酸化,再滴加氯化钡溶液,观察是否有白色沉淀生成
C Fe2+ 取少量溶液于试管中,加入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液紫色是否褪去
D I- 取少量溶液于试管中,加入新制氯水,再加入淀粉溶液,观察溶液是否变蓝色
解析:A项,HC会产生干扰,错误;B项,S会产生干扰,错误;C项,使酸性高锰酸钾溶液褪色的不一定是Fe2+,如S等,错误;D项,氯气能把I-氧化成I2,淀粉遇碘变蓝,因此可以检验I-的存在,正确。
3.(2025·吉林长春模拟)下列实验操作、现象和结论都正确的是(　C　)
选项 实验操作及现象 实验结论
A 取少量NH4HSO3样品溶于水,加入Ba(NO3)2溶液,再加入足量盐酸,产生白色沉淀 原样品已变质
B 向某溶液中滴加稀盐酸,将产生的气体通入石蕊溶液,溶液先变红后褪色 溶液中含有S
C 向溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X,出现白色沉淀 气体X不一定是氧化性气体
D 在某固体试样加水后的溶液中,滴加NaOH溶液,没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 该固体试样中不可能存在N
解析:若样品未变质,加入盐酸后,在酸性溶液中亚硫酸氢根离子与硝酸根离子发生氧化还原反应,亚硫酸氢根离子被硝酸根离子氧化为硫酸根离子,也会与钡离子反应产生白色沉淀,故结论无法得出,A错误;若溶液中含有S,滴加稀盐酸产生二氧化硫气体,通入石蕊溶液中石蕊溶液会变红,但二氧化硫无法漂白石蕊溶液,故溶液不会褪色,B错误;气体X可以是氨气,向溶有SO2的BaCl2溶液中通入NH3,氨气与二氧化硫优先反应,生成亚硫酸铵,后亚硫酸铵与氯化钡反应生成亚硫酸钡白色沉淀,C正确;N与氢氧根离子反应时若不加热或者碱浓度不够只能够生成一水合氨,不会产生氨气,D错误。
考点二　物质的推断
1.物质推断的思维步骤
(1)审清题意,一般包括通读题目,判明条件、确定解题方向。
(2)寻求突破,寻找解题的突破口,即所谓的“题眼”。
(3)猜测分析,从“题眼”出发,联系实验现象、物质性质,并结合下面“四项”原则,大胆猜测,运用多种思维模式进行综合分析、推理,初步得出结论。
(4)验证假设,将初步得出的结论或结果代入原理检验,完全符合才算正确。
2.离子推断的解题技巧
(1)推断结论时,应该考虑三个方面,即肯定存在的离子、肯定不存在的离子、不能判定存在与否的离子。这三个方面的离子应是相互独立的;任何一种离子只能出现一次,不能重复出现。
(2)定量型离子推断试题常根据离子的物质的量(或浓度)定量推断最后一种离子的存在;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.某溶液仅由N-、Fe3+、Al3+和K+中的若干种离子组成,且各离子浓度相等,取适量溶液进行如下实验:
①取该溶液加入过量NaOH溶液,加热,产生无色气体;②将①过滤、洗涤、灼烧,得到固体a;③向②所得滤液中加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀。
根据以上实验,下列推断错误的是(　C　)
A.根据操作①,推断原溶液中一定存在N
B.②中所得固体a为氧化铁
C.原溶液中一定不存在C、Al3+,可能含有K+
D.原溶液中一定存在N-、Fe3+
解析:加入过量的NaOH溶液并加热,产生的气体为NH3,溶液中有N。操作②知加入过量的碱产生了沉淀,说明溶液中有Fe3+,C与Fe3+会发生相互促进的水解反应而不能共存,则溶液中不存在C。由上述分析可知,原溶液中一定有N,A项正确;Fe(OH)3受热分解为Fe2O3,B项正确;由上述分析可知,溶液中一定有N和Fe3+,而阴离子有S,一定没有C,溶液中各离子浓度相等,根据电荷守恒,所以一定还有Cl-和N,所以一定不存在C、Al3+和K+,C项错误;由C项分析,溶液中一定存在N3+-,D项正确。
2.某白色固体混合物可能含有Na2CO3、Na2SO4、MgCl2、MgSO4、K2SO4、Na2SO3。取少量样品进行如下实验:
①混合物溶于水,得到澄清透明溶液A;②取一定量溶液A于试管中,加入少量酸性高锰酸钾溶液,溶液不褪色;③取少量溶液A进行焰色试验,火焰呈黄色;④取少量溶液A加入过量的氨水,生成白色沉淀。
根据实验现象可判断该样品确定存在的是(　A　)
A.Na2SO4、MgSO4 B.Na2SO3、MgCl2
C.MgCl2、Na2SO4 D.Na2CO3、MgSO4
解析:①混合物溶于水,得到澄清透明溶液A,可知Na2CO3、Na2SO3与镁离子不能同时存在;②取一定量溶液A于试管中,加入少量酸性高锰酸钾溶液,溶液不褪色,说明不存在能和高锰酸根离子反应的亚硫酸根离子、氯离子,故不存在Na2SO3、MgCl2;③取少量溶液A进行焰色试验,火焰呈黄色,则含有钠元素;④取少量溶液A加入过量的氨水,生成白色沉淀,则含有MgSO4,故不存在Na2CO3,则存在Na2SO4。
3.有一份澄清溶液,可能含有Na+、K+、N2+3+、Cl-、I-中的若干种,且离子的物质的量浓度均为0.1 mol·L-1(不考虑水解和水的电离)。往该溶液中加入过量的盐酸酸化的BaCl2溶液,无沉淀生成。另取少量原溶液,设计并完成如下实验:
下列关于原溶液的判断不正确的是(　A　)
A.是否存在Na+、K+需要通过焰色试验来确定
B.通过CCl4层的颜色变化,能判断出溶液中I-肯定存在
C.试样加足量氯水无气体产生,说明溶液中C肯定不存在
D.肯定不存在的离子是Ca2+、Fe3+、S、Cl-
解析:原溶液为澄清溶液,往该溶液中加入过量的盐酸酸化的BaCl2溶液,无白色沉淀生成,则无S;加足量氯水,无气体,则无C;溶液加四氯化碳并分液,下层呈紫红色,则有I-,则无Fe3+,上层溶液加硝酸钡和HNO3有白色沉淀,则有S,无Ca2+;溶液中一定含阳离子,且离子浓度都为0.1 mol· L-1,根据电荷守恒,一定含有N、Na+、K+,一定不存在Cl-;滤液中加硝酸酸化的硝酸银有白色沉淀,是过程中加氯水引入的氯离子。根据以上分析可知,溶液中一定存在Na+、K+,不需要通过焰色试验来确定,A项错误;通过CCl4层的颜色变化,能判断出溶液中I-肯定存在,B项正确;试样加足量的氯水,没有气体产生,说明无C,C项正确;由分析可知,肯定不存在的离子是Ca2+、Fe3+、S、Cl-,D项正确。
1.(2025·湖南卷)化学实验充满着五颜六色的变化。下列描述错误的是(　B　)
A.溶液褪色 B.产生红色沉淀
C.溶液呈紫色 D.试纸变为蓝色
解析:乙烯中含有碳碳双键,能被酸性KMnO4溶液氧化,从而使酸性KMnO4溶液褪色,A正确;KOH溶液与CuSO4溶液发生复分解反应,生成Cu(OH)2蓝色沉淀,B错误;苯酚与FeCl3发生显色反应,溶液呈紫色,C正确;浓氨水挥发出的氨气遇到湿润的红色石蕊试纸,发生反应:NH3+H2O NH3·H2O N+OH-,试纸变为蓝色,D正确。
2.(2025·湖南卷)只用一种试剂,将Na2SO4、(NH4)2CO3、AlCl3、KNO3四种物质的溶液区分开,这种试剂是(　D　)
A.NaOH溶液 B.AgNO3溶液
C.H2SO4溶液 D.Ba(OH)2溶液
解析:Na2SO4溶液和KNO3溶液与NaOH溶液混合均无现象,无法区分,A不符合题意。AgNO3溶液与Na2SO4反应生成微溶的Ag2SO4,与(NH4)2CO3反应生成Ag2CO3沉淀,与AlCl3反应生成AgCl沉淀,与KNO3不反应,但三种沉淀均为白色,无法明确区分,B不符合题意。H2SO4溶液仅与(NH4)2CO3反应产生无色无味的CO2,其余三者无现象,无法区分Na2SO4、AlCl3、KNO3,C不符合题意。Ba(OH)2溶液与Na2SO4反应生成BaSO4白色沉淀(不溶解);与(NH4)2CO3反应生成BaCO3沉淀,加热时释放NH3;与AlCl3先生成Al(OH)3白色沉淀,过量时白色沉淀溶解;Ba(OH)2溶液与KNO3溶液混合无现象,四种现象均不同,可区分,D符合题意。
3.(2024·安徽卷)下列各组物质的鉴别方法中,不可行的是(　D　)
A.过氧化钠和硫黄:加水,振荡
B.水晶和玻璃:X射线衍射实验
C.氯化钠和氯化钾:焰色试验
D.苯和甲苯:滴加溴水,振荡
解析:过氧化钠可以与水发生反应生成可溶性的氢氧化钠并产生气泡,硫不溶于水也不与水反应,可以鉴别,A项可行;水晶为晶体,玻璃为非晶体,可以用X射线衍射实验进行鉴别,B项可行;钠的焰色为黄色,钾的焰色为紫色(需透过蓝色钴玻璃观察),二者可以用焰色试验鉴别,C项可行;苯和甲苯都可以萃取溴水中的溴且密度都比水小,二者都在上层,不能用溴水鉴别苯和甲苯,D项不可行。
4.(2023·辽宁卷)下列鉴别或检验不能达到实验目的的是(　A　)
A.用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
B.用KSCN溶液检验FeSO4是否变质
C.用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化
D.加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛
解析:石灰水的主要成分为Ca(OH)2,能与Na2CO3和NaHCO3反应生成CaCO3,二者均生成白色沉淀,不能达到鉴别的目的,A符合题意。
5.(2024·江西卷)白色固体样品X,可能含有AgNO3、NH4NO3、BaCl2、KCl、Na2SO3、Na2CO3、Al2O3之中的几种或全部。在三个烧杯中各加入适量X。分别加入足量以下三种试剂并微热使之充分反应,实验记录为:
编号 试剂 反应后的不溶物 生成的气体
Ⅰ 蒸馏水 白色 无色、有刺 激性气味
Ⅱ 稀盐酸 白色 无色、无味
Ⅲ NaOH溶液 无不溶物 无色、有 刺激性气味
依据实验现象,下列说法正确的是(　A　)
A.可能含Al2O3 B.含BaCl2
C.含Na2SO3 D.不含KCl
解析:Ⅱ.加入稀盐酸反应后的不溶物为白色沉淀,同时生成无色无味的气体,为二氧化碳,说明一定含Na2CO3,一定不含Na2SO3,白色沉淀为HCl与AgNO3反应生成的AgCl;Ⅰ.加入蒸馏水,微热生成无色、有刺激性气味的气体,结合Ⅱ可知,该气体为NH3,说明一定含NH4NO3,反应后的不溶物为白色沉淀,白色沉淀可能为氧化铝,也可能为AgCl、Ag2CO3或BaCO3沉淀;Ⅲ.加入NaOH溶液,无沉淀,有无色、有刺激性气味的气体生成,说明不含BaCl2,因为BaCl2可与Na2CO3反应生成白色沉淀BaCO3。综上所述,X中一定含有AgNO3、NH4NO3、Na2CO3,可能含有KCl、Al2O3,一定不含有BaCl2、Na2SO3。
课时作业25(总分:60分)
1.(3分)下列鉴别或检验能达到实验目的的是(　D　)
A.用金属钠检验乙醇中混有少量的水
B.用硝酸银溶液鉴别氯苯与溴苯
C.用酸性KMnO4溶液鉴别维生素C水溶液与葡萄糖溶液
D.用BaCl2溶液鉴别SO2和SO3
2.(3分)(2025·湖南长沙三模)下列有关物质的鉴别或检验的实验方案能达到目的的是(　A　)
A.用聚光束仪鉴别硫酸铜溶液和淀粉溶液
B.用BaCl2溶液检验溶液中是否含有S
C.用KSCN溶液检验电路板刻蚀液中的Fe2+
D.用酸性KMnO4溶液鉴别乙醇与丙烯酸溶液
解析:淀粉溶液属于胶体,可产生丁达尔效应,可用聚光束仪鉴别溶液和胶体,A符合题意;检验S需先加稀盐酸,排除Ag+、C等的干扰,再加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则证明含有S,B不符合题意;KSCN溶液用来检验Fe3+,不能检验Fe2+,C不符合题意;乙醇与丙烯酸溶液均能使酸性KMnO4溶液褪色,D不符合题意。
3.(3分)(2025·上海青浦区统考)某溶液中只可能含有K+、Al3+、Br-、OH-、C中的一种或几种。取样,滴加足量氯水,有气泡产生,溶液变为橙色;向橙色溶液中加BaCl2溶液无明显现象。为确定该溶液的组成,还需检验的离子是(　B　)
A.Br- B.OH-
C.K+ D.Al3+
解析:取样,滴加足量氯水,有气泡产生,溶液变为橙色,则一定含有Br-,生成气体说明含C;向橙色溶液中加BaCl2溶液无明显现象,则一定不含S,且Al3+、C相互促进水解不能共存,则一定不存在Al3+,由电荷守恒可知,一定含阳离子K+,不能确定是否含OH-,还需要检验。
4.(3分)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(　C　)
A.用pH计测定溶液pH
B.滴加酚酞溶液
C.滴加0.1 mol·L-1 KI溶液
D.滴加饱和Na2CO3溶液
解析:NaClO溶液显弱碱性,Ba(OH)2溶液显强碱性,Al2(SO4)3溶液显酸性,则用pH计测定溶液pH是可以鉴别出来的,A不符合题意;NaClO溶液具有漂白性,加入酚酞溶液后溶液先变红后褪色,Ba(OH)2溶液显碱性,加入酚酞溶液后只变红不褪色,Al2(SO4)3溶液显酸性,滴入酚酞溶液不变色,则滴加酚酞溶液是可以鉴别出来的,B不符合题意;NaClO溶液滴入碘化钾溶液,发生氧化还原反应生成碘单质,碘水呈黄色,而Ba(OH)2溶液、Al2(SO4)3溶液滴入碘化钾溶液后,因KI不与两者反应而没有现象,则仅用滴加0.1 mol·L-1 KI溶液无法鉴别,C符合题意;饱和Na2CO3溶液和NaClO溶液不反应,Na2CO3溶液和Ba(OH)2溶液反应生成碳酸钡白色沉淀,Na2CO3溶液和Al2(SO4)3溶液发生相互促进的水解反应生成沉淀和气体,则滴加饱和Na2CO3溶液是可以鉴别出来的,D不符合题意。
5.(3分)(2025·黑龙江哈尔滨模拟)已知将亚硫酸钠滴入含淀粉的碘水中,碘水中的蓝色褪为无色,溶液无沉淀生成。某无色溶液中可能含有I-、Na+、[Fe(CN)6]3-、S,向该溶液中加入少量溴水,溶液仍呈无色,则下列有关该无色溶液的判断正确的是(　C　)
A.氧化性:Br2B.一定不含有I-
C.一定含有Na+
D.可能含有[Fe(CN)6]3-
解析:根据亚硫酸钠滴入含淀粉的碘水中,溶液褪色,说明碘水中的I2把亚硫酸钠氧化了,说明I2的氧化性强于S,即S的还原性强于I-,但向无色溶液中加入少量溴水,溶液不变色,说明Br2被还原了,由于还原性:S>I-,S会先与Br2反应,则无色溶液中一定含有S,可能含有I-。由分析可知,不能判断是否有I-,B错误;由分析可知,无色溶液中一定含有S,可能含有I-,根据电荷守恒,一定存在Na+,C正确;由于溶液是无色溶液,说明一定不含[Fe(CN)6]3-,D错误。
6.(3分)某白色粉末样品,可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量样品进行如下实验:
①溶于水,得到无色透明溶液;②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气味的气体逸出,离心分离;③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液,有沉淀生成。
该样品中确定存在的是(　A　)
A.Na2SO4、Na2S2O3 B.Na2SO3、Na2S2O3
C.Na2SO4、Na2CO3 D.Na2SO3、Na2CO3
解析:向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气味的气体逸出,发生反应S2+2H+===S↓+SO2↑+H2O,说明该白色粉末样品中一定含有Na2S2O3;由于盐酸过量,向②的上层清液中滴加BaCl2溶液有沉淀生成,则发生反应S+Ba2+===BaSO4↓,说明溶液中一定含有S,而S无法判断,因此该白色粉末样品中一定含有Na2SO4和Na2S2O3,故选A。
7.(3分)(2025·贵州毕节联考)某待测溶液中除含有水电离出的H+、OH-之外,还可能含有等物质的量的K+、Na+、Fe2+、Fe3+、S中的几种离子。根据如图实验步骤与现象,推测不合理的是(　B　)
A.原溶液中一定没有Fe3+、Fe2+
B.原溶液中可能同时存在S
C.生成的无色气体a为NO
D.蘸取该待测溶液做焰色试验,透过蓝色钴玻璃一定能观察到紫色火焰
解析:加入稀硝酸后,得到无色气体a和无色溶液,且无色气体a遇空气变为红棕色,则无色气体a为NO,说明溶液中一定存在还原性离子且没有有色离子,由此可知一定存在S,一定不存在Fe3+、Fe2+;根据电荷守恒可知,溶液中存在K+、Na+,肯定不存在S,B项符合题意。
8.(3分)某无色透明溶液,可能含有下列离子:H+、Ba2+、Fe3+、Mg2+、S-,现做实验如下:
①取少量原溶液滴加石蕊溶液呈红色;②取少量原溶液,加入过量的NaOH溶液,有白色沉淀生成;③取少量原溶液,加入过量氯化钡溶液,有白色沉淀生成,静置分层;取静置后的上层清液,加入硝酸银溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成。
下列说法错误的是(　D　)
A.溶液中一定存在的离子是H+、Mg2+、S
B.溶液中一定不存在的离子是HC、Fe3+、Ba2+
C.②中生成白色沉淀的离子方程式为Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
D.根据③现象可知原溶液中一定含有Cl-
解析:溶液无色透明,说明不含Fe3+。根据①可知该溶液显酸性,存在大量H+,所以一定不含HC;实验②中加入过量的NaOH溶液,有白色沉淀生成,说明溶液中含有Mg2+,该白色沉淀为氢氧化镁;实验③中加入过量氯化钡溶液,产生白色沉淀,说明溶液中含有S,则原溶液中一定不含Ba2+;实验③中静置后的上层清液,加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,且不溶于稀硝酸,则白色沉淀为氯化银,因加入氯化钡时引入Cl-,所以不能确定原溶液是否含Cl-。根据分析可知,溶液中一定存在的离子是H+、Mg2+、S,选项A正确;根据分析可知,溶液中一定不存在的离子是HC、Fe3+、Ba2+,选项B正确;根据分析可知白色沉淀为Mg(OH)2,选项C正确;根据上述分析,无法确定原溶液中一定含有氯离子,选项D错误。
9.(3分)某溶液中只可能含有K+、N2+3+-、[Al(OH)4]-中的若干种离子,离子浓度均为0.1 mol·L-1。某同学进行了如下实验,下列说法正确的是(　B　)
A.原溶液中含有Al3+、不含[Al(OH)4]-
B.原溶液中存在N2+-
C.沉淀C中含有BaCO3、Al(OH)3
D.滤液X中大量存在的阳离子有N、Fe2+和Ba2+
解析:溶液中加过量稀硫酸无明显现象,说明溶液中不含C;加过量Ba(NO3)2溶液有气体生成,发生了氧化还原反应,说明溶液中含有Fe2+,不含[Al(OH)4]-;有沉淀A生成,可知A为BaSO4,因加入了过量稀硫酸不能证明原溶液中含S;滤液X中加过量NaOH溶液并加热有气体生成,气体为氨,沉淀B为Fe(OH)3;向滤液Y中通入少量CO2生成沉淀C,C中一定含有BaCO3,可能含有Al(OH)3,则原溶液中一定含有N,可能含有Al3+,根据电荷守恒,原溶液中一定含有S-2+,不可能含有Al3+和K+。由上述分析可知,A、C项错误,B项正确;滤液X中大量存在的阳离子有N、Fe3+、H+和Ba2+,D项错误。
10.(3分)(2025·江西南昌模拟)某溶液中可能含有H+、Al3+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、HC中的一种或几种,取该溶液进行实验,实验记录如下:
步骤 实验内容 实验结果
Ⅰ 用pH计测量溶液的酸碱性 测得pH=0
Ⅱ 取100 mL原溶液并滴加过量Ba(NO3)2溶液 产生0.224 L无色气体A+溶液B+27.96 g沉淀C
Ⅲ 向溶液B中滴入过量氨水 产生5.35 g沉淀D(不溶于NaOH溶液)+溶液E
依据实验内容和相关数据(气体体积在标准状况下测定),判断下列关于原溶液的说法正确的是(　C　)
A.一定不含有HC、Fe3+
B.可能含有Al3+
C.一定含有Fe2+、Fe3+、S、Cu2+
D.含有N
解析:pH=0,说明原溶液含有H+,不存在HC,溶液中c(H+)=1 mol/L;加入过量Ba(NO3)2溶液,生成气体,则H+和N与Fe2+发生氧化还原反应生成NO,说明原溶液含有Fe2+,不含N,发生的反应为4H++3Fe2++N===3Fe3++NO↑+2H2O,n(Fe2+)=3× =0.03 mol;同时生成沉淀C,则原溶液含S,n(S)= =0.12 mol;溶液B加过量氨水,生成沉淀D,沉淀D不溶于NaOH溶液,说明不含Al3+,沉淀D为Fe(OH)3,沉淀D的物质的量n[Fe(OH)3]==0.05 mol>0.03 mol,根据Fe守恒,说明原溶液还含有0.02 mol Fe3+,100 mL溶液中阳离子所带正电荷为1 mol/L×0.1 L×1+0.03 mol×2+0.02 mol×3=0.22 mol,溶液中阴离子所带负电荷为0.12 mol×2=0.24 mol,由电荷守恒可知,100 mL溶液中n(Cu2+)=0.01 mol,原溶液中一定含H+、Fe2+、Fe3+、S、Cu2+,一定不含HC、Al3+,据此分析。由分析可知,原溶液中一定不含有HC,含有Fe3+,A错误;由分析可知,原溶液中一定不含有Al3+,B错误;由分析可知,原溶液中一定含Fe2+、Fe3+、S、Cu2+,C正确;由分析可知,原溶液一定不含N,D错误。
11.(14分)现有四种溶液m、n、p、q,分别含阳离子N+2+3+-中的各一种,为了确定组成,进行了以下实验:将四种溶液两两混合,发现m、n能剧烈反应,产生白色沉淀和无色气体,p、q加热后能产生无色有刺激性气味的气体,p与m、n反应均有沉淀产生,且向m中逐滴滴入p时,沉淀增多,然后减少但没有完全消失。回答下列问题。
(1)p是Ba(OH)2,q是NH4NO3。(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:Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-。
(3)实验室检验q中阳离子需要的试剂和试纸是浓NaOH溶液,湿润的红色石蕊试纸。
解析:(1)由向m中逐滴滴入p时,沉淀增多,然后减少但没有完全消失,可知在现有离子中,能满足先沉淀后部分溶解现象的一定是向铝盐溶液中逐滴滴入强碱溶液,故m为可溶性铝盐,p为强碱,再结合碱过量,沉淀未完全溶解,说明强碱与铝盐混合,除了有氢氧化铝生成,还有其他沉淀生成,则可判断出m为Al2(SO4)3,p为Ba(OH)2,则p、q加热后能产生无色有刺激性气味的气体,q含N,m、n能剧烈反应,产生白色沉淀和无色气体,符合Al3+与HC发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳的现象,则n含HC,由于所剩离子仅有Na+和N,溶液呈电中性,故q为NH4NO3,n为NaHCO3。(2)m为Al2(SO4)3,p为Ba(OH)2,沉淀为氢氧化铝和硫酸钡,沉淀减少时的离子方程式为Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-。(3)q为NH4NO3,则检验N的方法为取待测液于试管中,加入浓氢氧化钠溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验逸出的气体,若试纸变蓝,则原待测液中含N,故需要的试剂和试纸为浓氢氧化钠溶液和湿润的红色石蕊试纸。
12.(16分)有一未知的无色溶液,只可能含有以下离子中的若干种:H+、N+2+2+
3+,现取三份100 mL溶液进行如下实验:
①第一份加入足量AgNO3溶液后,有白色沉淀产生。
②第二份加入足量BaCl2溶液后,有白色沉淀产生,经洗涤、干燥后,沉淀质量为6.99 g。
③第三份逐滴滴加NaOH溶液,测得沉淀与NaOH溶液的体积关系如图所示。
根据上述实验,回答下列问题:
(1)原溶液中一定不存在的离子是Cu2+、C、H+。
(2)图中25~35 mL段发生反应的离子方程式为N+OH-===NH3·H2O。
(3)图中35~40 mL段发生反应的离子方程式为Al(OH)3+OH- ===[Al(OH)4]-。
(4)实验所加的NaOH溶液中NaOH的浓度为2 mol·L-1。
(5)原溶液中N的物质的量为n(N),根据提供的图像和数据,试计算n(N)的取值范围:n(N)≥0.01 mol。
解析:根据无色溶液可知,一定不含Cu2+;①第一份加足量AgNO3溶液后,有白色沉淀产生,所以至少有C两种离子中的一种;②第二份加足量BaCl2溶液后,有白色沉淀产生,经洗涤、干燥后,沉淀质量为6.99 g,则推断至少有C两种离子中的一种;③第三份逐滴滴加NaOH溶液,由图可知,开始加入氢氧化钠溶液时立即有沉淀生成,说明不含有H+;沉淀最大时,滴加氢氧化钠溶液,沉淀不溶解,说明含有铵根离子,继续加入氢氧化钠时沉淀部分溶解,最后溶液中仍然有沉淀,推断一定含有Mg2+、Al3+,Mg2+、Al3+和碳酸根离子不共存,所以溶液中一定不含碳酸根离子,一定含有硫酸根离子,硫酸钡的物质的量是=0.03 mol,则每一份溶液中硫酸根离子的物质的量是0.03 mol。根据图像可知与铵根离子反应的氢氧化钠是10 mL,溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠5 mL,则沉淀铝离子消耗氢氧化钠15 mL,所以沉淀镁离子消耗氢氧化钠25 mL-15 mL=10 mL。最终得到氢氧化镁沉淀是0.01 mol,所以每一份溶液中镁离子是0.01 mol,与镁离子反应的氢氧化钠是0.02 mol,则氢氧化钠的物质的量浓度是=2 mol·L-1,所以每一份溶液中铵根离子的物质的量是0.01 L×2 mol·L-1=0.02 mol,与氢氧化铝反应的氢氧化钠是2 mol·L-1×0.005 L=0.01 mol,则每一份溶液中铝离子是0.01 mol。根据电荷守恒可知溶液中一定存在硝酸根离子,而钾离子不能确定。(5)如果存在钾离子,则忽略水的电离,依据电荷守恒可知每一份溶液中N的物质的量n(N)>0.02 mol+0.01 mol×2+0.01 mol×3-0.03 mol×2=0.01 mol,如果不存在钾离子,则n(N)=0.01 mol,综上,n(N)≥0.01 mol。(共66张PPT)
第五章　非金属及其化合物
第25讲　常见物质的检验、
鉴别与推断
目
录
考点二　物质的推断
课时作业
考点一　物质的检验、鉴别
真题演练 感悟高考
复习目标
1.了解常见物质的检验、鉴别方法,能根据实验现象推断溶液中存在的物质。2.能利用典型代表物的性质和反应,设计常见物质检验的方案。
一
考点一 物质的检验、鉴别
1.常见阳离子的检验、鉴别
离子 检验、鉴别试剂或方法 实验现象
K+ 焰色试验 火焰呈______(通过蓝色钴玻璃观察)
Na+ 火焰呈______
N NaOH溶液(浓)、湿润红色石蕊试纸、加热 生成有________气味、能使湿润红色石蕊试纸______的气体
Fe3+ KSCN溶液 变为______溶液
NaOH溶液 产生____________
紫色
黄色
刺激性
变蓝
红色
红褐色沉淀
离子 检验、鉴别试剂或方法 实验现象
Fe2+ KSCN溶液、新制的氯水 加入KSCN溶液__________,加入少量新制的氯水后,立即显______
______________ 开始时生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色沉淀
K3[Fe(CN)6]溶液 生成__________
不显红色
红色
NaOH溶液
蓝色沉淀
2.常见阴离子的检验、鉴别
离子 检验、鉴别试剂或方法 实验现象
Cl- 加入AgNO3溶液、稀硝酸 生成______沉淀(AgCl)
Br- 加入AgNO3溶液、稀硝酸 生成________沉淀(AgBr)
加入氯水后振荡,滴入四氯化碳 四氯化碳层(下层)呈______色
I- 加入AgNO3溶液、稀硝酸 生成______沉淀(AgI)
加入氯水后振荡,滴入四氯化碳 四氯化碳层(下层)呈______色
加入氯水和淀粉溶液 __________
白色
淡黄色
橙红
黄色
紫红
溶液变蓝
离子 检验、鉴别试剂或方法 实验现象
S ______________________ ___________ 开始无明显现象,后生成______沉淀(BaSO4)
C 加入CaCl2或BaCl2溶液、稀盐酸、澄清石灰水 先生成白色沉淀(CaCO3或BaCO3),将沉淀溶于稀盐酸,产生无色、无味的气体(CO2),该气体能使澄清石灰水变浑浊
加入盐酸、澄清石灰水;CaCl2溶液 产生无色、无味的气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊;向原溶液中加入稀CaCl2溶液,产生白色沉淀
先加入稀盐酸,再加入
BaCl2溶液
白色
判断正误。
(1)无色溶液中加入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)检验溶液中是否含Cl-时,可用硫酸酸化后再加AgNO3溶液。(　　)
(3)检验FeCl3溶液中是否含有Fe2+,可以选择酸性KMnO4溶液,若溶液紫红色褪去,则证明含有Fe2+。(　　)
(4)向某溶液中加入氢氧化钙溶液,有白色沉淀生成,则溶液中一定存在C。(　　)
(5)一种气体燃烧后的产物通入无水硫酸铜后变蓝,证明该气体一定是H2。(　　)
微点助学
√
×
×
×
×
1.检验下列物质所选用的试剂正确的是(　　)
选项 待检验物质 所用试剂
A 海水中的碘元素 淀粉溶液
B SO2气体 澄清石灰水
C 溶液中的Cu2+ 氨水
D 溶液中的N NaOH溶液,湿润的蓝色石蕊试纸
C
2.下列离子在未知溶液中的检验方法正确的是(　　)
选项 离子 检验方法
A C 向样品中加入足量盐酸,将生成的无色、无味的气体通入澄清石灰水中,观察溶液是否变浑浊
B S 向样品中先加入稀硝酸酸化,再滴加氯化钡溶液,观察是否有白色沉淀生成
C Fe2+ 取少量溶液于试管中,加入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液紫色是否褪去
D I- 取少量溶液于试管中,加入新制氯水,再加入淀粉溶液,观察溶液是否变蓝色
D
解析:A项,HC会产生干扰,错误;B项,S会产生干扰,错误;C项,使酸性高锰酸钾溶液褪色的不一定是Fe2+,如S等,错误;D项,氯气能把I-氧化成I2,淀粉遇碘变蓝,因此可以检验I-的存在,正确。
3.(2025·吉林长春模拟)下列实验操作、现象和结论都正确的是(　　)
选项 实验操作及现象 实验结论
A 取少量NH4HSO3样品溶于水,加入Ba(NO3)2溶液,再加入足量盐酸,产生白色沉淀 原样品已变质
B 向某溶液中滴加稀盐酸,将产生的气体通入石蕊溶液,溶液先变红后褪色 溶液中含有S
C 向溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X,出现白色沉淀 气体X不一定是氧化性气体
D 在某固体试样加水后的溶液中,滴加NaOH溶液,没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 该固体试样中不可能存在N
C
解析:若样品未变质,加入盐酸后,在酸性溶液中亚硫酸氢根离子与硝酸根离子发生氧化还原反应,亚硫酸氢根离子被硝酸根离子氧化为硫酸根离子,也会与钡离子反应产生白色沉淀,故结论无法得出,A错误;若溶液中含有S,滴加稀盐酸产生二氧化硫气体,通入石蕊溶液中石蕊溶液会变红,但二氧化硫无法漂白石蕊溶液,故溶液不会褪色,B错误;气体X可以是氨气,向溶有SO2的BaCl2溶液中通入NH3,氨气与二氧化硫优先反应,生成亚硫酸铵,后亚硫酸铵与氯化钡反应生成亚硫酸钡白色沉淀,C正确;N与氢氧根离子反应时若不加热或者碱浓度不够只能够生成一水合氨,不会产生氨气,D错误。
二
考点二 物质的推断
1.物质推断的思维步骤
(1)审清题意,一般包括通读题目,判明条件、确定解题方向。
(2)寻求突破,寻找解题的突破口,即所谓的“题眼”。
(3)猜测分析,从“题眼”出发,联系实验现象、物质性质,并结合下面“四项”原则,大胆猜测,运用多种思维模式进行综合分析、推理,初步得出结论。
(4)验证假设,将初步得出的结论或结果代入原理检验,完全符合才算正确。
2.离子推断的解题技巧
(1)推断结论时,应该考虑三个方面,即肯定存在的离子、肯定不存在的离子、不能判定存在与否的离子。这三个方面的离子应是相互独立的;任何一种离子只能出现一次,不能重复出现。
(2)定量型离子推断试题常根据离子的物质的量(或浓度)定量推断最后一种离子的存在;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.某溶液仅由N-、Fe3+、Al3+和K+中的若干种离子组成,且各离子浓度相等,取适量溶液进行如下实验:
①取该溶液加入过量NaOH溶液,加热,产生无色气体;②将①过滤、洗涤、灼烧,得到固体a;③向②所得滤液中加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀。
根据以上实验,下列推断错误的是(　　)
A.根据操作①,推断原溶液中一定存在N
B.②中所得固体a为氧化铁
C.原溶液中一定不存在C、Al3+,可能含有K+
D.原溶液中一定存在N-、Fe3+
C
解析:加入过量的NaOH溶液并加热,产生的气体为NH3,溶液中有N。操作②知加入过量的碱产生了沉淀,说明溶液中有Fe3+,C与Fe3+会发生相互促进的水解反应而不能共存,则溶液中不存在C
。由上述分析可知,原溶液中一定有N,A项正确;Fe(OH)3受热分解为Fe2O3,B项正确;由上述分析可知,溶液中一定有N和Fe3+,而阴离子有S,一定没有C,溶液中各离子浓度相等,根据电荷守恒,所以一定还有Cl-和N,所以一定不存在C、Al3+和K+,C项错误;由C项分析,溶液中一定存在N3+-,D项正确。
2.某白色固体混合物可能含有Na2CO3、Na2SO4、MgCl2、MgSO4、K2SO4、Na2SO3。取少量样品进行如下实验:
①混合物溶于水,得到澄清透明溶液A;②取一定量溶液A于试管中,加入少量酸性高锰酸钾溶液,溶液不褪色;③取少量溶液A进行焰色试验,火焰呈黄色;④取少量溶液A加入过量的氨水,生成白色沉淀。
根据实验现象可判断该样品确定存在的是(　　)
A.Na2SO4、MgSO4 B.Na2SO3、MgCl2
C.MgCl2、Na2SO4 D.Na2CO3、MgSO4
A
解析:①混合物溶于水,得到澄清透明溶液A,可知Na2CO3、Na2SO3与镁离子不能同时存在;②取一定量溶液A于试管中,加入少量酸性高锰酸钾溶液,溶液不褪色,说明不存在能和高锰酸根离子反应的亚硫酸根离子、氯离子,故不存在Na2SO3、MgCl2;③取少量溶液A进行焰色试验,火焰呈黄色,则含有钠元素;④取少量溶液A加入过量的氨水,生成白色沉淀,则含有MgSO4,故不存在Na2CO3,则存在Na2SO4。
3.有一份澄清溶液,可能含有Na+、K+、N2+3+
、Cl-、I-中的若干种,且离子的物质的量浓度均为0.1 mol·L-1(不考虑水解和水的电离)。往该溶液中加入过量的盐酸酸化的BaCl2溶液,无沉淀生成。另取少量原溶液,设计并完成如下实验:
下列关于原溶液的判断不正确的是(　　)
A.是否存在Na+、K+需要通过焰色试验来确定
B.通过CCl4层的颜色变化,能判断出溶液中I-肯定存在
C.试样加足量氯水无气体产生,说明溶液中C肯定不存在
D.肯定不存在的离子是Ca2+、Fe3+、S、Cl-
A
解析:原溶液为澄清溶液,往该溶液中加入过量的盐酸酸化的BaCl2溶液,无白色沉淀生成,则无S;加足量氯水,无气体,则无C;溶液加四氯化碳并分液,下层呈紫红色,则有I-,则无Fe3+,上层溶液加硝酸钡和HNO3有白色沉淀,则有S,无Ca2+;溶液中一定含阳离子,且离子浓度都为0.1 mol·L-1,根据电荷守恒,一定含有N、Na+、K+,一定不存在Cl-;滤液中加硝酸酸化的硝酸银有白色沉淀,是过程中加氯水引入的氯离子。根据以上分析可知,溶液中一定存在Na+、K+,不需要通过焰色试验来确定,A项错误;通过CCl4层的颜色变化,能判断出溶液中I-肯定存在,B项正确;试样加足量的氯水,没有气体产生,说明无C,C项正确;由分析可知,肯定不存在的离子是Ca2+、Fe3+、S、Cl-,D项正确。
三
真题演练 感悟高考
1.(2025·湖南卷)化学实验充满着五颜六色的变化。下列描述错误的是(　　)
B
解析:乙烯中含有碳碳双键,能被酸性KMnO4溶液氧化,从而使酸性KMnO4溶液褪色,A正确;KOH溶液与CuSO4溶液发生复分解反应,生成Cu(OH)2蓝色沉淀,B错误;苯酚与FeCl3发生显色反应,溶液呈紫色,C正确;浓氨水挥发出的氨气遇到湿润的红色石蕊试纸,发生反应:NH3+H2O
NH3·H2O N+OH-,试纸变为蓝色,D正确。
2.(2025·湖南卷)只用一种试剂,将Na2SO4、(NH4)2CO3、AlCl3、KNO3四种物质的溶液区分开,这种试剂是(　　)
A.NaOH溶液
B.AgNO3溶液
C.H2SO4溶液
D.Ba(OH)2溶液
D
解析:Na2SO4溶液和KNO3溶液与NaOH溶液混合均无现象,无法区分,A不符合题意。AgNO3溶液与Na2SO4反应生成微溶的Ag2SO4,与(NH4)2CO3反应生成Ag2CO3沉淀,与AlCl3反应生成AgCl沉淀,与KNO3不反应,但三种沉淀均为白色,无法明确区分,B不符合题意。H2SO4溶液仅与(NH4)2CO3反应产生无色无味的CO2,其余三者无现象,无法区分Na2SO4、AlCl3、KNO3,C不符合题意。Ba(OH)2溶液与Na2SO4反应生成BaSO4白色沉淀(不溶解);与(NH4)2CO3反应生成BaCO3沉淀,加热时释放NH3;与AlCl3先生成Al(OH)3白色沉淀,过量时白色沉淀溶解;Ba(OH)2溶液与KNO3溶液混合无现象,四种现象均不同,可区分,D符合题意。
3.(2024·安徽卷)下列各组物质的鉴别方法中,不可行的是(　　)
A.过氧化钠和硫黄:加水,振荡
B.水晶和玻璃:X射线衍射实验
C.氯化钠和氯化钾:焰色试验
D.苯和甲苯:滴加溴水,振荡
D
解析:过氧化钠可以与水发生反应生成可溶性的氢氧化钠并产生气泡,硫不溶于水也不与水反应,可以鉴别,A项可行;水晶为晶体,玻璃为非晶体,可以用X射线衍射实验进行鉴别,B项可行;钠的焰色为黄色,钾的焰色为紫色(需透过蓝色钴玻璃观察),二者可以用焰色试验鉴别,C项可行;苯和甲苯都可以萃取溴水中的溴且密度都比水小,二者都在上层,不能用溴水鉴别苯和甲苯,D项不可行。
4.(2023·辽宁卷)下列鉴别或检验不能达到实验目的的是(　　)
A.用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
B.用KSCN溶液检验FeSO4是否变质
C.用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化
D.加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛
解析:石灰水的主要成分为Ca(OH)2,能与Na2CO3和NaHCO3反应生成CaCO3,二者均生成白色沉淀,不能达到鉴别的目的,A符合题意。
A
5.(2024·江西卷)白色固体样品X,可能含有AgNO3、NH4NO3、BaCl2、KCl、Na2SO3、Na2CO3、Al2O3之中的几种或全部。在三个烧杯中各加入适量X。分别加入足量以下三种试剂并微热使之充分反应,实验记录为:
编号 试剂 反应后的不溶物 生成的气体
Ⅰ 蒸馏水 白色 无色、有刺
激性气味
Ⅱ 稀盐酸 白色 无色、无味
Ⅲ NaOH溶液 无不溶物 无色、有刺激性气味
依据实验现象,下列说法正确的是(　　)
A.可能含Al2O3 B.含BaCl2
C.含Na2SO3 D.不含KCl
A
解析:Ⅱ.加入稀盐酸反应后的不溶物为白色沉淀,同时生成无色无味的气体,为二氧化碳,说明一定含Na2CO3,一定不含Na2SO3,白色沉淀为HCl与AgNO3反应生成的AgCl;Ⅰ.加入蒸馏水,微热生成无色、有刺激性气味的气体,结合Ⅱ可知,该气体为NH3,说明一定含NH4NO3,反应后的不溶物为白色沉淀,白色沉淀可能为氧化铝,也可能为AgCl、Ag2CO3或BaCO3沉淀;Ⅲ.加入NaOH溶液,无沉淀,有无色、有刺激性气味的气体生成,说明不含BaCl2,因为BaCl2可与Na2CO3反应生成白色沉淀BaCO3。综上所述,X中一定含有AgNO3、NH4NO3、Na2CO3,可能含有KCl、Al2O3,一定不含有BaCl2、Na2SO3。
四
课时作业25
1.(3分)下列鉴别或检验能达到实验目的的是(　　)
A.用金属钠检验乙醇中混有少量的水
B.用硝酸银溶液鉴别氯苯与溴苯
C.用酸性KMnO4溶液鉴别维生素C水溶液与葡萄糖溶液
D.用BaCl2溶液鉴别SO2和SO3
D
2.(3分)(2025·湖南长沙三模)下列有关物质的鉴别或检验的实验方案能达到目的的是(　　)
A.用聚光束仪鉴别硫酸铜溶液和淀粉溶液
B.用BaCl2溶液检验溶液中是否含有S
C.用KSCN溶液检验电路板刻蚀液中的Fe2+
D.用酸性KMnO4溶液鉴别乙醇与丙烯酸溶液
A
解析:淀粉溶液属于胶体,可产生丁达尔效应,可用聚光束仪鉴别溶液和胶体,A符合题意;检验S需先加稀盐酸,排除Ag+、C等的干扰,再加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则证明含有S,B不符合题意;KSCN溶液用来检验Fe3+,不能检验Fe2+,C不符合题意;乙醇与丙烯酸溶液均能使酸性KMnO4溶液褪色,D不符合题意。
3.(3分)(2025·上海青浦区统考)某溶液中只可能含有K+、Al3+、Br-、OH-、C中的一种或几种。取样,滴加足量氯水,有气泡产生,溶液变为橙色;向橙色溶液中加BaCl2溶液无明显现象。为确定该溶液的组成,还需检验的离子是(　　)
A.Br- B.OH-
C.K+ D.Al3+
B
解析:取样,滴加足量氯水,有气泡产生,溶液变为橙色,则一定含有Br-,生成气体说明含C;向橙色溶液中加BaCl2溶液无明显现象,则一定不含S,且Al3+、C相互促进水解不能共存,则一定不存在Al3+,由电荷守恒可知,一定含阳离子K+,不能确定是否含OH-,还需要检验。
4.(3分)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.用pH计测定溶液pH
B.滴加酚酞溶液
C.滴加0.1 mol·L-1 KI溶液
D.滴加饱和Na2CO3溶液
C
解析:NaClO溶液显弱碱性,Ba(OH)2溶液显强碱性,Al2(SO4)3溶液显酸性,则用pH计测定溶液pH是可以鉴别出来的,A不符合题意;NaClO溶液具有漂白性,加入酚酞溶液后溶液先变红后褪色,Ba(OH)2溶液显碱性,加入酚酞溶液后只变红不褪色,Al2(SO4)3溶液显酸性,滴入酚酞溶液不变色,则滴加酚酞溶液是可以鉴别出来的,B不符合题意;NaClO溶液滴入碘化钾溶液,发生氧化还原反应生成碘单质,碘水呈黄色,而Ba(OH)2溶液、Al2(SO4)3溶液滴入碘化钾溶液后,因KI不与两者反应而没有现象,则仅用滴加0.1 mol·L-1 KI溶液无法鉴别,C符合题意;饱和Na2CO3溶液和NaClO溶液不反应,Na2CO3溶液和Ba(OH)2溶液反应生成碳酸钡白色沉淀,Na2CO3溶液和Al2(SO4)3溶液发生相互促进的水解反应生成沉淀和气体,则滴加饱和Na2CO3溶液是可以鉴别出来的,D不符合题意。
5.(3分)(2025·黑龙江哈尔滨模拟)已知将亚硫酸钠滴入含淀粉的碘水中,碘水中的蓝色褪为无色,溶液无沉淀生成。某无色溶液中可能含有I-、Na+、[Fe(CN)6]3-、S,向该溶液中加入少量溴水,溶液仍呈无色,则下列有关该无色溶液的判断正确的是(　　)
A.氧化性:Br2B.一定不含有I-
C.一定含有Na+
D.可能含有[Fe(CN)6]3-
C
解析:根据亚硫酸钠滴入含淀粉的碘水中,溶液褪色,说明碘水中的I2把亚硫酸钠氧化了,说明I2的氧化性强于S,即S的还原性强于I-,但向无色溶液中加入少量溴水,溶液不变色,说明Br2被还原了,由于还原性:S>I-,S会先与Br2反应,则无色溶液中一定含有S,可能含有I-。由分析可知,不能判断是否有I-,B错误;由分析可知,无色溶液中一定含有S,可能含有I-,根据电荷守恒,一定存在Na+,C正确;由于溶液是无色溶液,说明一定不含[Fe(CN)6]3-,D错误。
6.(3分)某白色粉末样品,可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量样品进行如下实验:
①溶于水,得到无色透明溶液;②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气味的气体逸出,离心分离;③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液,有沉淀生成。
该样品中确定存在的是(　　)
A.Na2SO4、Na2S2O3 B.Na2SO3、Na2S2O3
C.Na2SO4、Na2CO3 D.Na2SO3、Na2CO3
A
解析:向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气味的气体逸出,发生反应S2+2H+===S↓+SO2↑+H2O,说明该白色粉末样品中一定含有Na2S2O3;由于盐酸过量,向②的上层清液中滴加BaCl2溶液有沉淀生成,则发生反应S+Ba2+===BaSO4↓,说明溶液中一定含有S,而S无法判断,因此该白色粉末样品中一定含有Na2SO4和Na2S2O3,故选A。
7.(3分)(2025·贵州毕节联考)某待测溶液中除含有水电离出的H+、OH-之外,还可能含有等物质的量的K+、Na+、Fe2+、Fe3+、S中的几种离子。根据如图实验步骤与现象,推测不合理的是(　　)
A.原溶液中一定没有Fe3+、Fe2+
B.原溶液中可能同时存在S
C.生成的无色气体a为NO
D.蘸取该待测溶液做焰色试验,透过蓝色钴玻璃一定能观察到紫色火焰
B
解析:加入稀硝酸后,得到无色气体a和无色溶液,且无色气体a遇空气变为红棕色,则无色气体a为NO,说明溶液中一定存在还原性离子且没有有色离子,由此可知一定存在S,一定不存在Fe3+、Fe2+;根据电荷守恒可知,溶液中存在K+、Na+,肯定不存在S,B项符合题意。
8.(3分)某无色透明溶液,可能含有下列离子:H+、Ba2+、Fe3+、Mg2+、S-,现做实验如下:
①取少量原溶液滴加石蕊溶液呈红色;②取少量原溶液,加入过量的NaOH溶液,有白色沉淀生成;③取少量原溶液,加入过量氯化钡溶液,有白色沉淀生成,静置分层;取静置后的上层清液,加入硝酸银溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成。
下列说法错误的是(　　)
A.溶液中一定存在的离子是H+、Mg2+、S
B.溶液中一定不存在的离子是HC、Fe3+、Ba2+
C.②中生成白色沉淀的离子方程式为Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
D.根据③现象可知原溶液中一定含有Cl-
D
解析:溶液无色透明,说明不含Fe3+。根据①可知该溶液显酸性,存在大量H+,所以一定不含HC;实验②中加入过量的NaOH溶液,有白色沉淀生成,说明溶液中含有Mg2+,该白色沉淀为氢氧化镁;实验③中加入过量氯化钡溶液,产生白色沉淀,说明溶液中含有S,则原溶液中一定不含Ba2+;实验③中静置后的上层清液,加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,且不溶于稀硝酸,则白色沉淀为氯化银,因加入氯化钡时引入Cl-,所以不能确定原溶液是否含Cl-。根据分析可知,溶液中一定存在的离子是H+、Mg2+、S,选项A正确;根据分析可知,溶液中一定不存在的离子是HC、Fe3+、Ba2+,选项B正确;根据分析可知白色沉淀为Mg(OH)2,选项C正确;根据上述分析,无法确定原溶液中一定含有氯离子,选项D错误。
9.(3分)某溶液中只可能含有K+、N2+3+-、[Al(OH)4]-中的若干种离子,离子浓度均为0.1 mol·L-1。某同学进行了如下实验,下列说法正确的是(　　)
A.原溶液中含有Al3+、不含
[Al(OH)4]-
B.原溶液中存在N2+-
C.沉淀C中含有BaCO3、Al(OH)3
D.滤液X中大量存在的阳离子有N、Fe2+和Ba2+
B
解析:溶液中加过量稀硫酸无明显现象,说明溶液中不含C;加过量Ba(NO3)2溶液有气体生成,发生了氧化还原反应,说明溶液中含有Fe2+,不含[Al(OH)4]-;有沉淀A生成,可知A为BaSO4,因加入了过量稀硫酸不能证明原溶液中含S;滤液X中加过量NaOH溶液并加热有气体生成,气体为氨,沉淀B为Fe(OH)3;向滤液Y中通入少量CO2生成沉淀C,C中一定含有BaCO3,可能含有Al(OH)3,则原溶液中一定含有N,可能含有Al3+,根据电荷守恒,原溶液中一定含有S-2+,不可能含有Al3+和K+。由上述分析可知,A、C项错误,B项正确;滤液X中大量存在的阳离子有N、Fe3+、H+和Ba2+,D项错误。
10.(3分)(2025·江西南昌模拟)某溶液中可能含有H+、Al3+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、HC中的一种或几种,取该溶液进行实验,实验记录如下:
步骤 实验内容 实验结果
Ⅰ 用pH计测量溶液的酸碱性 测得pH=0
Ⅱ 取100 mL原溶液并滴加过量Ba(NO3)2溶液 产生0.224 L无色气体A+溶液B+27.96 g沉淀C
Ⅲ 向溶液B中滴入过量氨水 产生5.35 g沉淀D(不溶于NaOH溶液)+溶液E
依据实验内容和相关数据(气体体积在标准状况下测定),判断下列关于原溶液的说法正确的是(　　)
A.一定不含有HC、Fe3+
B.可能含有Al3+
C.一定含有Fe2+、Fe3+、S、Cu2+
D.含有N
C
解析:pH=0,说明原溶液含有H+,不存在HC,溶液中c(H+)=1 mol/L;加入过量Ba(NO3)2溶液,生成气体,则H+和N与Fe2+发生氧化还原反应生成NO,说明原溶液含有Fe2+,不含N,发生的反应为4H++3Fe2++N===3Fe3++NO↑+2H2O,n(Fe2+)=3×=0.03 mol;同时生成沉淀C,则原溶液含S,n(S)==0.12 mol;溶液B加过量氨水,生成沉淀D,沉淀D不溶于NaOH溶液,说明不含Al3+,沉淀D为Fe(OH)3,沉淀D的物质的量n[Fe(OH)3]==0.05 mol>0.03 mol,
根据Fe守恒,说明原溶液还含有0.02 mol Fe3+,100 mL溶液中阳离子所带正电荷为1 mol/L×0.1 L×1+0.03 mol×2+0.02 mol×3=0.22 mol,溶液中阴离子所带负电荷为0.12 mol×2=0.24 mol,由电荷守恒可知,100 mL溶液中n(Cu2+)=0.01 mol,原溶液中一定含H+、Fe2+、Fe3+、S、Cu2+,一定不含HC、Al3+,据此分析。由分析可知,原溶液中一定不含有HC,含有Fe3+,A错误;由分析可知,原溶液中一定不含有Al3+,B错误;由分析可知,原溶液中一定含Fe2+、Fe3+、S、Cu2+,C正确;由分析可知,原溶液一定不含N,D错误。
11.(14分)现有四种溶液m、n、p、q,分别含阳离子N+2+
3+-中的各一种,为了确定组成,进行了以下实验:将四种溶液两两混合,发现m、n能剧烈反应,产生白色沉淀和无色气体,p、q加热后能产生无色有刺激性气味的气体,p与m、n反应均有沉淀产生,且向m中逐滴滴入p时,沉淀增多,然后减少但没有完全消失。回答下列问题。
(1)p是___________,q是_________。(均填化学式)
Ba(OH)2
NH4NO3
解析:由向m中逐滴滴入p时,沉淀增多,然后减少但没有完全消失,可知在现有离子中,能满足先沉淀后部分溶解现象的一定是向铝盐溶液中逐滴滴入强碱溶液,故m为可溶性铝盐,p为强碱,再结合碱过量,沉淀未完全溶解,说明强碱与铝盐混合,除了有氢氧化铝生成,还有其他沉淀生成,则可判断出m为Al2(SO4)3,p为Ba(OH)2,则p、q加热后能产生无色有刺激性气味的气体,q含N,m、n能剧烈反应,产生白色沉淀和无色气体,符合Al3+与HC发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳的现象,则n含HC,由于所剩离子仅有Na+和N,溶液呈电中性,故q为NH4NO3,n为NaHCO3。
(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:__________
____________________。
解析:m为Al2(SO4)3,p为Ba(OH)2,沉淀为氢氧化铝和硫酸钡,沉淀减少时的离子方程式为Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-。
Al(OH)3
+OH-===[Al(OH)4]-
(3)实验室检验q中阳离子需要的试剂和试纸是________________________
__________。
解析:q为NH4NO3,则检验N的方法为取待测液于试管中,加入浓氢氧化钠溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验逸出的气体,若试纸变蓝,则原待测液中含N,故需要的试剂和试纸为浓氢氧化钠溶液和湿润的红色石蕊试纸。
浓NaOH溶液,湿润的红色
石蕊试纸
12.(16分)有一未知的无色溶液,只可能含有以下离子中的若干种:H+、N+2+2+3+,现取三份100 mL溶液进行如下实验:
①第一份加入足量AgNO3溶液后,有白色沉淀产生。
②第二份加入足量BaCl2溶液后,有白色沉淀产生,经洗涤、干燥后,沉淀质量为6.99 g。
③第三份逐滴滴加NaOH溶液,测得沉淀
与NaOH溶液的体积关系如图所示。
根据上述实验,回答下列问题:
(1)原溶液中一定不存在的离子是__________________。
(2)图中25~35 mL段发生反应的离子方程式为_______________________。
(3)图中35~40 mL段发生反应的离子方程式为_________________________
____________。
(4)实验所加的NaOH溶液中NaOH的浓度为____________。
(5)原溶液中N的物质的量为n(N),根据提供的图像和数据,试计算n(N)的取值范围:____________________。
Cu2+、C、H+
N+OH-===NH3·H2O
Al(OH)3+OH-===
[Al(OH)4]-
2 mol·L-1
n(N)≥0.01 mol
解析:根据无色溶液可知,一定不含Cu2+;①第一份加足量AgNO3溶液后,有白色沉淀产生,所以至少有C两种离子中的一种;②第二份加足量BaCl2溶液后,有白色沉淀产生,经洗涤、干燥后,沉淀质量为6.99 g,则推断至少有C两种离子中的一种;③第三份逐滴滴加NaOH溶液,由图可知,开始加入氢氧化钠溶液时立即有沉淀生成,说明不含有H+;沉淀最大时,滴加氢氧化钠溶液,沉淀不溶解,说明含有铵根离子,继续加入氢氧化钠时沉淀部分溶解,最后溶液中仍然有沉淀,推断一定含有Mg2+、Al3+,Mg2+、Al3+和碳酸根离子不共存,所以溶液中一定不含碳酸根离子,一定含有硫酸根离子，硫酸钡的物质的量是=0.03 mol,
则每一份溶液中硫酸根离子的物质的量是0.03 mol。根据图像可知与铵根离子反应的氢氧化钠是10 mL,溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠5 mL,则沉淀铝离子消耗氢氧化钠15 mL,所以沉淀镁离子消耗氢氧化钠25 mL-15 mL=10 mL。最终得到氢氧化镁沉淀是0.01 mol,所以每一份溶液中镁离子是0.01 mol,与镁离子反应的氢氧化钠是0.02 mol,则氢氧化钠的物质的量浓度是=2 mol·L-1,所以每一份溶液中铵根离子的物质的量是0.01 L×2 mol·L-1=0.02 mol,与氢氧化铝反应的氢氧化钠是2 mol·L-1×0.005 L=0.01 mol,则每一份溶液中铝离子是0.01 mol。根据电荷守恒可知溶液中一定存在硝酸根离子,而钾离子不能确定。如果存在钾离子,则忽略水的电离,依据电荷守恒可知每一份溶液中N的物质的量n(N)>0.02 mol+0.01 mol×2+0.01 mol×3-0.03 mol×2=0.01 mol,如果不存在钾离子,则n(N)=0.01 mol,综上,n(N)≥0.01 mol。
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