离子检验、气体检验、物质鉴别、除杂、排除干扰、离子共存判断——一整套"实验推理 + 逻辑筛查"的高频板块。每种离子背后都是一套固定的"试剂→现象→结论",把它们记熟、再动手拨一拨,选择实验题就能稳拿分。
阳离子检验多用"显色"和"沉淀"两招,其中 Fe³⁺/Fe²⁺ 的对比是绝对高频。
| 离子 | 试剂 / 操作 | 现象 | 结论要点 |
|---|---|---|---|
| Fe³⁺ | 加 KSCN 溶液 | 溶液变血红色 | 最灵敏,不生成沉淀 |
| Fe³⁺ | 加 NaOH 溶液 | 生成红棕色沉淀 Fe(OH)₃↓ | 颜色即结论 |
| Fe²⁺ | 先加 KSCN 无变化,再滴氯水 | 加氯水后变红 | 氯水把 Fe²⁺ 氧化成 Fe³⁺ |
| Fe²⁺ | 加 NaOH 溶液 | 白色→灰绿→红棕色沉淀 | Fe(OH)₂ 被空气氧化的经典颜色链 |
| NH₄⁺ | 加浓 NaOH 并加热,用湿润红色石蕊试纸 | 放出使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体(NH₃) | 放氨气、有刺激性气味 |
| Al³⁺ | 加 NaOH(少量→过量) | 先生成白色 Al(OH)₃↓,过量碱后沉淀溶解 | 两性,先沉后溶 |
| Cu²⁺ | 观察 / 加 NaOH | 溶液蓝色;加碱生成蓝色 Cu(OH)₂↓ | 特征蓝 |
| Ba²⁺ | 加稀 H₂SO₄ 或 Na₂SO₄ | 白色 BaSO₄↓(不溶于稀硝酸) | 与 SO₄²⁻ 检验互为镜像 |
| Na⁺ / K⁺ | 焰色反应 | Na黄色;K紫色(透过蓝色钴玻璃观察) | K 要隔钴玻璃滤掉黄光 |
⚠ Fe²⁺ 检验的核心是"先证明原来没有 Fe³⁺(加 KSCN 不变红),再用氧化剂把 Fe²⁺ 变成 Fe³⁺(加氯水变红)"——两步缺一不可。若一上来就加氯水再加 KSCN,无法排除溶液本就含 Fe³⁺。
⚠ 观察 K 的焰色必须透过蓝色钴玻璃,滤去钠的黄光干扰;焰色反应是物理变化。
选一种离子,看它对应的试剂、现象,试管即时变成对应的颜色/沉淀。把每种"暗号"看进脑子里。
点火焰颜色:Na 黄、K 紫。切到 K 时勾选"透过钴玻璃",滤去黄光才看得到紫色——这是常考细节。
| 离子 | 试剂 / 操作 | 现象 | 关键排干扰 |
|---|---|---|---|
| Cl⁻ | 加 AgNO₃ 溶液,再加稀 HNO₃ | 生成白色沉淀 AgCl↓,不溶于稀硝酸 | 稀硝酸排除 CO₃²⁻ 等干扰 |
| SO₄²⁻ | 先加足量稀盐酸无沉淀,再加 BaCl₂ | 加盐酸不变,加 BaCl₂ 生成白色 BaSO₄↓ | 先加盐酸排除 CO₃²⁻/SO₃²⁻/Ag⁺ |
| CO₃²⁻ | 加稀盐酸,气体通入澄清石灰水 | 放出使澄清石灰水变浑浊的气体(CO₂) | 需排除 SO₃²⁻(也放气使石灰水浑浊) |
| OH⁻ | 用红色石蕊试纸 / 无色酚酞 | 红色石蕊变蓝;酚酞变红 | 说明溶液碱性 |
| I⁻ | 加氯水和淀粉(或 AgNO₃) | 淀粉变蓝;AgNO₃ 生成黄色 AgI↓ | — |
⚠ SO₄²⁻ 检验必须先加稀盐酸:① 排除 CO₃²⁻、SO₃²⁻(它们与 Ba²⁺ 也生成白色沉淀,但溶于盐酸);② 排除 Ag⁺(Ag⁺+Cl⁻ 会生成 AgCl 白沉淀冒充)。若直接加 BaCl₂ 见白沉淀就下结论,会误判。
⚠ 不能用稀硝酸代替盐酸来排除 SO₄²⁻ 干扰:硝酸有强氧化性,会把 SO₃²⁻ 氧化成 SO₄²⁻,反而制造假阳性。
按正确顺序逐步点,看每一步排除掉哪个"冒名顶替者"。顺序错了(先加 BaCl₂)就会误判——试试就知道。
| 气体 | 检验方法 | 现象 |
|---|---|---|
| CO₂ | 通入澄清石灰水 | 石灰水变浑浊(过量则复澄清) |
| NH₃ | 湿润的红色石蕊试纸靠近 | 试纸变蓝;有刺激性气味 |
| Cl₂ | 湿润的淀粉碘化钾试纸 | 试纸变蓝;黄绿色、刺激性 |
| SO₂ | 品红溶液(或通入后加热) | 品红褪色,加热后恢复红色 |
| H₂ | 点燃 / 靠近火焰 | 安静燃烧、淡蓝色火焰,罩干冷烧杯有水珠 |
| O₂ | 带火星木条伸入 | 木条复燃 |
⚠ SO₂ 和 CO₂ 都能使澄清石灰水变浑浊,不能只凭石灰水区分二者——要用品红:SO₂ 使品红褪色(且加热复原),CO₂ 不能。
点左边气体,右边高亮它对应的正确检验方法与现象。把每个"气体—方法—现象"三元组对上号。
| 原因 | 典型例子 |
|---|---|
| ① 生成沉淀↓ | Ba²⁺ + SO₄²⁻;Ag⁺ + Cl⁻;Ca²⁺ + CO₃²⁻;Fe³⁺ + OH⁻ |
| ② 生成气体↑ | H⁺ + CO₃²⁻(放 CO₂);H⁺ + HCO₃⁻;NH₄⁺ + OH⁻(加热放 NH₃) |
| ③ 生成弱电解质(水/弱酸/弱碱) | H⁺ + OH⁻ → H₂O;H⁺ + Ac⁻ → HAc;OH⁻ + NH₄⁺ |
| ④ 发生氧化还原 | Fe³⁺ + I⁻;Fe³⁺ + S²⁻;MnO₄⁻/ClO⁻ 与 Fe²⁺、I⁻、S²⁻;H⁺ + NO₃⁻ 与 Fe²⁺ |
| ⑤ 发生络合 | Fe³⁺ + SCN⁻(变血红,络合) |
| ⑥ 双水解(互促水解、彻底进行) | Al³⁺ + CO₃²⁻/HCO₃⁻/AlO₂⁻/S²⁻;Fe³⁺ + CO₃²⁻/HCO₃⁻/AlO₂⁻ |
| 限定词 | 隐含要求 |
|---|---|
| "无色溶液" | 排除有色离子:Cu²⁺(蓝)、Fe³⁺(黄)、Fe²⁺(浅绿)、MnO₄⁻(紫红) |
| "酸性溶液 / 使石蕊变红 / c(H⁺)大" | 含大量 H⁺:排除 OH⁻、CO₃²⁻、HCO₃⁻、Ac⁻、AlO₂⁻、SiO₃²⁻ 等弱酸根 |
| "碱性溶液 / 酚酞变红 / c(OH⁻)大" | 含大量 OH⁻:排除 NH₄⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺、HCO₃⁻ 等 |
| "能大量共存" | 两两之间都不反应才算共存 |
⚠ 陷阱:既含 H⁺ 又含 NO₃⁻ 时相当于稀硝酸,具强氧化性,不能与 Fe²⁺、I⁻、S²⁻ 等还原性离子共存——即使单看 H⁺ 或单看 NO₃⁻ 都"没事"。
勾选若干离子 + 选一个附加条件,点"判断":程序会两两检查,能否大量共存,并逐条列出冲突原因。
▸ 不加任何试剂:靠颜色、气味、溶解性、互滴现象区分。如互相滴加时"先无后有沉淀"与"先有后无"可区分 AlCl₃ 与 NaOH 的滴加顺序。
▸ 加一种试剂:选一个能让各物质给出不同现象的试剂。目标是"一剂多辨"。
▸ 物理方法:焰色反应区分 K⁺/Na⁺;观察颜色区分 Cu²⁺/Fe³⁺。
① 不增:不引入新杂质;② 不减:不损耗被提纯的主体;③ 易分离:转化为沉淀、气体或水后便于分开。
| 要除的杂质 | 加入试剂 | 原理 |
|---|---|---|
| NaCl 中混 Na₂CO₃ | 适量稀盐酸 | CO₃²⁻ + 2H⁺ → CO₂↑ + H₂O,不引入新杂质 |
| NaCl 中混 Na₂SO₄ | 适量 BaCl₂ | SO₄²⁻ + Ba²⁺ → BaSO₄↓(引入的 Cl⁻ 是主体成分,允许) |
| KNO₃ 中混 KCl | —(蒸发结晶) | 用溶解度差,不用加试剂 |
⚠ 除杂常见错:用盐酸除 Na₂SO₄(盐酸不与硫酸钠反应,无效);加过量 BaCl₂ 引入 Ba²⁺(又成新杂质)——所以"适量"或后续再除去过量试剂很重要。
任务:区分四瓶无色溶液 —— NaCl、Na₂CO₃、Na₂SO₄、NaOH。点"选一种试剂鉴别",走一遍决策树,看每种溶液给出的不同现象。
1. 检验 SO₄²⁻ 忘记先加稀盐酸排除 CO₃²⁻/SO₃²⁻/Ag⁺,直接加 BaCl₂ 见白沉淀就下结论 —— 误判。
2. 用稀硝酸代替盐酸排干扰:硝酸会把 SO₃²⁻ 氧化成 SO₄²⁻,制造假阳性。
3. 检验 Fe²⁺ 顺序错:应先加 KSCN 证无 Fe³⁺,再加氯水看变红;若先加氧化剂无法排除原有 Fe³⁺。
4. 观察 K 焰色忘记透过蓝色钴玻璃滤去钠的黄光。
5. 只凭澄清石灰水变浑浊就判 CO₂,忽略 SO₂ 同样能使石灰水变浑浊(要用品红区分)。
6. 共存题漏看隐含条件:"无色"排除有色离子;"酸性/碱性"排除对应弱离子。
7. 忽视 H⁺ + NO₃⁻ = 稀硝酸 的强氧化性,误让它与 Fe²⁺、I⁻、S²⁻ 共存。
8. 双水解(Al³⁺ + CO₃²⁻、Fe³⁺ + HCO₃⁻ 等)不能共存却当成"只是水解、能共存"。
9. 除杂引入新杂质(加过量 BaCl₂ 留 Ba²⁺;用不反应的试剂"除杂"其实没除掉)。
▸ 把"检验"拆成三问: 用什么试剂?看什么现象?如何排除干扰?答题时三点齐全,尤其"排除干扰"是拉开分差的关键得分点。
▸ 共存题的"矩阵思维": 把待选离子两两配对成一张表,逐格问"会不会反应"。有色/酸碱条件先当成"预筛"删掉明显不可能的离子,再检查剩余两两关系,速度更快、更不漏。
▸ 氧化还原型不共存最易漏: 记一张"强氧化性离子(MnO₄⁻、ClO⁻、Fe³⁺、H⁺+NO₃⁻)× 还原性离子(Fe²⁺、I⁻、S²⁻、SO₃²⁻)"的对照表,见到就警觉。
▸ "先加谁"决定成败: 检验与除杂里试剂的加入顺序常是命题眼 —— SO₄²⁻ 先盐酸后钡盐、Fe²⁺ 先 KSCN 后氯水、除杂先沉淀后过滤再除过量。
▸ 方案的严谨性: 好方案要"结论唯一、干扰排尽、操作可行"。看到"仅加一种试剂就能鉴别"的题,先想哪种试剂能让每种物质给出互不相同的现象。
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