2026届高考化学一轮复习 - 离子反应的应用
2025-06-19
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内容正文:
离子反应的应用
课前学习任务
一、课标解读
1.能根据离子反应发生的条件判断溶液中离子能否大量共存。
2.了解常见离子的检验方法,根据离子的特征反应检验或推断溶液中的离子。
二、必备知识
考点一 溶液中离子共存的判断
1.离子共存
离子共存问题是离子反应的条件和本质的最直接应用,所谓几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间 不能发生任何化学反应 ;若离子之间能 发生化学反应 ,则一般不能大量共存。
2.分析离子能否大量共存必备知识
(1)中学常见的六种有颜色的离子
MnO (紫红色)、 Cu2+ (蓝色)、 Fe3+ (棕黄色)、 Fe2+ (浅绿色)、 Cr2O (橙色)、 CrO (黄色)
(2)常见的表示溶液呈酸性的表述
①pH=1的溶液(常温下);
②使pH试纸变 红 的溶液;
③使甲基橙呈 红色 的溶液;
④与镁粉反应放出 H2 的溶液;
⑤c(OH-)=1×10-14 mol/L的溶液(常温下)。
(3)常见的表示溶液呈碱性的表述
①pH=14的溶液(常温下);
②使pH试纸变 蓝 的溶液;
③使酚酞试液变 红 的溶液;
④c(H+)=1×10-14 mol/L的溶液(常温下)。
(4)常见的表示溶液可能呈酸性也可能呈碱性的表述
①与铝粉反应放出 H2 的溶液;
②由水电离出的c(OH-)=1×10-12 mol/L的溶液(常温下);
③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
3.判断离子能否大量共存的“四个要点”
判断离子能否大量共存的“四个要点”,关键是看“一色、二性、三特殊、四反应”。
(1)一色——溶液颜色,无色溶液中不存在 有色 离子。
(2)二性——溶液的酸碱性
①在强酸性溶液中, OH- 及弱酸根离子(如CO、SO、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在;
②在强碱性溶液中, H+ 及弱碱阳离子(如NH、Al3+、Mg2+、Fe3+等)均不能大量存在;
③弱酸的酸式酸根离子(如HCO、HSO、HS-等)在强酸性和强碱性溶液中均不能大量存在。
(3)三特殊——三种特殊情况
①[Al(OH)4]-和HCO不能大量共存,并非发生相互促进的水解反应。
②“NO+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO等具有还原性的离子发生 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,它们在溶液中能大量共存。
(4)四反应——离子不能大量共存的溶液中的四种反应类型
①发生复分解反应,不能大量共存
离子间因发生反应生成沉淀而不能大量共存。常见的离子组有:H+与 SiO ; OH- 与Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等;Ag+与 Cl- 、Br-、I-等; SO(或CO) 与Ba2+、Ca2+、Ag+等。
离子间因发生反应生成弱电解质而不能大量共存。常见的离子组有: H+ 与OH-、CH3COO-、F-、ClO-等。
离子间因发生反应生成气体而不能大量共存。常见的离子组有: H+ 与CO、HCO、SO等;加热条件下,OH-与 NH 。
②发生氧化还原反应,不能大量共存
离子间因发生氧化还原反应而不能大量共存。常见的离子组有:在酸性条件下,MnO或 NO 与Fe2+、I-等。
③发生相互促进的水解反应,不能大量共存
离子间因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的有: Al3+ 或Fe3+与[Al(OH)4]-、HCO等。
④发生络合反应(形成配合物离子),不能大量共存
离子间因发生络合反应而不能大量共存的一般指Fe3+与 SCN- ,该反应通常还可以作为检验Fe3+的实验依据。
考点二 常见离子的检验方法
根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同,可把检验离子的方法归纳为三种类型:①生成气体,如NH、CO的检验;②显现特殊颜色,如Fe3+、K+的检验;③生成沉淀,如Cl-、SO的检验。其具体表现如下:
1.气体法
离子
试剂
现象
NH
浓NaOH溶液(加热)和湿润的红色石蕊试纸
生成无色、具有刺激性气味、能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
SO
稀硫酸、品红溶液
生成无色,具有刺激性气味、能使品红溶液褪色的气体
CO
稀盐酸、澄清石灰水
生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体
NO
稀硫酸、金属铜
溶液变蓝色,有无色的气体产生,遇空气后气体变红棕色
2.显色法
离子
试剂
现象
H+
紫色石蕊溶液
紫色石蕊溶液变红色
I-
氯水、淀粉溶液
淀粉溶液变蓝色
Fe3+
KSCN溶液
溶液呈红色
Fe2+
K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液
蓝色沉淀
KSCN溶液、氯水
加KSCN溶液后无颜色变化,再滴加氯水溶液变成红色
Na+、K+
铂丝、稀盐酸
火焰呈黄色(Na+),透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色(K+)
3.沉淀法
离子
试剂
现象
Cl-、Br-、
I-
AgNO3溶液、稀硝酸
AgCl(白色沉淀)、AgBr(淡黄色沉淀)、AgI(黄色沉淀)
SO
稀盐酸、BaCl2溶液
白色沉淀
Fe2+
NaOH溶液
白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀
Al3+
NaOH溶液
先生成白色沉淀,NaOH溶液过量后沉淀逐渐溶解
Ag+
盐酸(或氯化物溶液)、稀硝酸
生成不溶于稀硝酸的白色沉淀
氨水
先生成白色沉淀,若氨水过量,沉淀逐渐溶解
PO
AgNO3溶液、稀硝酸
生成黄色沉淀,沉淀可溶于稀硝酸
SiO
稀硝酸
白色絮状沉淀
S2-
CuSO4或CuCl2溶液
黑色沉淀
AlO
稀盐酸
开始生成白色沉淀,稀盐酸过量后沉淀逐渐溶解
课堂核心考点
考点一 溶液中离子共存的判断
微考点1 指定溶液判断离子共存
1.(2025·河北衡水检测)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.0.1 mol·L-1 KI溶液:Na+、K+、ClO-、OH-
B.0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH、NO、SO
C.0.1 mol·L-1 HCl溶液:Ba2+、K+、CH3COO-、NO
D.0.1 mol·L-1 NaOH溶液:Mg2+、Na+、SO、HCO
[答案] B
[解析] A项,ClO-有氧化性,能将I-氧化为I2,不能大量共存;C项,CH3COOH为弱电解质,CH3COO-与H+不能大量共存;D项,OH-与Mg2+、HCO均不能大量共存。
2.(2025·广东广州模拟)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.0.1 mol·L-1氨水:Na+、K+、OH-、NO
B.c水(H+)=1×10-12 mol/L的溶液:Na+、K+、SO、SiO
C.0.1 mol·L-1酸性K2Cr2O7溶液:NH、Na+、NO、I-
D.0.1 mol·L-1 AgNO3溶液:NH、Mg2+、Br-、SO
[答案] A
[解析] 0.1 mol·L-1氨水中Na+、K+、OH-、NO能够大量共存,A符合题意;c水(H+)=1×10-12 mol/L的溶液说明水的电离受到抑制,可能是酸性溶液也可能是碱性溶液,在酸性溶液中H+与SiO会生成弱电解质H2SiO3而不能共存,B不符合题意;在酸性溶液中Cr2O和NO均与I-发生氧化还原反应,不能大量共存,C不符合题意;在0.1 mol·L-1 AgNO3溶液中,Ag+与Br-和SO均会发生反应生成难溶物,不能大量共存,D不符合题意。
微考点2 隐含条件判断离子共存
3.(2025·湖北武汉检测)常温下,下列各组离子可能大量共存的是( )
A.1.0 mol·L-1的KNO3溶液中:H+、Fe2+、Cl-、SO
B.滴加几滴KSCN溶液显红色的溶液中:NH、Mg2+、I-、Cl-
C.加入铝粉能生成H2的溶液:加入Na+、Ca2+、H+、Cl-
D.=1.0×1012的溶液中:Na+、Mg2+、NO、HCO
[答案] C
[解析] 1.0 mol·L-1的KNO3溶液中含有的NO和H+、Fe2+三者之间因发生氧化还原反应而不能大量共存,A不符合题意;滴加几滴KSCN溶液,显红色的溶液中含有的Fe3+和I-因发生氧化还原反应而不能大量共存,B不符合题意;加入铝粉能生成H2的溶液可能是强酸性溶液,则Na+、Ca2+、H+、Cl-能够大量共存,也可能是强碱性溶液,则不能含有大量的H+,C符合题意;=1.0×1012的溶液中含有大量的OH-,则OH-与Mg2+、OH-与HCO不能大量共存,D不符合题意。
微考点3 离子共存的原因分析类试题
4.(2025·山东滨州高三检测)常温下,下列关于粒子在指定溶液中能否一定大量共存的评价正确的是( )
选项
溶液
粒子
评价
A
8%H2O2水溶液
Fe3+、Mg2+、SO、Na+
可以大量共存
B
pH=12的水溶液
NO、Na+、SO、K+
NO能将SO氧化而不能大量共存
C
由水电离产生的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液
Na+、
[Al(OH)4]-、
Cl-、NO
由水电离产生的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液呈碱性,所以可以大量共存
D
NaHSO4
水溶液
I-、K+、Br-、
CH3COO-
CH3COO-能与NaHSO4溶液反应,不能大量共存
[答案] D
[解析] Fe3+为H2O2分解的催化剂,两者在溶液中不能大量共存,评价不合理,A错误;pH=12的水溶液中存在大量OH-,四种离子及OH-均不发生反应,在溶液中能大量共存,其评价错误,B错误;水电离产生的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液,可能呈酸性也可能呈碱性,酸性时H+与[Al(OH)4]-不能大量共存,碱性时可以大量共存,其评价不合理,C错误;NaHSO4水溶液中存在大量H+,CH3COO-与H+反应生成CH3COOH而不能大量共存,该评价合理,D正确。
5.(2025·湖南模拟)对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是( )
选项
粒子组
判断和分析
A
Na+、Al3+、Cl-、NH3·H2O
不能大量共存,因发生反应:Al3++4NH3·H2O===[Al(OH)4]-+4NH
B
H+、K+、S2O、SO
不能大量共存,因发生反应:2H++S2O===S↓+SO2↑+H2O
C
Na+、Fe3+、SO、
H2O2
能大量共存,粒子间不反应
D
H+、Na+、Cl-、MnO
能大量共存,粒子间不反应
[答案] B
[解析] Al3+和NH3·H2O生成Al(OH)3沉淀而不是生成[Al(OH)4]-,A错误;S2O和H+反应生成单质硫、二氧化硫和水,离子方程式为2H++S2O===S↓+SO2↑+H2O,B正确;Fe3+可催化H2O2分解生成H2O和O2,不能大量共存,C错误;在酸性条件下,MnO能将Cl-氧化为Cl2,不能大量共存,D错误。
考点二 常见离子的检验方法
微考点1 常见离子的检验
1.(2025·湖南长沙高三检测)通过实验得出的结论正确的是( )
A.将某固体试样完全溶于盐酸,再滴加Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀,则该固体试样中存在SO
B.将某固体试样完全溶于盐酸,再滴加KSCN溶液,没有出现红色,则该固体试样中不存在Fe3+
C.在某固体试样加水后的溶液中,滴加NaOH溶液,没有产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,该固体试样中仍可能存在NH
D.在某固体试样加水后的上层清液中,滴加盐酸出现白色沉淀,再加NaOH溶液沉淀溶解,则该固体试样中存在SiO
[答案] C
[解析] 当固体中含有SO时,在酸性条件下滴加Ba(NO3)2溶液会被氧化生成SO,有相同现象,故不一定存在SO,A错误;若固体为FeCl3和Fe的混合物时,也有相同的现象,故固体试样中可能存在Fe3+,B错误;检验NH时,加NaOH溶液并加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,选项中没有加热,故不能确定是否存在铵根离子,C正确;滴加盐酸出现白色沉淀,再加NaOH溶液沉淀溶解,可能原固体中有AlO,不一定为SiO,D错误。
2.(2025·湖北武汉检测)下列关于离子检验的说法正确的是( )
A.向某溶液中加入稀盐酸,将产生的无色无味气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,则原溶液中一定含有CO或HCO
B.向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生,再加稀盐酸,沉淀不消失,则原溶液中一定有SO
C.向溶液中先加入H2O2溶液,再滴加KSCN溶液,溶液变红,则原溶液中含Fe2+而不含Fe3+
D.向某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀不消失,则原溶液中一定有Cl-
[答案] A
[解析] 能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体是CO2,所以原溶液中一定含有CO或HCO,A正确;某溶液中加入硝酸钡溶液有白色沉淀产生,再加稀盐酸,沉淀不消失,原溶液中可能含有SO,也可能含有SO等离子,B错误;H2O2具有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,向某溶液中先滴加H2O2溶液,再滴加KSCN溶液,溶液变为红色,只能证明得到的溶液中含有Fe3+,不能确定原溶液中是否含有Fe2+或Fe3+,C错误;选项给出的现象也有可能是由于存在SO或CO,检验溶液中是否含有Cl-,应加入硝酸酸化的AgNO3溶液,D错误。
微考点2 离子的定性、定量推断
3.(2025·广东佛山高三检测)某未知溶液X中可能含有Al3+、Na+、NH、Cl-、CO、SO中的若干种,取该溶液进行如下实验,若实验过程中所加试剂均过量,产生的气体全部逸出。则下列说法正确的是( )
A.原溶液中一定存在Na+,可能存在Cl-
B.原溶液中一定存在CO、SO、NH,且均为0.01 mol
C.原溶液中可能存在Na+,n(Cl-)≥0.01 mol
D.原溶液中一定不存在Al3+、Cl-
[答案] C
[解析] 滤液中加入了烧碱溶液,通过焰色试验不能确定原溶液中是否存在Na+;加入BaCl2溶液生成沉淀Ⅰ,说明原溶液中至少含有CO、SO中的一种,沉淀Ⅰ部分溶于盐酸,所以沉淀Ⅰ一定是BaSO4、BaCO3的混合物,故原溶液中一定存在CO、SO,CO和Al3+不能大量共存,所以原溶液中一定不存在Al3+;沉淀Ⅱ为硫酸钡,其物质的量为=0.01 mol,CO的物质的量为=0.01 mol;向所得滤液中加入烧碱溶液并加热,生成了气体,则该气体应为NH3,证明原溶液中一定含有NH,其物质的量为=0.05 mol,CO、SO所带负电荷的物质的量之和为0.01 mol×2+0.01 mol×2=0.04 mol,根据电荷守恒,原溶液中一定存在Cl-,不能确定是否存在Na+,所以n(Cl-)≥0.01 mol。
4.(2025·湖北名校联考)某无色溶液中可能含有①Na+、②Ba2+、③Cl-、④Br-、⑤SO、⑥SO、⑦Fe2+中的几种离子,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如表,下列结论正确的是( )
步骤
操作
现象
Ⅰ
用pH试纸检验
溶液的pH大于7
Ⅱ
向溶液中滴加氯水,再加入CCl4,振荡,静置
CCl4层呈橙红色
Ⅲ
取Ⅱ的上层溶液,加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸
有白色沉淀产生
Ⅳ
将Ⅲ过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸
有白色沉淀产生
A.肯定含有的离子是①④⑤
B.肯定没有的离子是②⑤⑦
C.可能含有的离子是①②⑥
D.不能确定的离子是①③⑥
[答案] A
[解析] 根据步骤Ⅰ,该溶液呈碱性,则该溶液是强碱弱酸盐溶液,所以一定存在SO,则一定不存在Ba2+;在碱性的无色溶液中,一定不存在Fe2+;溶液呈电中性,所以溶液中的阳离子只能是Na+;步骤Ⅱ说明该溶液中一定存在Br-,氯水与Br-反应生成溴单质,溴单质在四氯化碳中的颜色是橙红色;步骤Ⅲ不能说明有SO存在,因为该溶液中一定存在SO,加入氯水后SO被氧化为SO,与Ba(NO3)2反应生成BaSO4沉淀;步骤Ⅳ不能确定Cl-的存在,因为加入的氯水中含有Cl-。因此一定存在的离子是①④⑤,一定不存在的离子是②⑦,不能确定的离子是③⑥,故A正确。
5.(2025·河北衡水检测)某100 mL溶液只可能含有K+、NH、Al3+、CO、SO、Cl-中的若干种,取该溶液进行连续实验,实验过程如图所示(所加试剂均过量,气体全部逸出)。下列说法错误的是( )
A.原溶液中一定含有CO、SO,无Al3+
B.原溶液中一定存在K+,可能存在Cl-
C.是否存在K+只有通过焰色试验才能确定
D.若原溶液中不存在Cl-,则c(K+)=0.1 mol·L-1
[析题·图文诠释]
[答案] C
[解析] 加入BaCl2溶液,生成沉淀1,则至少含有CO、SO中的一种,加入盐酸,沉淀部分溶解,则沉淀1为BaSO4和BaCO3的混合物,原溶液中一定存在CO、SO,n(SO)=n(BaSO4)==0.01 mol,n(CO)=n(BaCO3)==0.01 mol,CO和Al3+会相互进水解,不能共存,因此溶液中不含Al3+,向滤液中加入NaOH溶液,生成气体,该气体为氨气,则溶液中一定含NH,n(NH)==0.03 mol,根据电荷守恒可知,溶液中一定存在K+,可能存在Cl-。A项,原溶液中一定含有CO、SO,无Al3+,故A正确;B项,溶液中一定存在K+,可能存在Cl-,故B正确;C项,根据电荷守恒可确定原溶液中一定存在K+,K+的存在不用通过焰色试验就能确定,故C错误;D项,根据电荷守恒,溶液中阴离子所带负电荷的物质的量为0.04 mol,阳离子所带正电荷的物质的量为0.03 mol,若原溶液中不存在Cl-,则K+的物质的量为0.01 mol,c(K+)==0.1 mol·L-1,故D正确。
6.(2025·山东名校联盟一模)已知1 L某待测液中除含有0.2 mol·L-1 Na+外,还可能含有下列离子中的一种或几种。
阳离子
K+、NH、Mg2+、Ba2+、Fe3+
阴离子
Cl-、Br-、CO、HCO、SO
现进行如下实验操作(每次实验所加试剂均过量)。
(1)由气体B可确定待测液中含有的离子是______________。
(2)由白色沉淀D和白色沉淀E可以判断待测液中一定含有的离子是________________,据此可以排除的离子是________________。
(3)由白色沉淀B可确定待测液中含有的离子是________。
(4)某同学读图后,认为待测液中一定不含溴离子,他判断的依据是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)综合分析,待测液中K+的最小浓度为______________。
[答案] (1)NH
(2)CO、SO Mg2+、Ba2+、Fe3+
(3)HCO
(4)向溶液B中通入氯气,溶液呈浅黄绿色(或向溶液B中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,出现白色沉淀)
(5)0.1 mol·L-1
[解析] 待测液与BaCl2溶液反应后,过滤得到滤液A和沉淀A,沉淀A与稀硝酸反应生成白色沉淀D和无色气体D,无色气体D与石灰水反应生成白色沉淀E,则待测液中一定含有SO和CO,结合离子共存的条件可知待测液中一定不存在Mg2+、Ba2+、Fe3+;滤液A与NaOH溶液反应生成的气体B为NH3,同时还生成了白色沉淀B,则待测液中一定含有NH、HCO;向溶液B中通入氯气,溶液呈浅黄绿色,向溶液B中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,出现白色沉淀,则待测液中一定不存在Br-;由于实验过程中加入了BaCl2溶液,因此由白色沉淀C无法确定待测液中是否含有Cl-。(5)结合题中数据可知待测液中n(NH)=0.1 mol,n(HCO)=n(BaCO3)==0.1 mol,n(CO)=n(CaCO3)==0.1 mol,n(SO)=n(BaSO4)==0.05 mol,n(Na+)+n(NH)=0.2 mol+0.1 mol=0.3 mol,2n(CO)+2n(SO)+n(HCO)=0.4 mol,根据电荷守恒知待测液中一定含有K+。若待测液中不含Cl-,则n(K+)=0.1 mol;若待测液中含有Cl-,则n(K+)>0.1 mol,所以c(K+)≥0.1 mol·L-1。
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离子反应的应用
课前学习任务
一、课标解读
1.能根据离子反应发生的条件判断溶液中离子能否大量共存。
2.了解常见离子的检验方法,根据离子的特征反应检验或推断溶液中的离子。
二、必备知识
考点一 溶液中离子共存的判断
1.离子共存
离子共存问题是离子反应的条件和本质的最直接应用,所谓几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间 不能发生任何化学反应 ;若离子之间能 发生化学反应 ,则一般不能大量共存。
2.分析离子能否大量共存必备知识
(1)中学常见的六种有颜色的离子
MnO (紫红色)、 Cu2+ (蓝色)、 Fe3+ (棕黄色)、 Fe2+ (浅绿色)、 Cr2O (橙色)、 CrO (黄色)
(2)常见的表示溶液呈酸性的表述
①pH=1的溶液(常温下);
②使pH试纸变 红 的溶液;
③使甲基橙呈 红色 的溶液;
④与镁粉反应放出 H2 的溶液;
⑤c(OH-)=1×10-14 mol/L的溶液(常温下)。
(3)常见的表示溶液呈碱性的表述
①pH=14的溶液(常温下);
②使pH试纸变 蓝 的溶液;
③使酚酞试液变 红 的溶液;
④c(H+)=1×10-14 mol/L的溶液(常温下)。
(4)常见的表示溶液可能呈酸性也可能呈碱性的表述
①与铝粉反应放出 H2 的溶液;
②由水电离出的c(OH-)=1×10-12 mol/L的溶液(常温下);
③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
3.判断离子能否大量共存的“四个要点”
判断离子能否大量共存的“四个要点”,关键是看“一色、二性、三特殊、四反应”。
(1)一色——溶液颜色,无色溶液中不存在 有色 离子。
(2)二性——溶液的酸碱性
①在强酸性溶液中, OH- 及弱酸根离子(如CO、SO、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在;
②在强碱性溶液中, H+ 及弱碱阳离子(如NH、Al3+、Mg2+、Fe3+等)均不能大量存在;
③弱酸的酸式酸根离子(如HCO、HSO、HS-等)在强酸性和强碱性溶液中均不能大量存在。
(3)三特殊——三种特殊情况
①[Al(OH)4]-和HCO不能大量共存,并非发生相互促进的水解反应。
②“NO+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO等具有还原性的离子发生 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,它们在溶液中能大量共存。
(4)四反应——离子不能大量共存的溶液中的四种反应类型
①发生复分解反应,不能大量共存
离子间因发生反应生成沉淀而不能大量共存。常见的离子组有:H+与 SiO ; OH- 与Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等;Ag+与 Cl- 、Br-、I-等; SO(或CO) 与Ba2+、Ca2+、Ag+等。
离子间因发生反应生成弱电解质而不能大量共存。常见的离子组有: H+ 与OH-、CH3COO-、F-、ClO-等。
离子间因发生反应生成气体而不能大量共存。常见的离子组有: H+ 与CO、HCO、SO等;加热条件下,OH-与 NH 。
②发生氧化还原反应,不能大量共存
离子间因发生氧化还原反应而不能大量共存。常见的离子组有:在酸性条件下,MnO或 NO 与Fe2+、I-等。
③发生相互促进的水解反应,不能大量共存
离子间因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的有: Al3+ 或Fe3+与[Al(OH)4]-、HCO等。
④发生络合反应(形成配合物离子),不能大量共存
离子间因发生络合反应而不能大量共存的一般指Fe3+与 SCN- ,该反应通常还可以作为检验Fe3+的实验依据。
考点二 常见离子的检验方法
根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同,可把检验离子的方法归纳为三种类型:①生成气体,如NH、CO的检验;②显现特殊颜色,如Fe3+、K+的检验;③生成沉淀,如Cl-、SO的检验。其具体表现如下:
1.气体法
离子
试剂
现象
NH
浓NaOH溶液(加热)和湿润的红色石蕊试纸
生成无色、具有刺激性气味、能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
SO
稀硫酸、品红溶液
生成无色,具有刺激性气味、能使品红溶液褪色的气体
CO
稀盐酸、澄清石灰水
生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体
NO
稀硫酸、金属铜
溶液变蓝色,有无色的气体产生,遇空气后气体变红棕色
2.显色法
离子
试剂
现象
H+
紫色石蕊溶液
紫色石蕊溶液变红色
I-
氯水、淀粉溶液
淀粉溶液变蓝色
Fe3+
KSCN溶液
溶液呈红色
Fe2+
K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液
蓝色沉淀
KSCN溶液、氯水
加KSCN溶液后无颜色变化,再滴加氯水溶液变成红色
Na+、K+
铂丝、稀盐酸
火焰呈黄色(Na+),透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色(K+)
3.沉淀法
离子
试剂
现象
Cl-、Br-、
I-
AgNO3溶液、稀硝酸
AgCl(白色沉淀)、AgBr(淡黄色沉淀)、AgI(黄色沉淀)
SO
稀盐酸、BaCl2溶液
白色沉淀
Fe2+
NaOH溶液
白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀
Al3+
NaOH溶液
先生成白色沉淀,NaOH溶液过量后沉淀逐渐溶解
Ag+
盐酸(或氯化物溶液)、稀硝酸
生成不溶于稀硝酸的白色沉淀
氨水
先生成白色沉淀,若氨水过量,沉淀逐渐溶解
PO
AgNO3溶液、稀硝酸
生成黄色沉淀,沉淀可溶于稀硝酸
SiO
稀硝酸
白色絮状沉淀
S2-
CuSO4或CuCl2溶液
黑色沉淀
AlO
稀盐酸
开始生成白色沉淀,稀盐酸过量后沉淀逐渐溶解
课堂核心考点
考点一 溶液中离子共存的判断
微考点1 指定溶液判断离子共存
1.(2025·河北衡水检测)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.0.1 mol·L-1 KI溶液:Na+、K+、ClO-、OH-
B.0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH、NO、SO
C.0.1 mol·L-1 HCl溶液:Ba2+、K+、CH3COO-、NO
D.0.1 mol·L-1 NaOH溶液:Mg2+、Na+、SO、HCO
2.(2025·广东广州模拟)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.0.1 mol·L-1氨水:Na+、K+、OH-、NO
B.c水(H+)=1×10-12 mol/L的溶液:Na+、K+、SO、SiO
C.0.1 mol·L-1酸性K2Cr2O7溶液:NH、Na+、NO、I-
D.0.1 mol·L-1 AgNO3溶液:NH、Mg2+、Br-、SO
微考点2 隐含条件判断离子共存
3.(2025·湖北武汉检测)常温下,下列各组离子可能大量共存的是( )
A.1.0 mol·L-1的KNO3溶液中:H+、Fe2+、Cl-、SO
B.滴加几滴KSCN溶液显红色的溶液中:NH、Mg2+、I-、Cl-
C.加入铝粉能生成H2的溶液:加入Na+、Ca2+、H+、Cl-
D.=1.0×1012的溶液中:Na+、Mg2+、NO、HCO
微考点3 离子共存的原因分析类试题
4.(2025·山东滨州高三检测)常温下,下列关于粒子在指定溶液中能否一定大量共存的评价正确的是( )
选项
溶液
粒子
评价
A
8%H2O2水溶液
Fe3+、Mg2+、SO、Na+
可以大量共存
B
pH=12的水溶液
NO、Na+、SO、K+
NO能将SO氧化而不能大量共存
C
由水电离产生的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液
Na+、
[Al(OH)4]-、
Cl-、NO
由水电离产生的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液呈碱性,所以可以大量共存
D
NaHSO4
水溶液
I-、K+、Br-、
CH3COO-
CH3COO-能与NaHSO4溶液反应,不能大量共存
5.(2025·湖南模拟)对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是( )
选项
粒子组
判断和分析
A
Na+、Al3+、Cl-、NH3·H2O
不能大量共存,因发生反应:Al3++4NH3·H2O===[Al(OH)4]-+4NH
B
H+、K+、S2O、SO
不能大量共存,因发生反应:2H++S2O===S↓+SO2↑+H2O
C
Na+、Fe3+、SO、
H2O2
能大量共存,粒子间不反应
D
H+、Na+、Cl-、MnO
能大量共存,粒子间不反应
考点二 常见离子的检验方法
微考点1 常见离子的检验
1.(2025·湖南长沙高三检测)通过实验得出的结论正确的是( )
A.将某固体试样完全溶于盐酸,再滴加Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀,则该固体试样中存在SO
B.将某固体试样完全溶于盐酸,再滴加KSCN溶液,没有出现红色,则该固体试样中不存在Fe3+
C.在某固体试样加水后的溶液中,滴加NaOH溶液,没有产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,该固体试样中仍可能存在NH
D.在某固体试样加水后的上层清液中,滴加盐酸出现白色沉淀,再加NaOH溶液沉淀溶解,则该固体试样中存在SiO
2.(2025·湖北武汉检测)下列关于离子检验的说法正确的是( )
A.向某溶液中加入稀盐酸,将产生的无色无味气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,则原溶液中一定含有CO或HCO
B.向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生,再加稀盐酸,沉淀不消失,则原溶液中一定有SO
C.向溶液中先加入H2O2溶液,再滴加KSCN溶液,溶液变红,则原溶液中含Fe2+而不含Fe3+
D.向某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀不消失,则原溶液中一定有Cl-
微考点2 离子的定性、定量推断
3.(2025·广东佛山高三检测)某未知溶液X中可能含有Al3+、Na+、NH、Cl-、CO、SO中的若干种,取该溶液进行如下实验,若实验过程中所加试剂均过量,产生的气体全部逸出。则下列说法正确的是( )
A.原溶液中一定存在Na+,可能存在Cl-
B.原溶液中一定存在CO、SO、NH,且均为0.01 mol
C.原溶液中可能存在Na+,n(Cl-)≥0.01 mol
D.原溶液中一定不存在Al3+、Cl-
4.(2025·湖北名校联考)某无色溶液中可能含有①Na+、②Ba2+、③Cl-、④Br-、⑤SO、⑥SO、⑦Fe2+中的几种离子,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如表,下列结论正确的是( )
步骤
操作
现象
Ⅰ
用pH试纸检验
溶液的pH大于7
Ⅱ
向溶液中滴加氯水,再加入CCl4,振荡,静置
CCl4层呈橙红色
Ⅲ
取Ⅱ的上层溶液,加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸
有白色沉淀产生
Ⅳ
将Ⅲ过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸
有白色沉淀产生
A.肯定含有的离子是①④⑤
B.肯定没有的离子是②⑤⑦
C.可能含有的离子是①②⑥
D.不能确定的离子是①③⑥
5.(2025·河北衡水检测)某100 mL溶液只可能含有K+、NH、Al3+、CO、SO、Cl-中的若干种,取该溶液进行连续实验,实验过程如图所示(所加试剂均过量,气体全部逸出)。下列说法错误的是( )
A.原溶液中一定含有CO、SO,无Al3+
B.原溶液中一定存在K+,可能存在Cl-
C.是否存在K+只有通过焰色试验才能确定
D.若原溶液中不存在Cl-,则c(K+)=0.1 mol·L-1
6.(2025·山东名校联盟一模)已知1 L某待测液中除含有0.2 mol·L-1 Na+外,还可能含有下列离子中的一种或几种。
阳离子
K+、NH、Mg2+、Ba2+、Fe3+
阴离子
Cl-、Br-、CO、HCO、SO
现进行如下实验操作(每次实验所加试剂均过量)。
(1)由气体B可确定待测液中含有的离子是______________。
(2)由白色沉淀D和白色沉淀E可以判断待测液中一定含有的离子是________________,据此可以排除的离子是________________。
(3)由白色沉淀B可确定待测液中含有的离子是________。
(4)某同学读图后,认为待测液中一定不含溴离子,他判断的依据是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)综合分析,待测液中K+的最小浓度为______________。
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