内容正文:
第2讲 离子反应
学习
目标
1.理解基础概念:掌握电解质分类,能区分强、弱电解质;理解电离过程及溶液导电原理
2.掌握离子反应相关知识:熟悉离子反应概念与发生条件,能判断反应是否为离子反应
3.学会书写离子方程式:掌握书写规则,规范书写各类离子方程式,并能判断正误
4.攻克离子反应难点:根据反应物用量书写离子方程式,会分析氧化还原型离子反应的电子转移情况并配平方程式
5.解决离子共存问题:掌握离子共存分析思路与不能共存的原因,能结合条件判断离子共存的情况
6.掌握离子检验方法:熟悉常见离子检验方法与现象,能设计实验检验、鉴别离子
知识
网络
课时1 离子反应 离子方程式
【课前预习】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)CO2、SO2、NH3的水溶液都能导电,故它们属于电解质。 ( )
(2)强电解质溶液的导电性比弱电解质溶液的导电性强。 ( )
(3)BaSO4、CaCO3水溶液的导电性很弱,故都是弱电解质。 ( )
(4)Na2O2溶于水产生O2的离子方程式:Na2O2+H2O2Na++2OH-+O2↑。 ( )
(5)用过量的氨水吸收SO2的离子方程式:NH3·H2O+SO2N+HS。 ( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2.(2025·河南卷)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是 ( )
A.磷酸二氢钠水解:H2P+H2OH3PO4+OH-
B.用稀盐酸浸泡氧化银:Ag2O+2H+2Ag++H2O
C.向次氯酸钠溶液中加入碘化氢溶液:ClO-+H+HClO
D.向硫酸氢钠溶液中滴加少量碳酸氢钡溶液:H++S+Ba2++HCBaSO4↓+CO2↑+H2O
答案 A
解析 用稀盐酸浸泡氧化银生成AgCl沉淀,离子方程式为Ag2O+2H++2Cl-2AgCl+H2O,B项错误;向次氯酸钠溶液中加入碘化氢溶液发生氧化还原反应,离子方程式为ClO-+2I-+2H+I2+Cl-+H2O,C项错误;向硫酸氢钠溶液中滴加少量碳酸氢钡溶液,反应的离子方程式为2H++S+Ba2++2HCBaSO4↓+2CO2↑+2H2O,D项错误。
3.(2024·新课标卷)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是 ( )
A.试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:Ag+2H++NAg++NO2↑+H2O
B.工业废水中的Pb2+ 用FeS 去除:Pb2++S2-PbS↓
C.海水提溴过程中将溴吹入SO2 吸收塔:Br2+SO2+2H2O2Br-+S+4H+
D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:2Mn+5C2+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
答案 C
解析 试管壁上的银镜用稀硝酸清洗,银溶于稀硝酸生成硝酸银、一氧化氮气体和水,该反应的离子方程式为3Ag+4H++N3Ag++NO↑+2H2O,A项不正确;由于PbS的溶解度远远小于FeS,因此,工业废水中的Pb2+可用FeS去除,该反应的离子方程式为Pb2++FeSPbS+Fe2+,B项不正确;H2C2O4属于弱酸,不能拆成离子形式,该反应的离子方程式为2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O,D项不正确。
考点1 电解质及其电离 (3年62卷6考)
【知识梳理】
知识点1 电解质和非电解质
1.电解质:在① 或② 状态下能够导电的化合物。
2.非电解质:在水溶液里和熔融状态下都不能够导电的化合物。
知识点2 强电解质和弱电解质
1.强电解质:在水溶液里能③ 电离的电解质。包括强酸、强碱、绝大多数的盐。
2.弱电解质:在水溶液里④ 电离的电解质。包括弱酸、弱碱、极少数盐、水。
知识点3 电离及电离方程式
1.电解质导电的原因——电离
(1)概念:电解质溶于水或受热熔化时,形成⑤ 自由移动的离子 的过程。
(2)电离条件:酸的电离条件是⑥ 溶于水 ,盐和碱的电离条件是⑦ 溶于水或熔融 。
(3)电解质溶液导电能力强弱的影响因素
a.电解质溶液导电能力的强弱取决于溶液中⑧ 自由移动离子的浓度 和⑨ 。
b.温度升高时,弱电解质电离程度增大,离子浓度增大,溶液的导电能力⑩ 增强 ;但强电解质溶液的导电能力 。
2.电离方程式
强电解质在水溶液中完全电离,用“”连接。
弱电解质在水溶液中部分电离,用“”连接。多元弱酸分步电离,一般以第一步电离为主;多元弱碱分步电离,一步写完。
答案 ①水溶液里 ②熔融 ③完全 ④只能部分
⑤自由移动的离子 ⑥溶于水 ⑦溶于水或熔融 ⑧自由移动离子的浓度 ⑨离子的电荷数 ⑩增强 几乎不变
【能力突破】
能力1 电解质及其电离
1.(改编自苏教必修第一册P25 T4)根据以下所给物质,按要求回答下列问题:
①O2 ②CH4 ③Cu ④CO2 ⑤HClO
⑥H2CO3 ⑦Ba(OH)2 ⑧Cu(OH)2
⑨KAl(SO4)2 ⑩NaHCO3 NaHSO4 乙醇
(1)其中属于电解质的是 (填序号,下同);属于非电解质的是 ;既不属于电解质也不属于非电解质的是 ;属于强电解质的是 ;属于弱电解质的是 。
(2)请写出以上电解质在水中的电离方程式:
;
;
;
;
;
;
;
;
。
(3)写出在熔融状态下的电离方程式: 。
答案 (1)⑤⑥⑦⑧⑨⑩ ②④ ①③ ⑦⑨⑩ ⑤⑥⑧
(2)HClOH++ClO-
H2CO3H++HC、HCH++C
Ba(OH)2Ba2++2OH-
Cu(OH)2Cu2++2OH-
KAl(SO4)2K++Al3++2S
NaHCO3Na++HC、HCH++C
NaHSO4Na++H++S
(3)NaHSO4(熔融)Na++HS
能力2 溶液的导电性
2.(走进教材:链接鲁科必修第一册P57“观察·思考”)向0.01 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中加入几滴酚酞溶液,然后向混合液中匀速、逐滴加入0.2 mol·L-1 H2SO4溶液,滴加过程中测得溶液电导率的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.烧杯中溶液红色逐渐变浅直至完全褪去
B.由于水存在微弱电离,BaSO4存在微弱溶解,理论上电导率不会为0
C.电导率降低的过程中,发生反应:2H+++Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O
D.若用同浓度的Na2SO4溶液代替稀硫酸重复上述实验,电导率变化与原实验相同
答案 D
解析 Ba(OH)2浓度逐渐减小直至反应完全,烧杯中溶液红色逐渐变浅直至完全褪去,A项正确;由于水存在微弱电离,BaSO4存在微弱溶解,恰好完全反应时溶液中存在少量离子,理论上电导率不会为0,B项正确;电导率降低的过程中,离子浓度逐渐减小,发生反应2H+++Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O,C项正确;若用同浓度的Na2SO4溶液代替稀硫酸重复上述实验,反应生成硫酸钡沉淀,溶液中存在钠离子和氢氧根离子,电导率不会降低至几乎为0,电导率变化与原实验不相同,D项错误。
3.(走向高考:2021·北京卷)使用如图装置(搅拌装置略)探究溶液离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭)→亮”现象的是 ( )
选项
A
B
C
D
试剂a
CuSO4
NH4HCO3
H2SO4
CH3COOH
试剂b
Ba(OH)2
Ca(OH)2
Ba(OH)2
NH3·H2O
答案 D
解析 Ba(OH)2与CuSO4反应的离子方程式为Ba2++2OH-+Cu2++BaSO4↓+Cu(OH)2↓,随着反应的进行,溶液中自由移动的离子浓度减小,灯泡变暗,当二者恰好完全反应时,溶液中几乎不存在自由移动的离子,灯泡达到最暗;当CuSO4溶液过量时,CuSO4电离产生的Cu2+、导电,灯泡又逐渐变亮,A项不符合题意。Ca(OH)2与NH4HCO3反应的离子方程式为Ca2++2OH-+N+HCCaCO3↓+H2O+NH3·H2O,随着反应的进行,溶液中自由移动的离子浓度减小,灯泡逐渐变暗,当二者恰好完全反应时,溶液中自由移动的离子浓度很小,灯泡很暗;当 NH4HCO3溶液过量时,NH4HCO3电离产生的N、 HC导电,灯泡又逐渐变亮,B项不符合题意。Ba(OH)2与H2SO4反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++BaSO4↓+2H2O,随着反应的进行,溶液中自由移动的离子浓度减小,灯泡变暗,当二者恰好完全反应时,溶液中几乎不存在自由移动的离子,灯泡达到最暗;当H2SO4溶液过量时,H2SO4电离产生的H+、导电,灯泡又逐渐变亮,C项不符合题意。CH3COOH与NH3·H2O发生反应的离子方程式为CH3COOH+NH3·H2OCH3COO-++H2O,反应后自由移动的离子浓度增大,溶液导电能力增强,灯泡更明亮,不会出现“亮→暗(或灭)→亮”现象,D项符合题意。
【思维导图】
电解质的导电性与导电能力强弱的判断
考点2 离子反应和离子方程式 (3年62卷53考)
【知识梳理】
知识点1 离子反应
1.概念:有离子参加或生成的化学反应。
2.实质:溶液中离子的种类或浓度发生① 减小 。
3.类型
复分解
反应
生成② 的物质,如Al(OH)3、BaSO4等
生成③ 的物质,如弱酸、弱碱、水等
生成④ 的物质,如CO2、SO2、NH3等
氧化还
原反应
溶液中进行的氧化还原反应,如FeCl3溶液与Cu反应的离子方程式:2Fe3++CuCu2++2Fe2+
络合
反应
如FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
双水解
反应
如硫酸铝溶液与碳酸氢钠溶液反应的离子方程式:Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑
知识点2 离子方程式
1.概念及意义
用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。离子方程式不仅可以表示某一个具体的化学反应,还可以表示同一类型的离子反应。如强酸、强碱发生中和反应生成可溶性盐通常用H++OH-H2O表示。
2.离子方程式的书写步骤(以CaCO3与盐酸的反应为例)
答案 ①变化 ②难溶 ③难电离 ④易挥发
⑤CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ ⑥CaCO3+2H++2Cl-Ca2++2Cl-+H2O+CO2↑ ⑦CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑ ⑧原子
【能力突破】
1.书写常见的离子方程式
(1)注意难溶、易挥发、难电离微粒的书写形式。
①氧化镁溶于稀硫酸: 。
②向AlCl3溶液中滴加过量的氨水: 。
③小苏打溶液与乙酸溶液混合: 。
④向NaHSO3溶液中加入过量NaHSO4溶液: 。
(2)注意微溶物质的书写形式、N与碱反应的条件。
①向澄清石灰水中加入稀盐酸: 。
②石灰乳与Na2CO3溶液反应: 。
③Na2SO4溶液与AgNO3溶液混合: 。
④NH4Cl与NaOH两种稀溶液混合: 。
(3)注意单质、氧化物、浓盐酸、浓硝酸、浓硫酸的书写形式。
①过氧化钠溶于水: 。
②FeCl3溶液腐蚀铜箔: 。
③用MnO2与浓盐酸共热制Cl2: 。
④铜与浓硝酸反应: 。
⑤硫化钠溶液与浓硫酸反应生成S: 。
答案 (1)①MgO+2H+H2O+Mg2+ ②Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N ③HC+CH3COOHCH3COO-+H2O+CO2↑ ④HS+H+H2O+SO2↑
(2)①OH-+H+H2O ②Ca(OH)2+CCaCO3+2OH- ③S+2Ag+Ag2SO4↓
④N+OH-NH3·H2O
(3)①2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑
②2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+ ③MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O ④Cu+4H++Cu2++2NO2↑+2H2O ⑤S2-+H2SO4(浓)S↓+S+H2O
2.书写多重反应的离子方程式
(1)Ba(OH)2+H2SO4: 。
(2)CuSO4+Ba(OH)2: 。
(3)向HI溶液中加入少量Fe(OH)3: 。
(4)FeO溶于稀硝酸中: 。
答案 (1)Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O
(2)Cu2++S+Ba2++2OH-Cu(OH)2↓+BaSO4↓
(3)6H++2I-+2Fe(OH)32Fe2++I2+6H2O
(4)3FeO+10H++N3Fe3++NO↑+5H2O
【学后总结】
(1)离子方程式中不能拆分的物质:气体、单质、氧化物、难溶物质、难电离物质(如弱酸、弱碱、水)。
(2)离子反应中有微溶物时
①作为反应物,若是澄清溶液,则写离子符号,若是悬浊液,则写化学式。如Ca(OH)2,若是澄清石灰水,则写成离子形式,若是石灰乳,则写化学式。
②作为生成物,一般写化学式(标“↓”)。
(3)一水合氨,作反应物写NH3·H2O;作生成物,若有加热条件或浓度很大,可写NH3(标“↑”)+H2O。
(4)强酸的酸式酸根离子在水溶液中要拆分,如HS拆分成H+和S。
(5)多元弱酸的酸式酸根离子不能拆分,如HC、HS、HC2等。
(6)浓硫酸作反应物时不能拆分,应写化学式 。
考点3 与量有关的离子方程式的书写 (3年62卷18考)
类型1 连续反应型
刚开始加入反应物,由于反应物少量,只会发生第一步反应,随着反应物的持续加入,又会发生第二步反应,所以离子方程式与反应物的用量有关。
【示例1】Fe与稀硝酸的反应。
(1)稀硝酸少量: ;
(2)稀硝酸过量: 。
答案 (1)3Fe+2N+8H+3Fe2++2NO↑+4H2O
(2)Fe+N+4H+Fe3++NO↑+2H2O
【对点练1】 (1)盐酸滴入Na2CO3溶液中
①盐酸少量: ;
②盐酸过量: 。
(2)CO2通入NaOH溶液中
①CO2少量: ;
②CO2过量: 。
(3)CO2通入Na[Al(OH)4]溶液中
①CO2少量: ;
②CO2过量: 。
(4)NaOH溶液滴入AlCl3溶液中
①NaOH少量: ;
②NaOH过量: 。
(5)盐酸滴入Na[Al(OH)4]溶液中
①盐酸少量: ;
②盐酸过量: 。
答案 (1)①C+H+HC ②C+2H+CO2↑+H2O (2)①CO2+2OH-C+H2O
②CO2+OH-HC
(3)①2[Al(OH)4]-+CO22Al(OH)3↓+C+H2O
②[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HC
(4)①Al3++3OH-Al(OH)3↓ ②Al3++4OH-[Al(OH)4]-
(5)①[Al(OH)4]-+H+Al(OH)3↓+H2O
②[Al(OH)4]-+4H+Al3++4H2O
类型2 先后反应型
一种反应物中的两种或两种以上的构成离子,都能与另一种反应物的构成离子反应,但因反应次序不同而与用量有关,这种反应类型又称为竞争型。
【示例2】非氧化还原反应型,如NH4HSO4溶液与NaOH溶液反应。
(1)NaOH少量: ;
(2)NaOH过量: 。
答案 (1)H++OH-H2O
(2)N+H++2OH-NH3·H2O+H2O
【示例3】氧化还原反应型,如将Cl2通入FeBr2溶液中。
(1)Cl2少量: ;
(2)Cl2过量: ;
(3)Cl2与FeBr2等物质的量: 。
答案 (1)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
(2)2Fe2++4Br-+3Cl22Fe3++2Br2+6Cl-
(3)2Fe2++2Br-+2Cl22Fe3++Br2+4Cl-
【对点练2】 (1)向含有H+、Al3+、N的溶液中,逐滴加入NaOH溶液至过量,反应依次为 。
(2)向含有OH-、C、[Al(OH)4]-的溶液中,逐滴加入稀盐酸至过量,反应依次为 。
(3)少量Cl2与FeI2溶液反应: ;
足量Cl2与FeI2溶液反应: 。
答案 (1)H++OH-H2O;Al3++3OH-Al(OH)3↓;N+OH-NH3·H2O;Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-
(2)OH-+H+H2O;[Al(OH)4]-+H+Al(OH)3↓+H2O;C+H+HC;HC+H+CO2↑+H2O;Al(OH)3+3H+Al3++3H2O
(3)2I-+Cl22Cl-+I2 2Fe2++4I-+3Cl22Fe3++2I2+6Cl-
类型3 配比不同型
当一种反应物(一般为复盐或酸式盐)中有两种或两种以上的构成离子参与反应时,因其配比不同,当其中一种构成离子恰好完全反应时,另一种构成离子不能恰好完全反应(有剩余或不足)而与用量有关。
【示例4】Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液的反应。
(1)NaOH过量: ;
(2)NaOH少量: 。
答案 (1)Ca2++2HC+2OH-CaCO3↓+C+2H2O
(2)Ca2++HC+OH-CaCO3↓+H2O
【解题思路】
定“1”法
(1)NaOH过量时
第一步:根据相对量将少量物质Ca(HCO3)2定为1 mol,若少量物质中有两种或两种以上的构成离子参加反应,则参加反应的离子的物质的量之比与物质构成之比相符,写出Ca2++2HC。
第二步:依据少量物质中离子的物质的量,确定过量物质中实际参加反应的离子的物质的量,写出Ca2++2HC+2OH-。
第三步:依据“先中和后沉淀”的思路正确书写离子方程式。先中和,2HC+2OH-2C+2H2O,后沉淀,C+Ca2+CaCO3↓。则离子方程式为Ca2++2HC+2OH-CaCO3↓+C+2H2O。
(2)NaOH少量时
第一步:将少量物质NaOH定为1 mol,写出OH-。
第二步:依据1个OH-,确定1个HC参与反应,写出HC+OH-。
第三步:依据“先中和后沉淀”的思路正确书写离子方程式。先中和,HC+OH-C+H2O,后沉淀,C+Ca2+CaCO3↓。则离子方程式为Ca2++HC+OH-CaCO3↓+H2O。
【对点练3】 (1)NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液反应
①NaHCO3不足: ;
②NaHCO3过量: 。
(2)Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液反应
①溶液呈中性时: ;
②恰好完全沉淀时: ;
③n(NaHSO4)∶n[Ba(OH)2]=3∶2时: 。
(3)NH4Al(SO4)2溶液与Ba(OH)2溶液反应
①n[NH4Al(SO4)2]∶n[Ba(OH)2]=1∶1时: ;
②n[NH4Al(SO4)2]∶n[Ba(OH)2]=1∶2时: 。
答案 (1)①HC+OH-+Ca2+CaCO3↓+H2O
②Ca2++2OH-+2HCCaCO3↓+C+2H2O
(2)①Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O
②Ba2++OH-+H++SBaSO4↓+H2O
③2Ba2++3OH-+3H++2S2BaSO4↓+3H2O
(3)①3Ba2++3S+2Al3++6OH-3BaSO4↓+2Al(OH)3↓ ②N+Al3++2S+2Ba2++4OH-NH3·H2O+Al(OH)3↓+2BaSO4↓
【高考联接】
1.(2025·西北卷)下列有关反应方程式错误的是 ( )
A.泡沫灭火器反应原理:6NaHCO3+Al2(SO4)33Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑
B.用金属钠除去甲苯中的微量水:2Na+2H2O2NaOH+H2↑
C.用NaOH溶液吸收尾气中的NO2:2NO2+2OH-N+N+H2O
D.氯气通入冷的石灰乳中制漂白粉:Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O
答案 D
解析 书写离子方程式时石灰乳[Ca(OH)2悬浊液]不能拆分,正确的离子方程式为Cl2+Ca(OH)2Ca2++Cl-+ClO-+H2O,D项错误。
2.(2024·贵州卷)下列离子方程式书写错误的是 ( )
A.用氢氟酸雕刻玻璃:SiO2+4H++4F-SiF4↑+2H2O
B.用绿矾(FeSO4·7H2O) 处理酸性废水中的Cr2:6Fe2++Cr2+14H+6Fe3++2Cr3++7H2O
C.用泡沫灭火器灭火的原理:Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑
D.工业电解饱和食盐水制烧碱和氯气:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
答案 A
解析 氟化氢是弱酸,不能拆写成离子,A项错误。
题型强化 离子方程式的正误判断
一、警惕“拆分”陷阱
离子方程式的正误判断中,常常设置物质是否能“拆分”的陷阱,氧化物、弱电解质、沉淀、多元弱酸的酸式酸根在离子方程式中均不能“拆分”。在复习时,应熟记常见的弱电解质、溶解性表及常见多元弱酸的酸式酸根。
【典例1】判断下列离子方程式的正误。
(1)(2024·重庆卷)亚硫酸氢钠与石灰水反应:S+Ca2+CaSO3↓。 ( )
(2)(2025·山东卷)用稀硝酸溶解少量Cu粉:3Cu+8H++8N3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。 ( )
(3)(2024·广西卷)抗酸药中的Mg(OH)2 可治疗胃酸过多:OH-+H+H2O 。 ( )
(4)(2024·浙江6月卷)用CuSO4 溶液除H2S 气体:Cu2++S2-CuS↓ 。 ( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)×
二、警惕“守恒”陷阱
离子方程式除要符合质量守恒外,还应符合电荷守恒。做题时往往只注意质量守恒,而忽略电荷守恒,这也是命题者经常设置的陷阱。
【典例2】判断下列离子方程式的正误。
(1)(2024·重庆卷)Cl2与NaBr溶液反应:Cl2+2Br-Br2+2Cl-。 ( )
(2)(2025·山东卷)用Na2O2和水制备少量O2:Na2O2+H2O2Na++2OH-+O2↑。 ( )
(3)(2024·广西卷)用酸化的KI淀粉溶液检验加碘盐中的I:I+I-+2H+I2+H2O 。 ( )
(4)高锰酸钾与浓盐酸制氯气的反应:Mn+4Cl-+8H+Mn2++2Cl2↑+4H2O。 ( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×
三、警惕“原理”陷阱
离子反应应符合客观事实,而命题者往往设置不符合“反应原理”的陷阱。如Fe和非氧化性酸反应应生成Fe2+,金属和氧化性酸反应不生成H2,忽略隐含反应,不符合配比关系,“”“”使用错误以及反应条件错误,等等。
【典例3】判断下列离子方程式的正误。
(1)(2025·江苏卷)电解饱和NaCl溶液制NaOH:Cl-+2H2O2OH-+H2↑+ClO-。 ( )
(2)(2025·山东卷)用MnO2和浓盐酸制备Cl2:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。 ( )
(3)(2024·浙江1月卷)硫化钠溶液在空气中氧化变质:2S2-+O2+4H+2S↓+2H2O 。 ( )
(4)(2024·广西卷)明矾用于净水:Al3++3H2OAl(OH)3↓+3H+ 。 ( )
(5)(2024·浙江6月卷)H2SO3 溶液中滴加Ba(NO3)2 溶液:H2SO3+Ba2+BaSO3↓+2H+ 。 ( )
(6)(2024·浙江6月卷)NaHCO3 溶液中通入少量Cl2 :2HC+Cl22CO2+Cl-+ClO-+H2O 。 ( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
四、警惕“用量”陷阱
判断离子方程式正误时,必须关注题干中 “少量”“过量”“等物质的量” 等关于用量的关键表述,反应物用量不同(如少量、过量、等物质的量),对应的离子方程式可能不同。
【典例4】判断下列离子方程式的正误。
(1)(2025·山东卷)用NaOH溶液吸收少量SO2:SO2+OH-HS。 ( )
(2)(2022·湖南卷)NaHCO3溶液与少量的Ba(OH)2溶液混合:HC+Ba2++OH-BaCO3↓+H2O。 ( )
(3)(2022·全国甲卷)将等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合:Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O。 ( )
(4)将少量SO2通入NaClO溶液:SO2+H2O+2ClO-S+2HClO。 ( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×
课时2 离子共存与推断
【课前预习】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)常温下,=1×10-13 mol·L-1的溶液中N、Fe2+、Cl-、N能大量共存。 ( )
(2)向某溶液X中滴加少量稀盐酸,再滴加几滴Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀,该溶液中含有S。 ( )
(3)检验溶液中是否存在N:向某溶液中加入NaOH溶液并加热,观察产生的气体能否使蓝色石蕊试纸变色。 ( )
(4)向某无色溶液中加入CCl4后无明显现象,滴加氯水后CCl4层呈紫红色,则该溶液中一定存在I-。( )
(5)向某溶液中加入稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,该溶液中一定存在C。( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
2.下列各组离子中能大量共存的是 ( )
A.Cl-、OH-、S、N
B.H+、Fe2+、S、Cl-
C.K+、Ba2+、N、S
D.H+、Cl-、Mn、Fe2+
答案 B
解析 OH-、N能结合成一水合氨,不能大量共存,A项不符合题意;该组离子彼此不发生反应,可以大量共存,B项符合题意;Ba2+、S结合生成硫酸钡沉淀,不能大量共存,C项不符合题意;酸性条件下,Mn能氧化Cl-、Fe2+,不能大量共存,D项不符合题意。
3.(2024·重庆卷)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 ( )
A.氨水中:K+、Na+、S、N
B.稀硫酸中:Na+、Ba2+、N、HC
C.KMnO4溶液中:Fe2+、H+、Cl-、Br-
D.Na[Al(OH)4]溶液中:N、Fe3+、Cl-、S
答案 A
解析 该组离子均不与氨水发生反应,能大量共存,A项符合题意;Ba2+与S反应生成硫酸钡沉淀,HC与H+反应生成二氧化碳气体,该组离子不能在稀硫酸中大量共存,B项不符合题意;KMnO4在酸性环境下具有强氧化性,能氧化Fe2+、Cl-、Br-,不能大量共存,C项不符合题意;Na[Al(OH)4]溶液中存在[Al(OH)4]-,它能与N、Fe3+发生双水解反应,不能大量共存,D项不符合题意。
考点1 离子共存 (3年62卷8考)
【知识梳理】
知识点 判断离子能否大量共存的四个方面
1.因生成沉淀(或微溶性物质)而不能大量共存
离子
不能大量共存的离子
Ba2+、Ca2+
S、C、S、Si、P等
Ag+
Cl-、Br-、I-、S、C、P、S2-等
H+
[Al(OH)4]-、Si等
S2-
Zn2+、Fe2+、Pb2+、Cu2+、Ag+等
C
Ba2+、Ca2+、Mg2+、Pb2+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、Ag+等
OH-
Mg2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Zn2+等
[Al(OH)4]-
H+、HC、HS等
2.因生成难电离的物质或气体而不能大量共存
离子
不能大量共存的离子
H+
OH-、弱酸的阴离子(C、HC、S、HS、S2-、HS-等)
OH-
H+、N、HC、HS、HS-等
3.因发生氧化还原反应而不能大量共存
表中可共存的打“√”,不能共存的打“×”,“—”表示不作要求。
S2-
S
I-
Fe2+
Br-
Cl-
Mn(H+)
×
×
×
×
×
×
ClO-
×
×
×
×
×(H+)
×(H+)
N(H+)
×
×
×
×
—
√
Fe3+
×
×
×
√
√
√
4.因发生相互促进的水解反应而不能大量共存
离子
不能大量共存的离子
Al3+
C、HC、S2-、HS-、[Al(OH)4]-、ClO-
Fe3+
C、HC、[Al(OH)4]-、ClO-
N
[Al(OH)4]-
【能力突破】
能力1 题干中无限制条件的离子共存
1.(2024·浙江1月选考)在溶液中能大量共存的离子组是 ( )
A.H+、I-、Ba2+、N
B.Fe3+、K+、CN-、Cl-
C.Na+、Si、Br-、Ca2+
D.N、S、CH3COO-、HC
答案 D
解析 H+、I-、N三种离子会因发生氧化还原反应而不能大量共存,A项不符合题意;Fe3+、CN-会因生成[Fe(CN)6]3-而不能大量共存,B项不符合题意;Si、Ca2+会因生成CaSiO3沉淀而不能大量共存,C项不符合题意;N、CH3COO-、HC虽然会发生不同程度的水解,但水解是微弱的,能大量共存,D项符合题意。
能力2 题干中有限制条件的离子共存
2.(2025·安徽合肥模拟)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 ( )
A.无色透明的溶液中:Cu2+、Mg2+、S、Cl-
B.c(ClO-)=1 mol·L-1的溶液中:K+、Al3+、I-、S
C.能使甲基橙变红的溶液中:Na+、N、Cl-、N
D.=1×1012的溶液中:K+、N、HC、N
答案 C
解析 无色透明的溶液中不存在Cu2+,A项不符合题意;c(ClO-)=1 mol·L-1的溶液具有强氧化性,I-具有还原性,所以I-不能大量存在,B项不符合题意;能使甲基橙变红的溶液呈酸性,在酸性条件下Na+、N、Cl-、N能共存,C项符合题意;=1×1012的溶液呈酸性,酸性溶液中HC不能大量存在,D项不符合题意。
【学后总结】
常见的离子共存题的限定条件
(1)溶液无色说明溶液中不存在大量的Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn、Cr2、Cr等。
(2)常见的表示溶液呈酸性的描述
①常温下pH=1的溶液;②使pH试纸变红的溶液;③使甲基橙呈红色的溶液;④常温下c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液。
(3)常见的表示溶液呈碱性的描述
①常温下pH=14的溶液;②使pH试纸变蓝的溶液;③使酚酞变红的溶液;④常温下c(OH-)=0.1 mol·L-1的溶液。
(4)常见的表示溶液既可能呈酸性又可能呈碱性的描述
①与铝粉反应放出氢气的溶液;②常温下,水电离出的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液;③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
考点2 离子推断 (3年62卷4考)
【知识梳理】
知识点1 常见阳离子的检验
1.依据生成沉淀
阳离子
试剂
实验现象(证据)
Mg2+
NaOH溶液
开始产生白色沉淀,NaOH溶液过量时沉淀不溶解
Al3+
NaOH溶液
开始产生白色沉淀,NaOH溶液过量时沉淀①
Fe2+
NaOH溶液
先产生白色沉淀,然后沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
K3[Fe(CN)6]
(铁氰化钾)溶液
产生② 色沉淀
Fe3+
NaOH溶液
产生红褐色沉淀
Cu2+
NaOH溶液
产生蓝色沉淀
2.依据生成气体
N:取试样,滴加NaOH溶液并加热,产生使湿润的红色石蕊试纸③ 的气体。
3.依据显示的特殊颜色
阳离子
试剂或方法
实验现象(证据)
H+
紫色石蕊溶液
溶液变红
Na+
焰色试验
黄色火焰
K+
焰色试验
④ 色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)
Fe3+
KSCN溶液
溶液呈红色
Fe2+
先加KSCN溶液,再加氯水
先无明显变化,后变红色
知识点2 常见阴离子的检验
1.依据生成沉淀
阴离子
试剂
实验现象(证据)
Cl-
AgNO3溶液
和稀硝酸
产生白色沉淀
Br-
产生⑤ 色沉淀
I-
产生⑥ 色沉淀
S
稀盐酸和
BaCl2溶液
先加稀盐酸,无明显现象,再加BaCl2溶液,产生白色沉淀
C
CaCl2溶液
和稀盐酸
先加CaCl2溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀溶解,产生无色无味气体
2.依据生成气体
阴离子
试剂
实验现象(证据)
C、HC
稀盐酸和澄清石灰水
产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
S、HS
稀硫酸和品红溶液
加稀硫酸产生有⑦ 气味的气体,且该气体能使品红溶液⑧
3.依据显示的特殊颜色
(1)
(2)有机层(下层)
(3)I-溶液变蓝
答案 ①溶解 ②蓝 ③变蓝 ④紫 ⑤淡黄 ⑥黄 ⑦刺激性 ⑧褪色 ⑨红 ⑩蓝
【能力突破】
能力1 常见离子的检验
1.下列离子在未知溶液中的检验方法正确的是( )
选项
离子
检验方法
A
C
向样品中加入足量稀盐酸,将生成的无色无味的气体通入澄清石灰水中,观察溶液是否变浑浊
B
S
向样品中先加入稀硝酸酸化,再滴加氯化钡溶液,观察是否有白色沉淀生成
C
Fe2+
取少量溶液于试管中,加入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液紫色是否褪去
D
I-
取少量溶液于试管中,加入新制氯水,再加入淀粉溶液,观察溶液是否变蓝色
答案 D
解析 A项,HC会产生干扰,错误;B项,S会产生干扰,错误;C项,使酸性高锰酸钾溶液褪色的不一定是Fe2+,错误;D项,新制氯水能把I-氧化成I2,淀粉溶液遇碘变蓝,因此可以检验I-的存在,正确。
能力2 离子或物质的推断
2.(走进教材:链接鲁科必修第一册P65“应用·实践”)某无色透明溶液可能含有下列离子:H+、Ba2+、Fe3+、Mg2+、S、Cl-、HC。现做如下实验:①取少量原溶液,滴加紫色石蕊试液呈红色;②取少量原溶液,加入过量的NaOH溶液,有白色沉淀生成;③取少量原溶液,加入过量氯化钡溶液,有白色沉淀生成,静置,取上层清液,加入硝酸银溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成。
下列说法错误的是 ( )
A.溶液中一定存在的离子是H+、Mg2+、S
B.溶液中一定不存在的离子是HC、Fe3+、Ba2+
C.②中生成白色沉淀的离子方程式为Mg2++2OH-Mg(OH)2↓
D.根据③中现象可知,原溶液中一定含有Cl-
答案 D
解析 第一步:由已知信息判断离子是否存在,溶液无色透明,说明不含Fe3+。第二步:分析各个实验现象,根据①可知,该溶液显酸性,存在大量H+,所以一定不含HC;实验②中加入过量的NaOH溶液,有白色沉淀生成,说明原溶液中含有Mg2+,该白色沉淀为氢氧化镁;实验③中加入过量氯化钡溶液,产生白色沉淀,说明原溶液中含有S,则原溶液中一定不含Ba2+,静置后,取上层清液加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,且沉淀不溶于稀硝酸,则白色沉淀为氯化银,因加入氯化钡溶液时引入了Cl-,所以不能确定原溶液中是否含Cl-。根据分析可知,溶液中一定存在的离子是H+、Mg2+、S,一定不存在的离子是HC、Fe3+、Ba2+,A、B两项均正确;根据分析可知,白色沉淀为Mg(OH)2,C项正确;无法确定原溶液中是否含有氯离子,D项错误。
3.(走向高考:2024·江西卷)白色固体样品X,可能含有AgNO3、NH4NO3、BaCl2、KCl、Na2SO3、Na2CO3、Al2O3之中的几种或全部。在三个烧杯中各加入适量X。分别加入足量以下三种试剂并微热使之充分反应,实验记录如下:
编号
试剂
反应后的不溶物
生成的气体
Ⅰ
蒸馏水
白色
无色、有刺
激性气味
Ⅱ
稀盐酸
白色
无色、无味
Ⅲ
NaOH溶液
无不溶物
无色、有刺
激性气味
依据实验现象,下列说法正确的是 ( )
A.可能含Al2O3 B.含BaCl2
C.含Na2SO3 D.不含KCl
答案 A
解析 Ⅰ.加入蒸馏水微热,生成无色、有刺激性气味的气体,说明微热条件下铵根离子和弱酸根离子发生相互促进的水解反应生成了氨气,则一定含NH4NO3,白色沉淀可能为不溶于水的Al2O3,也可能为AgNO3和Na2SO3、Na2CO3反应生成的Ag2SO3、Ag2CO3沉淀,或AgNO3与BaCl2、KCl反应生成的AgCl沉淀,或BaCl2和Na2SO3、Na2CO3反应生成的BaSO3、BaCO3沉淀。Ⅱ.加入稀盐酸,反应后生成白色沉淀,同时生成无色无味气体,该气体为二氧化碳,说明一定含Na2CO3,一定不含Na2SO3,白色沉淀为Cl-与AgNO3反应生成的AgCl,一定含AgNO3,可能存在BaCl2、KCl、Al2O3。Ⅲ.加入NaOH溶液,有无色、刺激性气味的气体生成,说明一定含NH4NO3,无不溶物是因为Ag+最终转化成Ag(NH3)2OH,如果有Al2O3,Al2O3会溶于NaOH溶液中,因为C与Ba2+反应生成的BaCO3不溶于NaOH溶液,所以无BaCl2。因此,原固体中一定存在NH4NO3、Na2CO3、AgNO3,一定不存在Na2SO3、BaCl2,可能存在KCl、Al2O3。
【思维模型】
坚持“四项基本原则”,巧解溶液中离子的推断题
【高考联接】
1.(2024·天津卷)下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是 ( )
A.N、Na+、OH-、N
B.Al3+ 、H+ 、Cl- 、 S2
C.Mg2+、K+、I-、S
D.Cu2+ 、Fe2+ 、C 、Br-
答案 C
解析 A项,N与OH-会结合生成NH3·H2O(弱电解质),不能大量共存;B项,S2在酸性条件下发生歧化反应,生成S和SO2,不能大量共存;D项,C与Fe2+发生双水解反应,C与Cu2+发生反应生成沉淀,不能大量共存。
2.(2025·安徽卷)下列实验产生的废液中,可能大量存在的粒子组是 ( )
选项
实验
粒子组
A
稀硝酸与铜片制NO
H+、Cu2+、N、NO
B
70%硫酸与Na2SO3制SO2
H+、Na+、S、HS
C
浓盐酸与KMnO4制Cl2
H+、K+、Mn2+、Cl-
D
双氧水与FeCl3溶液制O2
H+、Fe2+、Cl-、H2O2
答案 C
解析 稀硝酸与铜反应生成Cu2+、H2O和NO,NO难溶于水,无法大量存在,A项不符合题意;70%硫酸与Na2SO3反应生成SO2,溶液中应含H+、Na+、S,HS在强酸性条件下会转化为SO2和H2O,无法大量存在,B项不符合题意;浓盐酸与KMnO4反应生成Cl2,废液中含K+、Mn2+、Cl-和H+,这些离子能稳定共存,C项符合题意;FeCl3催化H2O2分解生成O2,溶液中应含Fe3+而非Fe2+,D项不符合题意。
3.
(2024·全国甲卷)NH4NO3、Na2CO3、Ba(OH)2、AlCl3四瓶无色溶液,它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液,e和g为无色气体,f为白色沉淀。下列叙述正确的是 ( )
A.a呈弱碱性
B.f可溶于过量的b中
C.c中通入过量的e可得到无色溶液
D.b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸
答案 B
解析 由题意及关系图可知,a与b反应生成e需要加热,且产生的e为无色气体,则a和b分别为NH4NO3溶液和Ba(OH)2溶液中的一种,产生的气体e为NH3;b和c反应生成白色沉淀f,NH4NO3溶液分别与其他三种溶液混合均不会产生沉淀,故b为Ba(OH)2溶液,a为NH4NO3溶液;c既能与b反应产生沉淀f,又能与d反应产生沉淀
f,故c为AlCl3溶液,d为Na2CO3溶液,白色沉淀f为Al(OH)3,无色气体g为CO2。a为NH4NO3溶液,为强酸弱碱盐溶液,N水解使溶液显弱酸性,A项错误;b为Ba(OH)2溶液,f为Al(OH)3,Al(OH)3为两性氢氧化物,可溶于强碱溶液,故f可溶于过量的b中,B项正确;c为AlCl3溶液,e为NH3,AlCl3溶液中通入NH3会生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3不溶于弱碱溶液,通入过量的NH3不能得到无色溶液,C项错误;b为Ba(OH)2溶液,d为Na2CO3溶液,二者反应生成BaCO3沉淀,BaCO3可溶于稀硝酸,D项错误。
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