立足高考真題 凝練解題策略

離子檢驗在高考簡答題中是考查的熱點(diǎn)和難點(diǎn).研究浙江省近幾年化學(xué)高考真題可知，離子檢驗簡答題的考查形式復(fù)雜多樣、考查手段靈活新穎，尤其是考查內(nèi)容由單一離子檢驗變?yōu)榛旌想x子檢驗，由熟悉離子的檢驗變?yōu)槟吧x子的檢驗，甚至由無機(jī)離子檢驗變?yōu)橛袡C(jī)元素檢驗.該變化能更精準(zhǔn)測評學(xué)生分析和解決陌生、復(fù)雜問題的高階能力和化學(xué)素養(yǎng)，屬于知識的靈活遷移和綜合應(yīng)用，而非死記硬背，有利于選拔創(chuàng)新人才.本文嘗試深度剖析浙江省高考題中的離子檢驗簡答題，歸納總結(jié)出此類問題的解題技巧.

1“轉(zhuǎn)化型\"檢驗

“轉(zhuǎn)化型\"檢驗通常是要求檢驗?zāi)骋晃镔|(zhì)或元素，且不能一步直接檢驗，需先通過化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，將其轉(zhuǎn)化為常見離子，再檢驗轉(zhuǎn)化后的離子，從而證明有該物質(zhì)或該元素.此類試題穩(wěn)中求變，立足教材又高于教材，能靈活測評學(xué)生的知識、能力和素養(yǎng)是否融會貫通.

例1 （2023年6月浙江卷，節(jié)選）工業(yè)上煅燒含硫礦物產(chǎn)生的 SO₂ 可以按如圖1所示流程脫除或利用.

圖1

已知： S +HO→ HO—S 一OH.O 0 0

設(shè)計實驗驗證化合物A中含有S元素：

將 CH₃OH 類比已知中的 H₂O 可得，CH₃OH 中〇上的孤對電子進(jìn)攻 SO₃ 中帶部分正電荷的S原子，質(zhì)子轉(zhuǎn)移到另一個和S相連

的O原子上，形成硫酸甲酯，即A為0

CHO—S—OH.A是有機(jī)物，檢驗A中的S元素0

不能直接通過離子反應(yīng)進(jìn)行，需先通過化學(xué)反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為已學(xué)過的無機(jī)離子（ SO₄^2- ），而硫酸甲酯與足量 ΔNaOH 反應(yīng)可生成 Na₂SO₄ 和 CH₃OH. 然后，便是學(xué)生熟悉的 SO₄^2- 檢驗步驟.故答案為：取適量化合物A于試管中，加入足量 ΔNaOH 溶液，反應(yīng)完全后加鹽酸酸化，無明顯現(xiàn)象，再加 BaCl₂ 溶液，生成白色沉淀，說明A中有S元素.

一例2（2024年6月浙江卷，節(jié)選）礦物資源的綜合利用有多種方法，如鉛鋅礦（主要成分為 PbS，ZnS， 0的利用有火法（如圖2-甲）和電解法（如圖2-乙）等.

圖2

熱水 HCl已知： ① PbCl2（s） PbCl（aq） H2[PbCl4]；冷卻② 電解前后 ZnS 總量不變；0③AgF 易溶于水.D的結(jié)構(gòu)為 HO—S—X（X為0F或CI）.

設(shè)計實驗先除去樣品D中的硫元素，再用除去硫元素后的溶液探究X為何種元素.實驗方案：取D的溶液，加入足量 ΔNaOH 溶液，加熱充分反應(yīng)，然后D是有機(jī)物，檢驗D中的X元素不能直接通過離子反應(yīng)進(jìn)行，需先將X元素轉(zhuǎn)化為已學(xué)過的無機(jī)離子 （X^- ），而D與足量 ΔNaOH 加熱充分反應(yīng)后，S元素轉(zhuǎn)化為 SO₄^2- ， ΔX 元素轉(zhuǎn)化為 X^- .根據(jù)題意，要選擇合適的試劑除去 SO₄^2- ，故可選擇Ba（NO₃）₂ ，將其轉(zhuǎn)化為 BaSO₄ 沉淀除去（不選擇BaCl₂ ，會引人 Cl^- 干擾 X^- 的檢驗）.然后，便是學(xué)生熟悉的 Cl^- 檢驗步驟.故答案為：加入過量 Ba（NO₃）₂ 溶液充分反應(yīng)后過濾，在濾液中加適量 ΔHNO₃ 酸化的AgNO₃ 溶液，若有白色沉淀，則X為C1元素，反之則為F元素.

【策略】對比例1和例2可知，2024年的離子檢驗題與2023年在題根上相似，均是有機(jī)物中某常見元素的檢驗，通過與NaOH溶液反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為熟悉的無機(jī)離子，再進(jìn)行檢驗.因此，該類型題目的解題核心就是將有機(jī)物中的元素通過合適的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為已學(xué)的無機(jī)離子.通常情況下，S元素轉(zhuǎn)化為SO₄^2- ，C元素轉(zhuǎn)化為 CO₃^2- ， X（X 為F、Cl、Br、I）元素轉(zhuǎn)化為 X^- ，N元素轉(zhuǎn)化為 NH₄⁺ ，Si元素轉(zhuǎn)化為SiO₃^2- 等，然后便是常規(guī)離子檢驗操作.

類題遷移 設(shè)計實驗驗證Cu、Ag、Au混合物中含有Ag.

此題解題策略與上述兩道高考題類似，即先將待檢驗物質(zhì)轉(zhuǎn)化為熟知的離子，再進(jìn)行檢驗.因此，先選擇合適試劑與混合物反應(yīng)， Ag 為不活潑金屬，能與其反應(yīng)的常見酸是 HNO₃ ，將其轉(zhuǎn)化為Ag⁺ 后，便是熟悉的類似 Cl^- 檢驗的操作.故答案為：取少量混合物于試管中，加入過量稀 HNO₃ 溶解，取上層清液加鹽酸，若產(chǎn)生白色沉淀，則有 Ag （2

2 “陌生型”檢驗

“陌生型\"檢驗通常會給一個相對新穎的情境，需檢驗的離子或檢驗離子的方法并未學(xué)過，比較陌生，學(xué)生需要自主提取題干中的有效信息，現(xiàn)學(xué)現(xiàn)遷移應(yīng)用，靈活考查學(xué)生的化學(xué)思維和創(chuàng)新能力.

例3 （2024年1月浙江卷，節(jié)選）固態(tài)化合物Y的組成為 MgCaFeMn（CO₃）₄ ，以Y為原料實現(xiàn)如圖3所示轉(zhuǎn)化.已知： NH₃ 與溶液A中金屬離子均不能形成配合物.

圖3

酸性條件下，固體 NaBiO₃ （微溶于水，其還原產(chǎn)物為無色的 Bi³⁺ ）可氧化 Mn²⁺ 為 MnO₄^- .根據(jù)該反應(yīng)原理，設(shè)計實驗驗證Y中含有 Mn 元素：

該題要檢驗Y中含有 Mn 元素，實際上就是檢驗溶解后的Y溶液中含有 Mn²⁺ ，而Mn²⁺ 的檢驗并未學(xué)過，需根據(jù)題干信息現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用.已知“酸性條件下，固體 NaBiO₃ 可氧化 Mn²⁺ 為MnO₄^- ”， Mn²⁺ 幾乎為無色， MnO₄^- 為紫紅色，有明顯現(xiàn)象，因此可用 NaBiO₃ 檢驗 Mn²⁺ ，而這前提是在酸性條件下，故選擇合適的酸是關(guān)鍵.結(jié)合已學(xué)知識可知， MnO₄^- 能氧化 |Cl^- ， BiO₃^- 能將 Mn²⁺ 氧化為MnO₄^- ，故 BiO₃^- 也能氧化 Cl^- ，所以選擇的酸一定不能是鹽酸，可用 HNO₃ 或 H₂SO₄ 溶解固體，提供酸性環(huán)境.故答案為：取Y固體于試管中，加 HNO₃ 酸化溶解，再加入適量 NaBiO₃ ，若溶液變?yōu)樽霞t色，則有 Mn 元素.

【策略】該類題型靈活多變，情境新穎、陌生，學(xué)生需要綜合題干信息進(jìn)行理解、應(yīng)用.這就要求學(xué)生在平時對常規(guī)離子的檢驗方法能理解透徹、舉一反三，不要形成思維定勢，要能根據(jù)情境的變化，利用所給信息解決問題.因此，解題的策略就是以情境信息為突破口，充分利用題干所給的每條信息來考量問題.在此基礎(chǔ)上，首先厘清被檢測的離子和干擾離子有哪些；其次，結(jié)合情境信息分析所用試劑，明確檢驗方法和原理（如何除去干擾離子，檢驗?zāi)繕?biāo)離子）；最后，選擇試劑所加順序，對應(yīng)現(xiàn)象和結(jié)論，確定并評估方案可行性.

類題遷移 以銀錫合金為原料實現(xiàn)如圖4所示 轉(zhuǎn)化.

Mg 單質(zhì)氣體C 氣體A 光照 固體D HC1 溶液G 溶液E 合金 濃硝酸 溶液B 通人SO2 AgC1 加熱 迅速反應(yīng) 固體F 高溫 CHSOH HSnO3 SnO2 Sn （CHSO3）Sn 煅燒 ① ②

已知： ① 當(dāng)某離子的濃度低于 1.0×10^-5 （204mol?L^-1 時，可忽略該離子的存在；

2×10^-5 ：

③ 在堿性溶液中 SO₃^2- 會部分被氧化.

固體F可能為 Ag₂SO₃ 、 Ag₂SO₄ 或二者混合物Ag₂SO₄ 微溶于水， Ag₂SO₃ 難溶于水，二者都可以溶于氨水.選用提供試劑設(shè)計實驗驗證固體F的成分：.（可選用試劑：氨水、NaOH溶液、Ba（NO₃）₂ 溶液、稀硫酸、稀鹽酸）

驗證固體F的成分實際上就是檢驗 SO₃^2- ！

SO₄^2- 是否分別存在. SO₃^2- 、 SO₄^2- 均能與Ba²⁺ 反應(yīng)生成沉淀，故需加酸進(jìn)一步確認(rèn)，但在有Ag⁺ 存在的情況下，顯然不能直接加鹽酸，會產(chǎn)生干擾.因此，需排除 Ag⁺ 干擾，但這對學(xué)生而言較為陌生，需結(jié)合題干信息判斷，由題可知 Ag₂SO₃ 、 Ag₂SO₄ 都可溶于氨水.故先加足量氨水與混合物反應(yīng)，生成Ag（NH₃）₂⁺ 、 SO₃^2- ！ SO₄^2- ，將干擾離子（ Ag⁺ ）掩蔽，再加過量 Ba（NO₃）₂ 溶液，生成 BaSO₃?BaSO₄ 或二者混合物.向沉淀中加足量稀鹽酸， BaSO₃ 會溶解，故沉淀部分溶解則說明有 Ag₂SO₃.BaSO₄ 不溶解，但有沉淀不溶解并不能說明有 Ag₂SO₄ ，因為由題中已知 ③ 所給信息“在堿性溶液中 SO₃^2- 會部分被氧化”可知，SO₄^2- 也有可能是由 SO₃^2- 在加氨水后的堿性環(huán)境下被氧化得到的.因此 SO₄^2- 的檢驗需另辟蹊徑，在非堿性條件下進(jìn)行，結(jié)合圖中流程和題中信息“ Ag₂SO₄ 微溶于水\"可知，取溶液G檢驗 SO₄^2- 即可，且過量鹽酸已排除 Ag⁺ 、 SO₃^2- 干擾.故答案為：將少量F加入足量氨水中，充分反應(yīng)后，加入過量 Ba（NO₃）₂ 溶液，產(chǎn)生白色沉淀，過濾，向沉淀中加足量稀鹽酸，若沉淀部分溶解則F中有 Ag₂SO₃ ，反之則無；另取少量溶液G，滴加 Ba（NO₃）₂ 溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則F中有Ag₂SO₄ ，反之則無.

3“混合型\"檢驗

“混合型\"檢驗通常不再是檢驗單一離子，而是多種離子、元素或物質(zhì)的混合檢驗.解該類試題時最初需先自行推斷有哪些離子、元素或物質(zhì)存在，再分別對其檢驗，且有時彼此之間可能存在相互干擾，檢驗時還需考慮如何排除干擾，有助于考查學(xué)生綜合分析、解決復(fù)雜問題的能力水平.

例4（2023年1月浙江卷，節(jié)選）化合物X由三種元素組成，某學(xué)習(xí)小組按如圖5所示流程進(jìn)行實驗.

圖5

已知：白色固體A用 0.025 0molH Cl溶解后，多余的酸用 0.0150molNaOH 恰好中和

設(shè)計實驗檢驗溶液I中的陽離子

首先，由圖5可推斷溶液Ⅰ為 HNO₃ 和NH₄NO₃ 的混合溶液，則檢驗陽離子為H⁺ 、 NH₄⁺ 兩種，因此需取兩次溶液I進(jìn)行檢驗.且在檢驗 NH₄⁺ 時，需排除 H⁺ 干擾，則要加入過量堿.故答案為：用潔凈的玻璃棒蘸取溶液I，滴在藍(lán)色石蕊試紙上，若呈紅色則說明有 H⁺ ；另取少量溶液I于試管中，加入 ΔNaOH 至堿性，加熱試管，將濕潤的紅色石蕊試紙放于試管口，若試紙變藍(lán)則說明有 NH₄⁺ ·

【策略】該類題型解題的關(guān)鍵在于正確推斷有哪些離子，防止漏檢.此外，不僅要推斷主要物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，還要關(guān)注題干中試劑的用量問題（是否過量引人其他離子）.檢驗時要考慮這些混合離子之間是否會相互影響產(chǎn)生干擾，若有，則需利用差異回避或排除干擾.

類題遷移硅是促進(jìn)人類文明發(fā)展的重要元素，圖6是硅及其化合物的相關(guān)轉(zhuǎn)化流程.

圖6

已知： SiCl₄ 熔點(diǎn)為一 69.8^°C ，沸點(diǎn)為 57.7^°C ；易與水發(fā)生水解反應(yīng)，反應(yīng)機(jī)理如圖7所示.