内容正文:
第7讲 离子共存 离子的检验和推断
[课程标准] 1.宏观辨识与微观探析:能从宏观和微观相结合的视角理解离子反应,并运用离子反应解决实际问题(大量共存问题,离子检验及推断)。2.证据推理与模型认知:能利用正确的模型理解离子的推断。
考点一 离子共存
授课提示:对应学生用书第56页
一、离子共存的本质
同一溶液中有多种离子,若任意两种离子之间发生反应,则不能大量共存。
二、离子不能大量共存的常见反应类型
1.复分解反应型
(1)H+与弱酸根离子如CO、HCO、SO、HSO、[Al(OH)4]-、SiO等生成弱酸。
(2)OH-与弱碱的阳离子如NH、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Al3+等生成弱碱;OH-与酸式酸根离子如HCO、HSO、HS-等生成水。
(3)生成沉淀如Ag+与Cl-、Ba2+与SO等。
2.氧化还原反应型
具有较强氧化性的离子与具有较强还原性的离子,会发生氧化还原反应而不能大量共存。
氧化性离子:ClO-、MnO(H+)、NO(H+)、Fe3+。
还原性离子:S2-、SO、I-、Fe2+、Br-、Cl-。
(1)Fe3+可氧化S2-、SO、I-。
(2)NO(H+)可氧化S2-、SO、I-、Fe2+、Br-。
(3)ClO-在碱性条件下可氧化S2-、SO、I-、Fe2+。
(4)ClO-(H+)、MnO(H+)可氧化S2-、SO、I-、Fe2+、Br-、Cl-。
3.离子间发生水解相互促进的反应型
当弱酸的酸根(如CO)与弱碱的阳离子(如Al3+)同时存在于水溶液中时,弱酸的酸根水解生成的OH-与弱碱的阳离子水解生成的H+反应生成水,从而使两种离子的水解平衡互相促进而向水解方向移动,甚至完全反应:3CO+2Al3++3H2O===3CO2↑+2Al(OH)3↓。
常见的因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的离子如下:
(1)Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、[Al(OH)4]-、SiO。
(2)Fe3+与CO、HCO、[Al(OH)4]-、SiO。
(3)NH与[Al(OH)4]-、SiO。
4.离子间发生络合反应型
离子间因发生络合反应而不能大量共存,中学常见的反应:
(1)Fe3+与SCN-因生成Fe(SCN)3而不能大量共存。
(2)Ag+与NH3·H2O因生成[Ag(NH3)2]+而不能大量共存。
(3)Cu2+与NH3·H2O因生成[Cu(NH3)4]2+而不能大量共存。
诊断辨析
(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)水溶液中,Al3+、Ca2+、HCO、SO能大量共存。(×)
(2)水溶液中,Fe2+、H+、ClO-、Cl-能大量共存。(×)
(3)无色溶液中,Fe3+、Cu2+、NO、Cl-能大量共存。(×)
(4)1.0 mol·L-1的KNO3溶液中,H+、Fe2+、Cl-、SO能大量共存。(×)
(5)常温下,pH=12的溶液中,K+、Na+、CH3COO-、Br-能大量共存。(√)
(6)与铝反应产生大量氢气的溶液中,Na+、NH、CO、NO能大量共存。(×)
(7)c(K+)<c(Cl-)的溶液中大量存在:K+、NO、Cl-、HCO。(×)
科学思维:判断离子能否大量共存的要点归纳与整合
判断多种离子能否大量共存于同一溶液,归纳起来就是:一色、二性、三特殊、四反应。
(1)一色——溶液颜色
几种常见离子的颜色
离子
Cu2+
Fe3+
Fe2+
MnO
溶液颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
(2)二性——溶液的酸碱性
①在强酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子(如CO、SO、S2-、CH3COO-等)不能大量存在。
②在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如NH、Al3+、Fe3+等)不能大量存在。
(3)三特殊——三种特殊情况
①[Al(OH)4]-与HCO不能大量共存:[Al(OH)4]-+HCO===Al(OH)3↓+CO+H2O。
②“NO+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO等还原性的离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。
③NH与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中仍能大量共存。
(4)四反应——四种反应类型
指离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然不能大量共存。
①复分解反应:如Ba2+与SO,NH与OH-,H+与CH3COO-等。
②氧化还原反应:如Fe3+与I-、S2-,NO(H+)与Fe2+等。
③相互促进的水解反应:如Al3+与CO、HCO或[Al(OH)4]-等。
④形成配合物的反应:如Fe3+与SCN-等。
题组一 题干中有限制条件的离子共存
1.下列各组离子在溶液中因发生复分解反应而不能大量共存的是_______