2019高考化學(xué)三輪沖刺 專題3.18 以離子性質(zhì)為基礎(chǔ)的無(wú)機(jī)推斷題解題方法和策略.doc

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專題3.18 以離子性質(zhì)為基礎(chǔ)的無(wú)機(jī)推斷題 離子性質(zhì)為基礎(chǔ)的推斷題為高考的必考內(nèi)容，以選擇題（浙江卷）或大題的形式出現(xiàn)。這類試題側(cè)重聯(lián)系元素化合物知識(shí)、電解質(zhì)溶液理論、離子反應(yīng)、離子共存等，進(jìn)行綜合考查，試題難道一般較大，得分率較低。 【例1】化學(xué)與環(huán)境密切相關(guān)，近年來(lái)霧霾問(wèn)題已成為百姓所關(guān)注的主要問(wèn)題，今年入秋以來(lái)，我國(guó)大部分地區(qū)更是“霾伏”四起，部分地區(qū)持續(xù)出現(xiàn)中度至重度霾，環(huán)境治理刻不容緩。某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組測(cè)得某地區(qū)的霧霾中可能含有如下幾種無(wú)機(jī)離子：Na+、NH4+、Mg2+、Al3+、SO42-、NO3-、Cl?。對(duì)該地區(qū)霧霾處理后獲得試樣溶液進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)： 【點(diǎn)睛】 本題考查了物質(zhì)的推斷，明確物質(zhì)的性質(zhì)及特殊反應(yīng)現(xiàn)象、找準(zhǔn)圖象中的拐點(diǎn)的變化原因是解本題關(guān)鍵，結(jié)合物質(zhì)的溶解性、化學(xué)性質(zhì)及題給信息進(jìn)行分析解答。 【例2】高氯酸銨(NH4ClO4)可用作火箭推進(jìn)劑等。制備 NH4ClO4的工藝流程如下： （1） 電解 NaClO3溶液時(shí)，ClO3－在__極發(fā)生反應(yīng)， 其電極反應(yīng)式為____________。 （2）“ 除雜” 有兩種方案。 方案 1：加入鹽酸和 H2O2溶液，NaClO3轉(zhuǎn)化為ClO2，化學(xué)方程式為_____________。 方案 2：加入氨水和 FeCl24H2O，NaClO3轉(zhuǎn)化為 Cl－，離子方程式為_____________， 如果FeCl2 4H2O過(guò)量會(huì)出現(xiàn)黑色磁性沉淀，該沉淀可能是___________。（填化學(xué)式） （3）“反應(yīng)” 時(shí)用 NaClO4 和 NH4Cl在90℃制備NH4ClO4。 如果用濃鹽酸和液氨代替NH4Cl，則無(wú)需加熱，原因是______________________________________。 （4）該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是______________。（填化學(xué)式） 【答案】陽(yáng) ClO3-+H2O - 2e- =ClO4-+2H+ 2NaClO3+ 2HCl+ H2O2 =2ClO2↑+2NaCl+ 2H2O +O2↑ 6Fe2++ ClO3-+3H2O+ 12NH3H2O= 6Fe(OH)3↓+Cl-+12NH4+ Fe3O4 濃鹽酸和液氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng) NaCl 【解析】 【分析】 根據(jù)電解池陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)即可求得陽(yáng)極的電極反應(yīng)式。本題主要考查氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式和離子方程式的書寫，根據(jù)題目已給條件判斷出氧化劑和還原劑，利用化合價(jià)升降法配平氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的系數(shù)，其余的用H2O和H+來(lái)配平即可。 【詳解】 （3）氨氣與濃鹽酸反應(yīng)放出熱量，反應(yīng)需要溫度較低，故NH4Cl用氨氣和濃鹽酸代替，上述反應(yīng)不需要外界供熱就能進(jìn)行。 （4）NaClO4 和 NH4Cl在90℃制備NH4ClO4同時(shí)生成NaCl，生成物中有NaCl，所以該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是NaCl。 【點(diǎn)睛】 在酸性條件下，H2O2和NaClO3反應(yīng)，H2O2表現(xiàn)出還原性，失去電子生成O2。 解決此類問(wèn)題我們注意一下幾點(diǎn)： 1、“能組先組”通過(guò)離子反應(yīng)確定化合物的化學(xué)式時(shí)，如果通過(guò)離子共存可以確定的化學(xué)式，我們應(yīng)先確定化學(xué)式再來(lái)做推導(dǎo)。 2、注意分析離子因（1）、復(fù)分解反應(yīng)（難溶、難電離、易揮發(fā)）（2）因氧化還原反應(yīng)（特別注意NO3—在酸性條件下）（3）、雙水解（4）、離子顏色而不能共存或不能存在的離子。（以上知識(shí)點(diǎn)我們要重點(diǎn)熟練掌握） 3、 “確一排它”：當(dāng)確定了一種離子的存在就要去排除一些不能共存的離子。 4、 “因過(guò)量而干擾的離子”：注意添加了某些溶液后引入了新的離子而不能確定該離子 5、“電中性原則”：最后要注意溶液是呈電中性原則，有大量的陽(yáng)離子必含有陰離子，有大量陰離子必含陽(yáng)離子。 審明題意，明確范圍 審題 析題 答題 注意題目所給限制條件，確定推斷范圍。 分析推斷，得到結(jié)論 要緊扣實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，逐步分析，每一步驟都要對(duì)“肯定存在”、“不存在”、“可能存在”三種情況做出明確判斷。判斷遵循四原則：①嚴(yán)謹(jǐn)性原則，分析過(guò)程需要細(xì)致、全面、科學(xué)，結(jié)論要嚴(yán)謹(jǐn)、完整；②排斥性原則，當(dāng)溶液無(wú)色時(shí)，先排除有色離子的存在，當(dāng)確認(rèn)某離子存在時(shí)，要全面排查與之不能共存的離子；③進(jìn)出性原則，實(shí)驗(yàn)中加入試劑，引入了新離子，若未取原溶液即進(jìn)行下一步檢驗(yàn)，就無(wú)法判斷原溶液中是否存在該離子；④電荷守恒原則，溶液是電中性的，有陰離子處必有陽(yáng)離子 準(zhǔn)確解題，不留遺憾 離子檢驗(yàn)必須嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范，注意排除干擾離子的影響 1．（1）某無(wú)色透明溶液，加入金屬鋁反應(yīng)放出H2，試判斷下列離子：Mg2＋、Cu2＋、Ba2＋、H＋、Ag＋、SO42－、HCO3－、OH－、NO3－在下列兩種情況中，可能大量存在于此溶液中的是： ①當(dāng)與鋁反應(yīng)后生成Al3＋時(shí)，原溶液可能存在的離子有________________； ②當(dāng)與鋁反應(yīng)后生成AlO2-時(shí)，原溶液可能存在的離子有________________。 （2）若向100 mL、0.1 molL－1硫酸鋁溶液中加入0.5 molL－1的NaOH溶液，反應(yīng)后得到1.17 g沉淀，則加入的NaOH溶液體積為________。 （3）在200 mL、0.2 molL－1 NaAlO2溶液中逐滴加入0.2 molL－1 H2SO4溶液250 mL，試回答： ①寫出分兩步反應(yīng)的離子方程式：_________________________________________、___________________。 ②反應(yīng)完全后，溶液中SO42－與Al3＋的物質(zhì)的量之比為________。 【答案】Mg2＋、SO42－、H＋ Ba2＋、OH－、NO3－ 90 mL(或130 mL) AlO2-＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 5∶2 【解析】 【詳解】 （2）向100 mL 0.1 molL－1的Al2(SO4)3溶液中加入0.5 molL－1的NaOH溶液，如果Al2(SO4)3完全生成Al(OH)3，則沉淀的質(zhì)量為0.1 L0.1 molL－1278 gmol－1＝1.56 g，而此時(shí)沉淀為 1.17 g，說(shuō)明Al2(SO4)3并沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3，此時(shí)n[Al(OH)3]＝1.17 g78 gmol－1＝0.015 mol，NaOH可能有兩種情況，一是不足，二是使Al(OH)3部分溶解，當(dāng)NaOH不足時(shí)，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ 3 mol 1 mol x 0.015 mol 則x＝0.045 mol，因此V(NaOH)＝0.045/0.5mol＝0.09 L＝90 mL； 如果使Al(OH)3部分溶解，則 ①Al3＋?。?OH－　=　Al(OH)3↓ 0.02 mol 0.06 mol 0.02 mol ②Al(OH)3　　＋　　OH－=AlO＋2H2O 1 mol 1 mol (0.02－0.015)mol (0.02－0.015)mol＝0.005 mol 兩步反應(yīng)共需要NaOH：0.06 mol＋0.005 mol＝0.065 mol，因此V(NaOH)＝0.065/0.5mol＝0.13 L＝130 mL。 （3）①NaAlO2先和酸反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3 再和剩余的酸反應(yīng)生成鋁鹽，所以兩步反應(yīng)的離子方程式分別是AlO2－＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。 ②硫酸氫銨與氫氧化鋇反應(yīng)加熱反應(yīng)生成硫酸鋇、氨氣和水，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式； （2）①溶液呈淺綠色，溶液中含有亞鐵離子；焰色反應(yīng)為黃色，溶液中含有鈉離子；向A的水溶液中加入稀鹽酸無(wú)明顯現(xiàn)象，再加入B后溶液變黃，說(shuō)明在酸性條件下發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，A、B的溶液一定含有硝酸根離子；向A的水溶液中加入稀鹽酸無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明A中不會(huì)存在硝酸根離子，再根據(jù)離子共存判斷A、B的組成； ②碘離子和亞鐵離子被氧化后生成的碘單質(zhì)、鐵離子都能夠使溶液顯示黃色； ③可以通過(guò)檢驗(yàn)反應(yīng)后的溶液中是否存在鐵離子，判斷上述溶液變黃的原因。 【詳解】 （2）①A的水溶液呈淺綠色，則A溶液中含有Fe2+；B的水溶液無(wú)色且其焰色反應(yīng)為黃色，則B溶液中含有Na+；向A的水溶液中加入稀鹽酸無(wú)明顯現(xiàn)象，再加入B后溶液變黃，說(shuō)明A、B中一定存在硝酸根離子，由于向A的水溶液中加入稀鹽酸無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明硝酸根離子在B中，即B為NaNO3；能夠與亞鐵離子形成可溶性的物質(zhì)有I-、HSO4-，由于“A、B的水溶液混合亦無(wú)明顯變化”說(shuō)明A中一定不含氫離子，所以A為FeI2； ③若反應(yīng)后的溶液中存在鐵離子，證明Ⅱ合理，操作方法為：取少量變黃溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若變紅則Ⅱ合理，否則Ⅰ合理。 4．某中學(xué)化學(xué)興趣小組為了調(diào)查當(dāng)?shù)啬骋缓吹乃|(zhì)污染情況，在注入湖泊的3個(gè)主要水源的入口處采集水樣，并進(jìn)行了分析，給出了如下實(shí)驗(yàn)信息：其中一處水源含有A、B兩種物質(zhì)，一處含有C、D兩種物質(zhì)，一處含有E物質(zhì)，A、B、C、D、E為五種常見化合物，均由下表中的離子形成（每種離子至少用到一次）： 陽(yáng)離子 K+、Na+、Cu2+、Al3+ 陰離子 SO42-、HCO3-、NO3-、OH- 為了鑒別上述化合物，分別完成以下實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果是： ①將它們?nèi)苡谒?，D為藍(lán)色溶液，其他均為無(wú)色溶液； ②將E溶液滴入到C溶液中出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加，沉淀溶解； ③進(jìn)行焰色反應(yīng)，只有B、C為紫色（透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃）； ④在各溶液中加入硝酸鋇溶液，再加過(guò)量稀硝酸，A中放出無(wú)色氣體，C、D中都能產(chǎn)生白色沉淀； ⑤將B、D兩溶液混合，未見沉淀或氣體生成。 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)填空： （1）寫出化學(xué)式：B________、C_______________、D_____________。 （2）將含1 mol A的溶液與含1 molE的溶液反應(yīng)后蒸干，僅得到一種化合物，該化合物的化學(xué)式為______。 （3）在A溶液中加入少量澄清石灰水，其離子方程式為________________。 （4）若向含溶質(zhì)1 mol的C溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液，生成沉淀質(zhì)量最大為____g。 【答案】KNO3 KAl(SO4)2 CuSO4Na2CO3 2HCO3-+Ca2++2OH-＝CaCO3↓+CO32-+H2O466 【解析】 【分析】 ①將它們?nèi)苡谒?，D為藍(lán)色溶液，其他均為無(wú)色溶液，因此D中含有銅離子；②將E溶液滴入到C溶液中出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加，沉淀溶解，白色沉淀應(yīng)該是氫氧化鋁，所以E是強(qiáng)堿，C中含有鋁離子；③進(jìn)行焰色反應(yīng)，只有B、C為紫色（透過(guò)藍(lán)色鉆玻璃），所以E是氫氧化鈉，B、C中含有鉀離子；④在各溶液中加入硝酸鎖溶液，再加過(guò)量稀硝酸，A中放出無(wú)色氣體，因此A中含有碳酸氫根離子，則A是碳酸氫鈉。C、D中都能產(chǎn)生白色沉淀，白色沉淀是硫酸鋇，所以C是硫酸鋁鉀，D是硫酸銅：⑤將B、D兩溶液混合，未見沉淀或氣體生成，因此B是硝酸鉀。 【詳解】 【點(diǎn)睛】 本題考查離子共存、離子檢驗(yàn)以及離子反應(yīng)的有關(guān)判斷與計(jì)算，獲取題目中的信息是解題的關(guān)鍵，另外可根據(jù)離子共存進(jìn)行離子組合，解答（4）時(shí)需注意題給條件“生成沉淀質(zhì)量最大時(shí)”。 5．現(xiàn)有A、B、C、D、E、F六種常見化合物，已知它們包含的陽(yáng)離子有K＋、Ag＋、Na＋、Ba2＋、Fe2＋、Al3＋，陰離子有Cl－、OH－、AlO2－、NO3－、SO42－、CO32－。將它們分別配成0.1molL－1的溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： ①測(cè)得A、C、E溶液均呈堿性，且堿性A＞E＞C，E的焰色呈淺紫色（透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察）；②向B溶液中滴加稀氨水至過(guò)量，先生成沉淀，后沉淀全部溶解；③向F溶液中滴加稀硝酸，溶液變成棕黃色，且有無(wú)色氣體生成；④向D溶液中滴加Ba(NO3)2溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象。 （1）寫出A、D、E、F的化學(xué)式：A．________；D．________；E．_______；F．________。 （2）用離子方程式解釋C溶液呈堿性的原因：____________________________________。 （3）寫出實(shí)驗(yàn)③中反應(yīng)的離子方程式： ___________________________________。 【答案】Ba(OH)2AlCl3KAlO2FeSO4CO32－＋H2OHCO3－＋OH－3Fe2＋＋NO3－＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O 【解析】 【分析】 根據(jù)溶液A、C、E呈堿性，且堿性為A＞E＞C可推知A含有OH-、E含有AlO2-、C含有CO32-；根據(jù)向B溶液中滴加稀氨水，先出現(xiàn)沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀消失可推知溶液中含Ag+；根據(jù)向F溶液中滴加稀硝酸，溶液變成棕黃色，且有無(wú)色氣體生成，可知F含F(xiàn)e2+；向D溶液中滴加Ba（NO3）2溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明D溶液中無(wú)SO42-，由離子共存知識(shí)可推知ABCDEF溶液依次為Ba（OH）2、AgNO3、Na2CO3、AlCl3、KAlO2、FeSO4溶液。 【詳解】 【點(diǎn)睛】 本題考查物質(zhì)的檢驗(yàn)和鑒別的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，側(cè)重于離子共存和離子方程式的書寫，注意把握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，根據(jù)反應(yīng)的現(xiàn)象結(jié)合離子共存知識(shí)解答該題。