内容正文:
专题03 离子反应
离子反应是高中化学的“枢纽性知识”,它同时贯通概念辨析(电解质、离子)、反应规律(离子共存、离子方程式)、实验应用(离子检验、离子推断)三大板块,也是连接元素化合物、氧化还原、化工流程等众多模块的“通用语言”。从知识属性上看,它属于“工具性知识”向“综合运用能力”转化的典型——学生不仅要掌握离子方程式的书写规则,更要能在陌生情境中快速判断离子是否共存、书写正确的离子方程式、通过实验现象推断离子成分。
核心基础知识网络
第一层是书写规则层——离子方程式的书写与正误判断,包括拆分规则(哪些物质拆、哪些不拆)、守恒原则(原子、电荷、得失电子三大守恒)、反应物配比(过量/少量/恰好反应的配比差异),以及“与量有关”的三大类型(连续型、竞争型、配比型)。
第二层是共存规律层——离子能否大量共存的判断标准,包括复分解反应(沉淀/气体/弱电解质)、氧化还原反应(氧化性离子与还原性离子)、双水解反应、络合反应四大不共存原因,以及溶液颜色、酸碱性、特定条件三大隐含限制。
第三层是检验推断层——常见阴阳离子的检验方法(焰色反应、特征反应、沉淀颜色等),以及离子推断的“四项原则”(肯定性、互斥性、电中性、进出性)。
高考考查方式
高考考查方式已从早期的“判断某个离子方程式正误”的单一识记型命题,演变为“离子方程式正误判断 + 离子共存 + 离子检验推断”三位一体的综合运用型命题。命题者通常以实验情境、化工流程、生活应用为信息载体,要求学生灵活调用离子反应规则进行判断与推理。从近年真题来看,离子方程式正误判断是几乎每年必考的高频选择题(2020-2025年各卷几乎均有涉及),离子共存与检验推断则多嵌入实验探究、工业流程等大题中综合考查。
一轮与二轮的打通点
一轮阶段学生需要建立“拆分规则是什么”“哪些离子不能共存”“哪些离子如何检验”的清晰认知框架;二轮阶段则需要训练“面对陌生离子方程式/共存判断/推断流程时,能快速定位并调用哪条规则”的迁移能力。本栏目正是要在两者之间架桥——“溯源”是回归离子反应的底层规律(拆分本质、守恒原则、共存原因),“知能桥”则是将这些规律转化为可操作的判断策略。
基础知识核心点与考题呈现对照表
① 离子方程式书写步骤与拆分规则
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
书写四步:写→拆→删→查以CaCO3与盐酸反应为例:
写:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
拆:CaCO3+2H⁺+2Cl⁻=Ca²⁺+2Cl⁻+ H2O+CO2↑
删:CaCO3+2H⁺=Ca²⁺+H2O+CO2↑
查:检查原子守恒和电荷守恒
离子方程式意义: 不仅可以表示一个具体的反应,还可表示同一类型的离子反应(如H⁺+OH⁻=H2O可表示NaOH与HCl、Ca(OH)2与HNO3反应)。
核心标准——拆分规则:
✅ 拆成离子:强酸(HCl、H2SO4、HNO3、HI、HBr、HClO4)、强碱(KOH、NaOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2)、可溶性盐;
❌ 不拆:单质、气体、氧化物、过氧化物、难溶固体、弱电解质(弱酸、弱碱、水)、非电解质;
⚠ 微溶物:澄清溶液(如澄清石灰水)中写离子形式;浊液(石灰乳)中写化学式;
⚠ 酸式酸根:HCO3⁻、HSO3⁻等写成酸式酸根离子形式(不拆成H⁺+CO3²⁻);但NaHSO4拆成Na⁺+H⁺+SO4²⁻;
⚠ 浓硫酸写化学式(主要存在分子),浓硝酸、浓盐酸拆成离子;
⚠ 磷酸、氢氟酸、亚硫酸、草酸按弱酸处理,不可拆分。
⚠ 非溶液状态下的反应(如实验室制NH3)不用离子方程式表示。
(2023·北京卷) 食醋去除水垢中的CaCO3:CaCO3+2H⁺=Ca²⁺+H2O+CO2↑——错误。醋酸为弱酸不能拆写,正确为:2CH3COOH+CaCO3=Ca²⁺+2CH3COO⁻+CO2↑+H2O,B错误。
(2022·广东卷) 过氧化物转化为碱:2O2²⁻+2H2O=4OH⁻+O2↑——错误。Na2O2是过氧化物,不能拆成离子,正确为:2Na2O2+2H2O=4Na⁺+4OH⁻+O2↑。
(2021·全国乙卷) 氯化铜溶液中通入硫化氢:Cu²⁺+S²⁻=CuS↓——错误。H2S是弱酸,不能拆,正确为:Cu²⁺+H2S=CuS↓+2H⁺。
② 离子方程式正误判断“七看法”
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
离子方程式正误判断的“七看法”:
1. 看是否符合客观事实——Fe与稀盐酸生成Fe²⁺不是Fe³⁺;
2. 看拆写是否正确——强酸/强碱/可溶性盐拆,单质/氧化物/弱电解质/难溶物不拆;
3. 看符号使用——“=”与“⇌”、“↓”“↑”是否正确;
4. 看三守恒——原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒;
5. 看是否漏写——Ba(OH)2+CuSO4反应不能只写Ba²⁺+SO4²⁻,还要写Cu²⁺+2OH⁻;
6. 看配比——稀H2SO4+Ba(OH)2须写2H⁺+2OH⁻+SO4²⁻+Ba²⁺=BaSO4↓+2H2O;
7. 看用量条件——过量/少量/等量对产物影响。
核心判断依据(溯源):
⚠ 电荷守恒最常考:如Fe³⁺+Cu=Fe²⁺+Cu²⁺,电荷不守恒(左边+3、右边+4),错误;
⚠ 得失电子守恒:如Fe²⁺+Cl2=Fe³⁺+2Cl⁻,电子不守恒,错误;
⚠ 漏写反应:如Ba(OH)2与CuSO4反应,只写Ba²⁺+SO4²⁻=BaSO4↓,漏写了Cu²⁺+2OH⁻=Cu(OH)2↓;
⚠ 配比错误:稀H2SO4与Ba(OH)2反应,不能写成Ba²⁺+OH⁻+H⁺+SO4²⁻=BaSO4↓+H2O;
⚠ 用量影响:FeBr2溶液中通Cl2,少量时2Fe²⁺+Cl2=2Fe³⁺+2Cl⁻,过量时2Fe²⁺+4Br⁻+3Cl2=2Fe³⁺+2Br2+6Cl⁻。
(2022·全国甲卷) 硫化钠溶液和硝酸混合:S²⁻+2H⁺=H2S↑——错误。S²⁻有强还原性,硝酸有强氧化性,发生氧化还原反应,正确为:4H⁺+2NO3⁻+S²⁻=S↓+2NO2↑+2H2O。
(2023·浙江卷) 碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气:2Fe²⁺+2I⁻+2Cl2=2Fe³⁺+I2+4Cl⁻——错误。还原性I⁻>Fe²⁺,氯气先与I⁻反应,正确为:2I⁻+Cl2=I2+2Cl⁻。
(2022·湖南卷双选) FeSO4溶液中加入H2O2产生沉淀:2Fe²⁺+H2O2+4H2O=4H⁺+2Fe(OH)3↓——正确。
(2024·新课标卷) 用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液浓度:2MnO4⁻+5C2O4²⁻+16H⁺=2Mn²⁺+10CO2↑+8H2O——错误。H2C2O4是弱酸不能拆,正确为:2MnO4⁻+5H2C2O4+6H⁺=2Mn²⁺+10CO2↑+8H2O。
③ “与量有关”的离子方程式——三大类型
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
类型一:连续型(反应连续)产物能与过量反应物继续反应。
①CO2通入NaOH:
碱过量CO2+2OH⁻=CO3²⁻+H2O;
碱不足CO2+OH⁻=HCO3⁻
②Na2CO3+盐酸:
酸不足CO3²⁻+H⁺=HCO3⁻;
酸过量CO3²⁻+2H⁺=CO2↑+H2O
③铝盐+强碱:
铝盐过量Al³⁺+3OH⁻=Al(OH)3↓;
强碱过量Al³⁺+4OH⁻=AlO2⁻+2H2O
④NaAlO2+强酸:
NaAlO2过量AlO2⁻+H⁺+H2O=Al(OH)3↓;
强酸过量AlO2⁻+4H⁺=Al³⁺+2H2O
⑤Fe+稀HNO3:
Fe过量3Fe+2NO3⁻+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H2O;
酸过量Fe+NO3⁻+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H2O
类型二:竞争型(反应先后)
①NH4HSO4+NaOH:
NaOH不足H⁺+OH⁻=H2O;
NaOH过量NH4⁺+H⁺+2OH⁻=NH3·H2O+H2O
②向含H⁺、Al³⁺、NH4⁺溶液滴NaOH至过量:依次H⁺、Al³⁺、NH4⁺、Al(OH)3反应
③FeBr2+Cl2:
Cl2少量2Fe²⁺+Cl2=2Fe³⁺+2Cl⁻;
Cl2过量2Fe²⁺+4Br⁻+3Cl2=2Fe³⁺+2Br2+6Cl⁻
类型三:配比型(复盐/酸式盐)
①Ca(HCO3)2+NaOH:
NaOH不足Ca²⁺+HCO3⁻+OH⁻=CaCO3↓+H2O;
NaOH过量Ca²⁺+2HCO3⁻+2OH⁻=CaCO3↓
+2H2O+CO3²⁻
②Ba(OH)2+NaHSO4:
1:1时Ba²⁺+OH⁻+H⁺+SO4²⁻=BaSO4↓+H2O(溶液呈碱性);
1:2时Ba²⁺+2OH⁻+2H⁺+SO4²⁻=BaSO4↓+2H2O(溶液呈中性)
③NaHCO3+Ba(OH)2:
NaHCO3少量HCO3⁻+OH⁻+Ca²⁺=CaCO3↓+H2O;
NaHCO3过量Ca²⁺+2OH⁻+2HCO3⁻=CaCO3↓+CO3²⁻+2H2O
④NH4Al(SO4)2+Ba(OH)2:
1:1时3Ba²⁺+3SO4²⁻+2Al³⁺+6OH⁻=
3BaSO4↓+2Al(OH)3↓;
1:2时NH4⁺+Al³⁺+2SO4²⁻+2Ba²⁺+4OH⁻=
NH3·H2O+Al(OH)3↓+2BaSO4↓
核心方法(溯源):
⚠ 判断“不足量”物质时,以其组成的离子配比来写(如Ca(HCO3)2中Ca²⁺:HCO3⁻=1:2);
⚠ “过量”物质则按需满足即可,不必按配比写全;
⚠ 竞争型关键看反应顺序(酸碱优先、氧化还原按氧化性/还原性强弱、沉淀按Ksp);
⚠ 高考常用“滴定顺序图”“用量比例”“过量/少量”等表述,需转化为配比判断。
(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⁺+SO4²⁻=BaSO4↓+2H2O——正确。因H⁺与OH⁻结合能力>NH4⁺,H⁺恰好完全反应。
(2022·湖南卷双选) NaHCO3溶液与少量Ba(OH)2溶液混合:HCO3⁻+Ba²⁺+OH⁻=BaCO3↓+H2O——错误。少量Ba(OH)2按Ba²⁺:OH⁻=1:2配比,正确为:2HCO3⁻+Ba²⁺+2OH⁻=BaCO3↓+2H2O+CO3²⁻。
(2025·四川卷) 下列解释实验现象的离子方程式错误的是——涉及CuCl2浓溶液稀释、ZnCl2通H2S、H2SO3滴加Na2S、K2CrO4滴加H2SO4四选项。
(2025·重庆卷) 下列有关离子反应错误的是——涉及Ca(OH)2滴入NaHSO3、Na2O2加入水、NO2通入水、Cl2通入NaBr溶液四选项。
④ 离子共存——复分解反应型(沉淀/气体/弱电解质)
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
不能大量共存——生成难溶物或微溶物:
OH⁻ 与 Mg²⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺不能共存
Cl⁻、Br⁻、I⁻ 与 Ag⁺不能共存
SO4²⁻ 与 Ba²⁺、Pb²⁺、Ag⁺不能共存
S²⁻ 与 Cu²⁺、Pb²⁺、Ag⁺不能共存
CO3²⁻、SO3²⁻ 与 Mg²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺、Ag⁺不能共存
SiO3²⁻ 与 H⁺、Mg²⁺、Ca²⁺不能共存
AlO2⁻ 与 H⁺不能共存
生成气体: H⁺与CO3²⁻、HCO3⁻、SO3²⁻、HSO3⁻、S²⁻、HS⁻等弱酸根生成气体;
生成弱电解质: H⁺与OH⁻、CH3COO⁻等生成水或弱酸。
核心判断依据:
⚠ 复分解反应的发生条件:生成难溶物、气体或弱电解质;
⚠ 判断离子能否共存,核心看“相遇是否发生反应”;
⚠ 弱酸根离子(CO3²⁻、SO3²⁻、S²⁻、CH3COO⁻、AlO2⁻、SiO3²⁻、ClO⁻)在强酸性溶液中不能大量存在;
⚠ 弱碱阳离子(NH4⁺、Al³⁺、Fe³⁺等)在强碱性溶液中不能大量存在。
(2021·湖南卷) 粒子组NH3·H2O、Na⁺、Al³⁺、Cl⁻——不能大量共存。Al³⁺+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4⁺。
(2023·合肥一模) 无色透明溶液中能大量共存的是K⁺、Na⁺、NO3⁻、CO3²⁻(A)。MnO4⁻为紫色(B错);HCO3⁻与Al³⁺反应(C错);Mg²⁺与OH⁻生成沉淀(D错)。
(2023·汕头一模) 透明溶液中能大量共存的离子组是Cu²⁺、SO4²⁻、Na⁺、NO3⁻(A)。MnO4⁻+H⁺+I⁻/Cl⁻发生氧化还原(B错);Al³⁺与S²⁻/CO3²⁻双水解(C错);Fe³⁺与SCN⁻反应(D错)。
⑤ 离子共存——氧化还原反应型
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
具有较强氧化性的离子不能与较强还原性的离子共存:
氧化性较强: ClO⁻、MnO4⁻(H⁺)、NO3⁻(H⁺)、Fe³⁺、Cr2O7²⁻
还原性较强: Fe²⁺(可与Fe³⁺共存)、S²⁻、I⁻、SO3²⁻、HS⁻、HSO3⁻
典型不能共存组合:
①MnO4⁻ + I⁻/Cl⁻/S²⁻/SO3²⁻(酸性条件)
② “NO3⁻+H⁺”组合(具有强氧化性,相当于硝酸)+Fe²⁺/S²⁻/I⁻/SO3²⁻
③ Fe³⁺ + I⁻/S²⁻/SO3²⁻
④ClO⁻ + Fe²⁺/I⁻/SO3²⁻
核心判断依据(溯源):
⚠ “NO3⁻+H⁺”组合是关键陷阱——NO3⁻本身氧化性不强,但与H⁺共存时体现强氧化性(相当于硝酸),能氧化Fe²⁺、S²⁻、I⁻、SO3²⁻等还原性离子;
⚠ MnO4⁻、ClO⁻在酸性条件下氧化性显著增强;
⚠ Fe²⁺有较强还原性,能被NO3⁻(H⁺)、ClO⁻、H2O2等氧化;
⚠ 注意Fe²⁺与Fe³⁺可以共存(Fe³⁺氧化性不足以氧化Fe²⁺)。
(2025·山西模拟) 使甲基橙呈红色的溶液(酸性)中,I⁻与ClO⁻在酸性条件下发生氧化还原反应,不能共存。
(2025·河北模拟) 使石蕊溶液呈红色(酸性)的溶液中,Fe³⁺与I⁻在酸性条件下发生氧化还原反应(Fe³⁺氧化I⁻生成I2),不能共存。
(2021·湖南卷) 粒子组H⁺、K⁺、S2O3²⁻、SO4²⁻——不能大量共存,因2H⁺+S2O3²⁻=S↓+SO2↑+H2O。
⑥ 离子共存——双水解型与络合型
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
双水解相互促进:
Al³⁺与CO3²⁻、HCO3⁻、S²⁻、HS⁻、AlO2⁻、SiO3²⁻、ClO⁻不能共存;
Fe³⁺与CO3²⁻、HCO3⁻、AlO2⁻、SiO3²⁻、ClO⁻不能共存;
NH4⁺与AlO2⁻、SiO3²⁻不能共存。
典型反应:
Al³⁺+3HCO3⁻=Al(OH)3↓+3CO2↑(泡沫灭火器原理)
2Al³⁺+3CO3²⁻+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑Al³⁺+3AlO2⁻+6H2O=4Al(OH)3↓
络合反应:
Fe³⁺与SCN⁻生成Fe(SCN)3(红色)不能共存;
Ag⁺与NH3·H2O生成[Ag(NH3)2]⁺不能共存;
Cu²⁺与NH3·H2O生成[Cu(NH3)4]²⁺不能共存。
核心判断依据(溯源):
⚠ 双水解是否“彻底”取决于水解产物是否难溶/难电离/易挥发——Al(OH)3难溶、CO2气体逸出,故彻底;
⚠ NH4⁺与CH3COO⁻、CO3²⁻虽水解相互促进,但总水解程度很小,仍可大量共存;⚠ Al³⁺+HCO3⁻反应是泡沫灭火器原理(中学唯一需要记忆的“双水解制气”组合);
⚠ Fe³⁺+SCN⁻显红色用于检验Fe³⁺,但不能共存;
⚠ Ag⁺+NH3·H2O先生成AgOH后溶于过量氨水生成[Ag(NH3)2]⁺。
(2023·汕头一模) Al³⁺、S²⁻、NH4⁺、CO3²⁻——不能大量共存。Al³⁺与S²⁻和CO3²⁻均能发生彻底双水解反应。
(2023·汕头一模) Fe³⁺、SCN⁻、K⁺、ClO⁻——不能大量共存。Fe³⁺与SCN⁻能反应生成Fe(SCN)3。
(2025·河北模拟) 在Na[Al(OH)4]溶液中,Fe³⁺与AlO2⁻发生双水解,不能共存。
⑦ 离子共存——隐含条件限制
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
一色(溶液颜色): Cu²⁺蓝色、Fe³⁺棕黄色、Fe²⁺浅绿色、MnO4⁻紫红色。无色溶液不能含有以上离子。
二性(酸碱性): 强酸性条件:pH<7、甲基橙变红、石蕊变红、0.1mol/L H2SO4等——OH⁻及弱酸根(CO3²⁻、SO3²⁻、S²⁻、CH3COO⁻、AlO2⁻、SiO3²⁻、ClO⁻)不能存在;强碱性条件:pH>7、酚酞变红、石蕊变蓝、0.1mol/L NaOH等——H⁺及弱碱阳离子(NH4⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Mg²⁺)不能存在。
三特殊:
① AlO2⁻与HCO3⁻不能共存:AlO2⁻+HCO3⁻+H2O=Al(OH)3↓+CO3²⁻;
② “NO3⁻+H⁺”组合强氧化性;
③NH4⁺与CH3COO⁻、CO3²⁻可共存(水解相互促进但程度小)。
与Al反应放出H2的溶液: 可能是强酸性也可能是强碱性。水电离c(H⁺)=1×10⁻¹³ mol/L: 可能酸也可能碱。
核心判断依据(溯源): ⚠ 遇到“无色溶液”必须先排除有色离子(Cu²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、MnO4⁻);
⚠ “与Al反应放出H2”的溶液酸性或碱性都要考虑,分情况讨论;
⚠ “水电离c(H⁺)=1×10⁻¹³ mol/L”的溶液酸碱性不确定;
⚠ “c(H⁺)/c(OH⁻)”或“lg[c(H⁺)/c(OH⁻)]”的溶液,需先判断酸碱性再判断共存。
(2025·山西模拟) 使甲基橙呈红色的溶液中,Fe²⁺与NO3⁻(酸性条件)发生氧化还原,不能共存。
(2025·河北模拟) 与Al反应能放H2的溶液:酸性条件Fe²⁺与NO3⁻(H⁺)不共存;碱性条件Fe²⁺生成Fe(OH)2沉淀,D错误。
(2025·河北模拟) c(H⁺)/c(OH⁻)=10⁻¹²的溶液呈碱性,NH4⁺与OH⁻反应生成NH3·H2O,不能共存。
(2025·天津卷) 下列离子在溶液中能大量共存的是——选项涉及Al³⁺+S²⁻、Fe²⁺+SO3²⁻、NH4⁺+Mg²⁺+OH⁻、[Ag(NH3)2]⁺+OH⁻+Cl⁻等组合判断。
⑧ 阳离子的检验方法
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
常见阳离子检验:
Na⁺:焰色试验——黄色火焰
K⁺:焰色试验——紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)
Fe³⁺:NaOH溶液——红褐色沉淀;KSCN溶液——溶液呈红色
Fe²⁺:NaOH溶液——白色沉淀→灰绿色→红褐色
Fe²⁺:先加KSCN再加氯水——加KSCN无变化,再加氯水变红色
Fe²⁺(含Fe³⁺):K3[Fe(CN)6]——蓝色沉淀
NH4⁺:NaOH加热——使湿润红色石蕊试纸变蓝
Al³⁺:NaOH溶液——白色沉淀溶于过量强碱
核心判断依据(溯源):
⚠ Fe²⁺检验需先加KSCN无红色,再加氯水变红(排除Fe³⁺干扰);
⚠ 检验Fe²⁺用K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀(更精确,不受Fe³⁺干扰);
⚠ NH4⁺检验需加热使NH3逸出,用湿润红色石蕊试纸;
⚠ Al³⁺检验利用“白色沉淀溶于过量强碱”的两性特征。
(2023·江苏卷) 探究FeSO4溶液性质:A.向FeSO4溶液滴几滴新制氯水再加KSCN——不能证明含Fe³⁺(氯水将Fe²⁺氧化);B.向FeSO4溶液滴酸性KMnO4——能达到(Fe²⁺有还原性使KMnO4褪色);C.向FeSO4溶液滴酚酞——不能达到(Fe²⁺水解显酸性,酚酞不变色);D.向H2O2溶液滴FeSO4观察气泡——不能达到。
(2021·新课标Ⅰ卷) 能使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝的物质一定是Cl2?——错误。氯气、臭氧、NO2、ClO2等均可氧化I⁻得I2,使试纸变蓝。
⑨ 常见阴离子的检验
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
常见阴离子检验:
Cl⁻:AgNO3+稀HNO3——白色沉淀不溶于稀硝酸
Br⁻:AgNO3+稀HNO3——浅黄色沉淀不溶于稀硝酸
Br⁻:氯水+四氯化碳——下层(CCl4层)呈橙红色
I⁻:AgNO3+稀HNO3——黄色沉淀不溶于稀硝酸
I⁻:氯水+四氯化碳——下层呈紫红色
I⁻:氯水+淀粉——溶液变蓝
SO4²⁻:先加盐酸再加BaCl2——白色沉淀(加盐酸防CO3²⁻、Ag⁺干扰)
CO3²⁻:CaCl2/BaCl2→稀盐酸→石灰水——白色沉淀溶于稀盐酸产生无色无味气体使石灰水变浑浊
核心判断依据(溯源):
⚠ SO4²⁻检验须先加盐酸(排除CO3²⁻、SO3²⁻、Ag⁺干扰),不用HNO3(防止SO3²⁻被氧化为SO4²⁻);
⚠ Cl⁻检验用AgNO3+稀HNO3,排除CO3²⁻、SO3²⁻干扰(它们的银盐溶于酸);
⚠ I⁻检验用“氯水+淀粉变蓝”或“AgNO3黄色沉淀”;
⚠ CCl4萃取显色法:下层橙红(Br2)、下层紫红(I2)。
(2021·新课标Ⅰ卷) 某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液存在I⁻——错误。CCl4层显紫色证明存在I2(单质),不是I⁻。
(2021·新课标Ⅰ卷) 某溶液加入BaCl2溶液产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液一定含Ag⁺——错误。若溶液仅含SO4²⁻,加BaCl2也会产生不溶于稀硝酸的BaSO4沉淀。
(2023·江门一模) 用醋酸和淀粉碘化钾溶液检验加碘盐中的IO3⁻:IO3⁻+5I⁻+6H⁺=3I2+3H2O——错误。醋酸是弱酸不能拆开。
⑩ 离子推断“四项原则”
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
离子推断的四项原则:
1. 肯定性原则:根据实验现象推出溶液中肯定存在/不存在哪些离子(记住常见有色离子);
2. 互斥性原则:结合离子共存规律,否定存在一些离子(注意隐含条件);
3. 电中性原则:溶液电中性,正负电荷总数相等(可确定隐含离子);
4. 进出性原则:注意实验过程中引入的离子对后续实验的干扰。
核心判断依据(溯源):
⚠ 利用“产生沉淀/气体/颜色变化”等实验现象,先确定“肯定存在的离子”;
⚠ 再结合“互斥性”排除与已确定离子不能共存的离子;
⚠ 题目若有“各离子浓度相等”等提示,结合电中性判断隐含离子;
⚠ 注意加试剂引入的离子(如加NaOH引入了Na⁺)。
(2023·马鞍山一模) 某溶液由NO3⁻、Cl⁻、SO4²⁻、CO3²⁻、NH4⁺、Fe³⁺、Al³⁺、K⁺中的若干组成,各离子浓度相等。实验:1 加过量NaOH加热产生无色气体→含NH4⁺;2 过滤洗涤灼烧得固体a→Fe(OH)3灼烧得Fe2O3(含Fe³⁺);3 向滤液加足量BaCl2产生白色沉淀→含SO4²⁻。因各离子浓度相等,且需电荷守恒,一定含NO3⁻、Cl⁻、SO4²⁻、NH4⁺、Fe³⁺;一定不含CO3²⁻、Al³⁺。
(2025·江西卷) X、Y化合物溶于水混合变紫色(MnO4⁻),用试纸检测显红色(酸性)。三支试管实验:加某溶液产生大量气泡溶液紫色褪去;加某溶液产生白色沉淀;加溴水产生白色沉淀。
⑪ 粗盐提纯与除杂中的离子反应
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
粗盐提纯除杂: NaCl中含Ca²⁺、Mg²⁺、SO4²⁻等杂质。
试剂选择: Na2CO3除Ca²⁺、Ba²⁺;NaOH除Mg²⁺;BaCl2除SO4²⁻;HCl除过量Na2CO3、NaOH。
加入顺序: BaCl2必须在Na2CO3之前加入(Na2CO3还需除去过量的Ba²⁺);过滤后再加HCl调pH至中性。
关键反应: Ba²⁺+CO3²⁻=BaCO3↓
Ca²⁺+CO3²⁻=CaCO3↓
Mg²⁺+2OH⁻=Mg(OH)2↓
CO3²⁻+2H⁺=CO2↑+H2O
OH⁻+H⁺=H2O
核心判断依据(溯源):
⚠ 除杂原则:“不增、不减、不繁、易分”——不引入新杂质、不减少目标离子;
⚠ 加入的每种除杂试剂均过量,故后续试剂需除去前一种过量试剂;
⚠ BaCl2必须在Na2CO3之前(Na2CO3同时除去Ca²⁺和过量Ba²⁺);
⚠ HCl最后加入,除去过量Na2CO3和NaOH(但不能引入新杂质Cl⁻对NaCl无影响)。
(2022·广东卷) 实验室进行粗盐提纯,需除去Ca²⁺、Mg²⁺和SO4²⁻,所用试剂包括BaCl2以及Na2CO3、NaOH、HCl。解析:BaCl2先加除SO4²⁻;Na2CO3后加除Ca²⁺和过量Ba²⁺;NaOH除Mg²⁺;过滤后HCl调至中性除过量Na2CO3和NaOH。
(2024·广西卷) 用Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4:CaSO4(s)+CO3²⁻(aq)=CaCO3(s)+SO4²⁻(aq)——正确(难溶电解质转化)。
⑫ 化工流程中的陌生离子方程式书写
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
陌生氧化还原离子方程式书写三步法:
1. 判反应,标价态——判断是否为氧化还原,标出关键元素化合价;
2. 定四剂,算得失——确定氧化剂/还原剂及其产物,算得失电子数,最小公倍数定系数;
3. 巧配平,守三恒——电子守恒→电荷守恒(加H⁺/OH⁻/H2O调节)→原子守恒(观察法补齐)。
常见工业流程中的离子反应:
① CeO2+H2O2+6H⁺=2Ce³⁺+O2↑+4H2O
②MnO2+SO3²⁻+2H⁺=Mn²⁺+SO4²⁻+H2O
③S2O3²⁻+2H⁺=SO2↑+S↓+H2O
④3HCO3⁻+Al³⁺=Al(OH)3↓+3CO2↑
⑤Fe+2HCO3⁻=FeCO3+CO3²⁻+H2↑
⑥2Fe²⁺+ClO⁻+2H⁺=2Fe³⁺+Cl⁻+H2O
⑦2Fe²⁺+H2O2+2H⁺=2Fe³⁺+2H2O
核心判断依据(溯源):
⚠ 先判断氧化还原(关键元素价态是否变化);
⚠ 酸性环境补H⁺,碱性环境补OH⁻,中性环境一般补水;
⚠ 电荷守恒:通过加H⁺/OH⁻/H2O使两边电荷守恒;
⚠ 原子守恒:最后用观察法补齐H2O或其它离子。
典型实例——Fe²⁺被NaClO氧化(酸性): 2Fe²⁺+ClO⁻+2H⁺=2Fe³⁺+Cl⁻+H2O(Fe²⁺升价失电子,ClO⁻降价得电子,电荷守恒加2H⁺)
(2023·湖南卷) 工业废料回收镉、锰的工艺流程题,涉及Ksp表格与“沉锰”离子方程式判断。
(2025·广东深圳一模) 以铝土矿为原料冶炼金属铝的工艺流程题,涉及Al³⁺相关离子反应。
(2024·浙江6月选考) 用FeCl3溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板:2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺——正确。
(2025·山东卷) 用Na2O2和水制备少量O2:Na2O2+H2O=2Na⁺+2OH⁻+O2↑——错误(系数未配平),正确为2Na2O2+2H2O=4Na⁺+4OH⁻+O2↑。
一、电解质的分类及电离
1.电解质和非电解质
(1)分类依据
(2)电解质的强弱与物质类别的关系
强电解质
依据物质类别
强酸
HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4等
强碱
KOH、NaOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2等
绝大多数盐
BaSO4(难溶性盐)、BaCl2(可溶性盐)等
弱电解质
依据物质类别
弱酸
HClO、H2CO3、H2S、CH3COOH等
弱碱
NH3·H2O、难溶性碱等
水
【理解】
①电解质不一定能导电,如固态NaCl、液态HCl等;能导电的物质不一定是电解质,如铁、铝等金属单质。
②本身电离而导电的化合物才是电解质。如CO2、SO2、NH3的水溶液能导电,但均是非电解质。
③电解质的强弱与电解质溶液导电能力的强弱、电解质溶解性的大小没有直接关系。
2.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,形成自由移动的离子的过程。
(2)电离条件:酸的电离条件是溶于水,盐和碱的电离条件是溶于水或熔融。
(3)电离方程式的书写
①强电解质的电离方程式中,用“==”连接,弱电解质(包括弱酸的酸式酸根)的电离方程式中,用“⇌”连接。
②多元弱酸的电离分步书写,多元弱碱的电离一般一步写完。
③酸式盐的电离,强酸酸式盐与弱酸酸式盐的阴离子在水溶液中的电离方式不同。
例如:
NaHSO4溶于水:NaHSO4==Na++H++S;
NaHSO4熔融:NaHSO4(熔融)==Na++HS;
NaHCO3溶于水:NaHCO3==Na++HC、HC⇌H++C。
④两性氢氧化物的电离[以Al(OH)3为例]
酸式电离:Al(OH)3+H2O⇌[Al(OH)4]-+H+;
碱式电离:Al(OH)3⇌Al3++3OH-。
【理解】溶液的导电能力取决于自由移动离子的浓度和离子的电荷数,离子浓度越大,所带电荷数越多,溶液导电能力越强。
【理解】电离方程式书写的流程
二、离子反应
(1)概念:有离子参加或有离子生成的反应统称为离子反应。
(2)本质:离子反应的本质是溶液中某些离子的物质的量的变化。
(3)常见类型
复分解
反应
生成难溶的物质,如Al(OH)3、BaSO4等
生成难电离的物质,如弱酸、弱碱、水等
生成气态物质,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++Cu==Cu2++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
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++3HC==Al(OH)3↓+3CO2↑
三、离子方程式
1.概念:用实际参加反应的离子的符号来表示反应的式子。
2.意义:不仅可以表示某个具体的化学反应,还可以表示同一类型的离子反应。如氢氧化钠溶液和盐酸反应、氢氧化钡溶液和硝酸反应的离子方程式,都可用H++OH-==H2O来表示。
3.书写步骤(以CaCO3与盐酸的反应为例)
【理解】酸式盐的拆分
①弱酸的酸式酸根离子不能拆开,如HC、HS-、HS等。
②强酸的酸式酸根离子(如HS)在水溶液中写成拆分形式,如NaHSO4在水溶液中应写成Na+、H+和S;而在熔融状态下HS不能拆开,应写成Na+和HS。
4.书写要求
合事实
离子反应要符合客观事实,不可臆造产物及反应
式正确
化学式与离子符号使用正确合理
号实际
“==”“⇌”“↑”“↓”等符号符合实际
三守恒
两边原子数、电荷数守恒,氧化还原反应的离子方程式中氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数守恒
【理解】书写离子方程式时,对微溶物及一水合氨处理
(1)①微溶物作为产物视为沉淀,不拆分;②作反应物时,澄清溶液拆分为离子,悬浊液不拆分,如Ca(OH)2。
(2)一水合氨作为生成物时,不加热或稀溶液中,写成NH3·H2O;加热或浓溶液中,写成NH3和H2O。作为反应物时写成NH3·H2O。
【例1】(25-26高三上·新疆喀什·阶段检测)下列有关电离方程式或离子方程式书写正确的是
A.过量溶液与澄清石灰水混合:
B.氯气与水反应:
C.用氯化铁溶液腐蚀铜电路板:
D.碳酸氢钠溶液的电离方程式:
【例2】(26-27高三上·河南·阶段检测)离子反应能很好地体现“宏观辨识与微观探析”的核心素养。下列离子方程式书写正确的是
A.向溶液中通入过量的:
B.用盐酸溶解:
C.向稀硝酸中加入铜粉,溶液变蓝色:
D.用醋酸除去水垢中的碳酸钙:
四、离子共存
1.离子不能共存的四个角度
(1)复分解反应型
①生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存
Ba2+、Ca2+与S、C、S等不能大量共存;Ag+与S、C、Cl-等不能大量共存;OH-与Mg2+、Ca2+、Al3+、Mn2+、Fe2+、Cu2+等不能大量共存。
②生成难电离或易挥发的物质的离子不能大量共存
H+与OH-、C、HC、S、HS、ClO-、F-、CH3COO-、S2等不能大量共存;OH-与H+、N、Mg2+等阳离子及HC、HS等弱酸的酸式酸根不能大量共存。
(2)氧化还原反应型
强氧化性与强还原性的离子(或分子)在溶液中会发生氧化还原反应不能大量共存。
判断下表中所列离子能否发生氧化还原反应,能反应的打“√”,不能反应的打“×”。
S2-
S
I-
Fe2+
Br-
Cl-
Mn(H+)
√
√
√
√
√
√
ClO-
√
√
√
√
√
√(酸性)
N(H+)
√
√
√
√
—
—
Fe3+
√
√
√
×
×
×
(3)水解相互促进型
Al3+与C、HC、S2-、HS-、[Al(OH)4]-、Si等,Fe3+与C、HC、[Al(OH)4]-、Si等不能大量共存。
(4)络合反应型
Fe3+与SCN-、Ag+与NH3·H2O等不能大量共存。
2.离子共存题的常见限定条件分析
(1)无色溶液中隐含的限定条件
溶液无色说明溶液中不存在大量的Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn、Cr2、Cr等有色离子。
(2)常见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;④c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液。
(3)常见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;④c(OH-)=0.1 mol·L-1的溶液。
(4)常见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。
【例3】(26-27高三上·重庆·阶段检测)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.明矾溶液中:、K+、I-、Br-
B.能使甲基橙显红色的溶液中:Zn2+、Fe2+、ClO-、Cl-
C.含0.1 mol·L-1 NaHCO3的溶液中:Mg2+、Al3+、、
D.=1.0×10-12的溶液中:Cu2+、Na+、S2-、
【例4】(26-27高三上·河南郑州·阶段检测)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.的溶液:、、、
B.稀硫酸中:、、、
C.硫酸中:、、、
D.无色透明的溶液中:、、、
五、离子的检验与推断
(一)常见阳离子的检验与推断依据
根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同,可以把检验离子的方法归纳为三种类型:
①生成沉淀;②生成气体;③显现特殊颜色。
1.依据生成的沉淀检验或推断
阳离子
试剂
实验现象(依据)
Mg2+
NaOH溶液
开始产生白色沉淀,NaOH溶液过量,沉淀不溶解
Al3+
NaOH溶液
开始产生白色沉淀,NaOH溶液过量,沉淀溶解
Fe2+
NaOH溶液
先产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
K3[Fe(CN)6] 溶液
产生蓝色沉淀
Fe3+
NaOH溶液
产生红褐色沉淀
Cu2+
NaOH溶液
产生蓝色沉淀
2.依据显示的特殊颜色检验或推断
阳离子
试剂或方法
实验现象(依据)
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
紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)
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
3.依据生成的气体检验或推断
N产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
(二)常见阴离子的检验与推断依据
1.依据生成的沉淀检验或推断
阴离子
试剂
实验现象(依据)
Cl-
AgNO3溶液和稀HNO3
产生白色沉淀:AgCl
Br-
产生淡黄色沉淀:AgBr
I-
产生黄色沉淀:AgI
S
稀盐酸和BaCl2溶液
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
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.依据生成的气体检验或推断
阴离子
试剂
实验现象(依据)
C、HC
稀盐酸和澄清石灰水
产生无色、无味能使澄清石灰水变浑浊的气体
S、HS
稀H2SO4和品红溶液
加稀硫酸产生有刺激性气味的气体,且气体能使品红溶液褪色
3.依据显示的特殊颜色检验或推断
(1)
(2)
(3)
【例5】(26-27高三上·陕西榆林·阶段检测)某溶液中可能含有下列离子中的若干种:、、、、、,且各离子的物质的量浓度相等。为了确定该溶液的组成(不考虑水的电离和离子的水解),某同学取上述溶液,进行了如下实验:
①向溶液中加入过量的稀盐酸,得到能使澄清石灰水变浑浊的气体;
②向①所得溶液中加入过量溶液,得到白色沉淀;
③向②中加入过量稀盐酸,沉淀部分溶解。
下列说法正确的是
A.溶液中可能存在
B.溶液中一定存在、、、
C.②中得到的白色沉淀是、、的混合物
D.③中发生的反应只有
考点01 离子共存
【典例】(2025·天津·高考真题)下列离子在溶液中能大量共存的是
A. B.
C. D.
【举一反三1】(2024·天津·高考真题)下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是
A. B.
C. D.
【举一反三2】(2026·重庆·高考真题)向下列盐溶液中分别加入试剂,不影响盐的离子大量共存的是
A.溴水滴入NaCl溶液 B.乙醇滴入酸性溶液
C.通入溶液 D.通入溶液
【举一反三3】(2025·安徽·高考真题)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
B
硫酸与制
C
浓盐酸与制
D
双氧水与溶液制
规避离子共存的题设“陷阱”
条件类型
常见表述
误点点拨
题设要求
a.“一定大量共存”
b.“可能大量共存”
c.“不能大量共存”
审清关键词
常见的
限制条件
“无色溶液”
不含Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn等有色离子
“滴加甲基橙溶液显红色”“pH=1”
溶液显酸性
“因发生氧化还原反应而不能大量共存”
只能是氧化性离子和还原性离子不能大量共存,并不是其他离子反应,同时要注意溶液酸碱性的影响
常见的隐
含条件
“与Al反应放出H2”
溶液可能显强酸性或强碱性
“由水电离出的c(H+)=1×10-12mol·L-1”的溶液
溶液可能显强酸性或强碱性
含有大量Fe3+的溶液
酸性溶液并具有强氧化性
含有大量N的溶液
隐含H+与还原性离子不能同时大量共存
相互促
进水解
Al3+与C、HC、[Al(OH)4]-、HS-、S2-
相互促进水解,生成沉淀或气体等,不能大量共存
Fe3+与C、HC、[Al(OH)4]-、ClO-
考点02 离子方程式正误判断
【典例】2026·四川·高考真题)下列实验中所涉及反应的离子方程式正确的是
A.碘化银浊液中滴入硫化钠溶液:
B.碳酸氢钠溶液中滴入稀硫酸:
C.铜粉中滴入稀硝酸:
D.银氨溶液中滴入稀盐酸:
【举一反三1】(2026·贵州·高考真题)下列离子方程式书写正确的是
A.钢铁发生吸氧腐蚀的负极反应式:
B.向苯酚钠溶液中通入少量:2 2
C.用稀硝酸溶解铜蓝(CuS):
D.向溶液中滴加过量溶液:
【举一反三2】(2026·湖南·高考真题)化学知识在生产、生活中应用广泛。下列反应方程式错误的是
A.氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃:
B.侯氏制碱法的主要反应:
C.酸性高锰酸钾溶液测定空气中的含量:
D.醋酸除去水垢中的:
【举一反三3】(2026·河南·高考真题)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.向硫酸铜溶液中滴加氢硫酸:
B.氢氧化镁溶于稀盐酸:
C.浓硝酸溶解金属银:
D.向亚硫酸氢钠溶液中加入少量过氧化钠:
1.离子方程式正误判断的三个关键
化学式拆写 “四原则”
易溶强电解质拆,弱电解质、难溶物不拆
微溶物清拆浊不拆
单质、氧化物不拆
浓硫酸不拆,浓盐酸、浓硝酸拆
反应产物 “三分析”
分析量不同时的产物
分析是否漏掉同步反应
分析变价元素的产物
方程式遵循 “三守恒”
原子守恒
电荷守恒
得失电子守恒
2.熟记高中常见不符合常规的化学反应
(1)极其活泼的金属(K、Ca、Na)与盐溶液混合,优先与水反应;F2与盐溶液混合,也优先与水反应。
(2)强氧化性酸(硝酸、浓硫酸)与少量活泼金属单质反应,不能生成H2。
(3)H2S通入CuSO4溶液不发生氧化还原反应,而是生成黑色沉淀CuS。该反应违背强酸制弱酸,但遵循溶解度大的物质制溶解度小的物质原理。
(4)CO2通入CaCl2(或BaCl2)溶液、SO2通入CaCl2(或BaCl2)溶液、H2S通入FeSO4溶液均不会反应。(此类反应若有Ka、Ksp信息,也可能发生反应,没有信息默认不能反应。)
(5)SO2通入Ba(NO3)2溶液,先发生氧化还原反应,后发生沉淀反应,最终的沉淀为BaSO4。
考点03 离子检验与推断
【典例】(2026·山东·高考真题)某溶液含有Ag+、Ba2+、Cu2+、Fe3+中的一种或几种,下列说法错误的是
A.取少量该溶液并滴加NaCl溶液,若出现白色沉淀,则溶液中含有Ag+
B.取少量该溶液并滴加H2SO4溶液,若出现白色沉淀,则溶液中含有Ba2+
C.取少量该溶液并滴加KSCN溶液,若溶液显红色,则溶液中含有Fe3+
D.若四种阳离子均存在,可依次使用NaCl溶液、Na2SO4溶液、浓氨水进行分离
【举一反三1】(2025·江西·高考真题)X、Y分别是由2种和3种前四周期元素组成的化合物,溶于水后混合,溶液转变成紫色,得到溶液Z,用试纸检测显红色。取3支试管分别装入少量溶液Z,进行实验,记录为:
序号
加入试剂
现象
1
溶液
产生大量气泡、溶液紫色褪去
2
溶液
产生白色沉淀
3
溴水
产生白色沉淀
关于溶液Z,下列说法正确的是
A.含 B.含 C.可能含 D.不含
【举一反三2】(2025·湖南·高考真题)只用一种试剂,将四种物质的溶液区分开,这种试剂是
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
【举一反三3】(2024·江西·高考真题)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,实验记录为:
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
离子推断的四项基本原则
考点04 微流程中的离子反应
【典例】(2026·江西·高考真题)高纯碳酸钙在电子工业领域有广泛应用。使用优质大理石(含有少量和杂质)制备高纯碳酸钙的工艺流程如图。体系中有关离子反应方程式书写错误的是
A.浸出过程:
B.浸出过程:
C.净化过程:
D.碳化过程:
【举一反三1】(2025·广西·高考真题)不同含硫物质间可相互转化。下列离子方程式书写正确的是
A.反应①:
B.反应②:
C.反应③:
D.反应④:
【举一反三2】(2026·湖南永州·一模)一种以磷灰矿[主要成分为Ca5(PO4)3F,含少量SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO等]为原料,制备新能源电池材料LiFePO4的工艺流程图如下:
下列说法错误的是
A.气体的主要成分是HF
B.“沉铁铝”时,需要严格控制NaOH溶液的用量
C.“沉镁”时,反应的离子方程式:
D.“热还原”时,
【举一反三3】以黄铜矿(主要成分为)为原料制取CuCl的流程如下:
下列化学或离子方程式书写错误的是
A.“浸取1”时发生反应的离子方程式为
B.“浸取2”时发生反应的离子方程式为
C.以铜为电极电解溶液的离子方程式为
D.氯化亚铜在空气中被氧化为碱式氯化铜的化学方程式为
化工微流程中的“四线”分析
1.试剂线:分清各步加入试剂的作用,一般是为了除去杂质或进行目标元素及其化合物间的转化等。
2.操作线:分离杂质和产品需要进行的分离、提纯操作等。
3.杂质线:分清各步去除杂质的种类,杂质的去除顺序、方法及条件等。
4.产品线:工艺流程主线,关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行分离、提纯的操作方法,实质是目标元素及其化合物的转化。
【解题注意】
1.选择试剂:要根据物质转化、分离需要和目标产物的组成选择试剂,其中物质转化包括类别变化和元素的价态变化,此外还要考虑原子的经济性和物质的循环利用。
2.分离除杂:依据混合物的特点,选择合适的分离方法,包括过滤、分液、蒸馏、渗析、精炼、结晶、萃取与反萃取、干燥等,熟记分离需要仪器和规范操作步骤。
3.问题处理:用好物质的性质、氧化还原反应规律、平衡规律及相关计算等。
考点05 平衡中的离子反应
【典例】(2025·广东·高考真题)CuCl微溶于水,但在浓度较高的溶液中因形成和而溶解。将适量CuCl完全溶于盐酸,得到含和的溶液,下列叙述正确的是
A.加水稀释,浓度一定下降
B.向溶液中加入少量NaCl固体,浓度一定上升
C.的电离方程式为:
D.体系中,
【举一反三1】(2026·广西·高考真题)探究含铬化合物的转化,实验如下。已知:是两性氢氧化物,溶于碱后溶液呈亮绿色。下列说法正确的是
A.①中铬主要以形式存在
B.②中溶液呈绿色,说明被还原
C.②到③有生成
D.氧化性强于
【举一反三2】(2025·重庆·高考真题)是两性氢氧化物,其沉淀分离的关键是控制溶液pH。25 ℃时,某溶液中与的总和为c。- lg c随pH的变化关系如图所示(忽略体积变化)。
已知:
下列叙述正确的是
A.由M点可以计算 B.恰好沉淀完全时pH为6.7
C.P点沉淀质量小于Q点沉淀质量 D.随pH增大先减小后增大
【举一反三3】常温下,几种弱酸的电离常数如表所示。
弱酸
HClO
HCN
下列离子方程式正确的是
A.向“84”消毒液中通入少量:
B.向漂白粉溶液中通入少量:
C.向KCN溶液中通入少量:
D.向溶液中通入少量:
1. 离子共存中的平衡问题
常见不能大量共存的原因:
· 生成沉淀:Ag+与Cl-、Ba2+与SO42-等。
· 生成弱电解质:H+与CH3COO-、NH4+与OH-等。
· 双水解完全:Al3+与HCO3-、CO32-、AlO2-、S2-;Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-等。
· 氧化还原:NO3-/H+与Fe2+、I-;ClO-与S2-、Fe2+等。
· 络合:Fe3+与SCN-等。
· 隐含条件:无色排除有色离子;pH条件;水电离出的c(H+)判断酸碱性。
策略:先看条件,再看反应,最后看量。
2. 离子方程式正误判断
关键点:
· 拆分:强酸、强碱、可溶性盐拆;弱电解质、沉淀、气体、氧化物不拆。
· 量比:少量、过量、滴加顺序不同,产物不同。
· 产物:酸性强弱决定产物。例如CO2通入NaClO溶液,因酸性H2CO3 > HClO > HCO3-,产物为HCO3-,不是CO32-。
· 守恒:电荷、质量、电子守恒。
策略:定少为1,按少量物质配平,再检查过量离子是否剩余。
3. 粒子浓度大小比较
工具:
· 电荷守恒:c(阳离子所带正电荷总和)=c(阴离子所带负电荷总和)。
· 物料守恒:某元素总量守恒。
· 质子守恒:得质子产物=失质子产物。
· 主次:电离大于水解,还是水解大于电离。
典型模型:
· CH3COONa:c(Na+) > c(CH3COO-) > c(OH-) > c(H+)。
· 混合缓冲溶液:半中和点附近,c(酸)=c(盐),pH≈pKa。
策略:先定酸碱性,再定主次,最后用守恒验证。
4. 沉淀溶解平衡
核心:
· Q > Ksp,生成沉淀;Q = Ksp,平衡;Q < Ksp,沉淀溶解。
· 同离子效应抑制溶解;盐效应一般促进溶解。
· 沉淀转化:AgCl + I- ⇌ AgI + Cl-,K = Ksp(AgCl)/Ksp(AgI)。
· 分步沉淀:同类型沉淀,Ksp越小,越先沉淀,但需考虑离子浓度。
策略:列Ksp表达式,比较Q与Ksp,注意同类型、同浓度、体积变化。
5. 滴定曲线与分布系数图像
特殊点:
· 起点:求弱酸Ka或弱碱Kb。
· 半中和点:c(酸)=c(盐),pH=pKa。
· 中和点:生成盐,看水解酸碱性。
· 中性点:c(H+)=c(OH-),由电荷守恒得c(Na+)=c(A-)。
· 过量点:酸或碱抑制水电离。
策略:看轴、看点、看线、看交点;中性点≠中和点。
6. 平衡常数与离子反应
关系:
· Ka·Kb = Kw(共轭酸碱对)。
· Kh = Kw/Ka 或 Kw/Kb。
· 方程式相加减,K相乘除。
· K越大,反应越完全。
策略:先写方程式,再写K表达式,最后比较或计算。
考点06 陌生离子方程式的书写
【典例】(2026·全国卷·高考真题)钼(Mo)是重要的战略金属。一种由辉钼矿(,含有少量Cu、Zn、Fe的硫化物和)生产高纯度的工艺流程如下图所示。
回答下列问题。
(4)不溶于水和稀酸,但可溶于碱。“氨浸”过程中转化为可溶的,该反应的离子方程式为_________。
【举一反三1】(2022·山东·高考真题)工业上以氟磷灰石[,含等杂质]为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)酸解时有产生。氢氟酸与反应生成二元强酸,离子方程式为 。
【举一反三2】(2021·河北·高考真题)绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺,该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料,不产生废弃物,实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图:
回答下列问题:
(4)工序③中发生反应的离子方程式为 。
(5)物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH,此时发生的主要反应的化学方程式为 ,可代替NaOH的化学试剂还有 (填化学式)。
【举一反三3】(2020·山东·高考真题)用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下:
已知:MnO2是一种两性氧化物;25℃时相关物质的Ksp见下表。
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mn(OH)2
Ksp
回答下列问题
(1)软锰矿预先粉碎的目的是 ,MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为 。
(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为 。
· 解题核心: “信息提取-原理迁移-规范表达” 三步构建法。
· 方法与技巧:
· 高效提取并转化题干信息:
· 显性信息: 直接给出的反应物、产物、反应条件、介质环境(酸性/碱性/中性)、电子转移数等。务必圈画关键词,避免遗漏。
· 隐性信息: 通过物质类别、化合价、结构简式、实验现象等推断。如给出“高铁酸钾( K2FeO4 )”,可知Fe为+6价,具强氧化性,还原产物通常为 Fe3+ ;给出“连二亚硫酸钠( Na2S2O4 )”,S平均+3价,易被氧化为 SO32− 或 SO42− 。
· 类比迁移: 将陌生物质与熟悉物质类比。如 ClO2 消毒机理类似 Cl2 ,还原产物为 Cl− ; MnO42− (锰酸根)在酸性条件下歧化为 MnO4− 和 MnO2 ,类似 H2O2 的歧化。
· 严格遵循离子方程式书写四步法:
· 写化学方程式骨架: 先写出完整的分子方程式,确保原子种类与数目初步守恒。
· 拆分为离子形式: 仅将强酸、强碱、可溶性盐拆开;单质、氧化物、气体、沉淀、弱电解质、非电解质、浓硫酸保留化学式。特别注意: 题干指定“离子方程式”时,即使反应物是固体,若在溶液中进行且有离子参与,也应写成离子形式(如 CaCO3 与盐酸反应, CaCO3 不拆,但 H+ 、 Cl− 要拆)。
· 配平三重守恒:
· 原子守恒:左右各元素原子数相等。
· 电荷守恒:左右净电荷数相等(氧化还原反应优先用电子守恒配平,再补 H+/OH−/H2O 调电荷与原子)。
· 电子守恒:氧化剂得电子总数 = 还原剂失电子总数。
· 检查与简化: 确认状态符号(↑↓)、反应条件(△、催化剂等)标注正确;系数约至最简整数比。
· 特殊情境下的书写要点:
· 介质参与: 酸性介质补 H+ 和 H2O ;碱性介质补 OH− 和 H2O ;中性介质可能同时出现 H2O 、 H+ 或 OH− ,需根据产物酸碱性判断。
· 过量/少量问题: 以不足量物质为基准设定系数为1,过量物质按需配比。如 NaHSO3 与少量 NaOH 反应: HSO3−+OH−→SO32−+H2O ;与过量 NaOH 反应相同(因 HSO3− 只有一个酸性H)。
· 多步反应合并: 若连续发生多个离子反应且中间产物不稳定,可合并为一个总离子方程式。如 CO2 通入漂白粉溶液: Ca2++2ClO−+CO2+H2O→CaCO3↓+2HClO 。
【基础固本】
1.(2025·四川泸州·一模)下列电离方程式书写正确的是
A. B.H2CO3=2H++
C. D.
2.(25-26高三上·天津·阶段检测)时,下列各组离子中可以在水溶液中大量共存的是
A.、、、 B.
C.、、、 D.
3.(2025·山东枣庄·模拟预测)下列各组离子在溶液中能大量共存的是
A. B.
C. D.
4.(2025·山东枣庄·模拟预测)下列反应的离子方程式正确的是
A.氢氧化镁溶于盐酸:
B.铜片插入硝酸银溶液:
C.硫酸钠溶液与氯化铜溶液混合:
D.钠放入水中:
5.(2024·江苏扬州·模拟预测)下列离子方程式中,书写正确的是
A.钠与水反应:
B.铁和稀硫酸溶液反应:
C.氯化钠与硝酸银溶液:
D.盐酸和氢氧化钠溶液反应:
【能力进阶】
6.(2026·安徽淮北·一模)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
稀硝酸与铁丝制NO
B
与NaOH制漂白液
C
与酸性验证的还原性
D
向溶液中加入过量氨水
7.(2025·重庆江津·模拟预测)下列离子方程中错误的是
A.放入溶液:
B.抗酸药中治疗胃酸过多:
C.氯碱工业:
D.溶液中加入过量澄清石灰水:
8.(2026·四川乐山·二模)下列指定反应的离子方程式正确的是
A.乙酰胺在氢氧化钠溶液中水解:
B.通入足量氨水中:
C.向溶液中通入少量:
D.用与浓盐酸共热制备:
9.(2026·海南海口·模拟预测)下列应用实例与离子方程式匹配的是
选项
应用实例
离子方程式
A
用溶液脱氯
B
用热NaOH溶液洗涤试管内壁上的硫
C
草酸()溶液除水垢()
D
用氨水洗涤试管内壁上的AgCl
10.(24-25高二上·北京房山·期末)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.由水电离的c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液中:Na+、、、K+
B.无色溶液中:Fe2+、K+、、
C.c(Al3+)=0.1 mol·L-1的溶液中:Na+、、K+、
D.pH=14的溶液中:K+、、、
【素养挑战】
11.(2026·天津·三模)下列关于离子共存或离子反应的说法正确的是
A.将通入盐酸中:
B.常温下,的溶液中能大量共存:、、、
C.将少量乙烯通入酸性溶液:
D.在的溶液中大量共存的有:、、、
12.(2025·河北衡水·模拟预测)已知亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,其溶液中含磷粒子的物质的量分数与pH的关系如图所示。下列说法正确的是
A.H3PO3的电离方程式为H3PO3HPO+2H+
B.曲线1表示H2PO的物质的量分数与pH的关系
C.NaH2PO3的水溶液显碱性
D.H3PO3溶液中存在
13.(2026·广西河池·一模)根据表中提供的数据,下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
化学式
HClO
电离常数
A.向NaClO溶液中通入少量CO2:
B.向溶液中通入少量SO2:
C.向NaClO溶液中通入过量SO2:
D.向苯酚钠溶液中通入少量CO2:2 +CO2+H2O=2 +
14.(2026·云南昆明·一模)离子反应在实验室制备物质和工业生产中有着重要的作用。某无色溶液中可能含有、、、、、中的若干种,依顺序进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如下:
步骤
操作
现象
①
用试纸检验
溶液的大于7
②
向①所得溶液中滴加新制氯水,再加入振荡,静置
层呈橙色
③
向②所得水溶液中加入溶液和稀硝酸
有白色沉淀产生
④
向③的滤液中加入溶液
有白色沉淀产生
下列说法错误的是
A.根据步骤①现象分析可知,一定不存在的离子是
B.步骤②层呈橙色可知,原溶液中含有
C.步骤②中有反应
D.不能确定原溶液是否含有、、
15.(2025·江苏泰州·模拟预测)室温下,通过下列实验探究、溶液的性质。已知:、。
实验1:用pH计测得某和混合溶液的pH为7。
实验2:将等体积、等物质的量浓度的和溶液混合,无明显现象。
实验3:向溶液中滴几滴酚酞,加水稀释,溶液红色变浅。
实验4:向溶液中滴加少量溶液,产生白色沉淀。
下列说法不正确的是
A.实验1混合溶液中
B.实验2混合后的溶液中存在:
C.实验3中随水的不断加入,溶液中的值逐渐变大
D.实验4中反应的离子方程式为
16.(2026·广西崇左·模拟预测)是提取硫和制造硫酸的主要原料。下列相关反应的化学方程式或离子方程式错误的是
A.反应①:
B.反应②:
C.反应③:
D.反应④:
17.(2025·湖北黄冈·模拟预测)某兴趣小组以二氧化铈废渣为原料制备的流程如图所示。下列说法正确的是
A.“酸浸”时,可用作氧化剂
B.“中和”时,应加入过量的氨水中和“酸浸”时的盐酸
C.“沉淀”时,加入的“X试剂”也可以为稀氨水
D.“沉淀”时,加入足量发生反应的离子方程式为
18.(2019·全国III卷·高考真题)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
Zn2+
Ni2+
开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9
(1)“滤渣1”含有S和 ;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式 。
(6)写出“沉锰”的离子方程式 。
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专题03 离子反应
离子反应是高中化学的“枢纽性知识”,它同时贯通概念辨析(电解质、离子)、反应规律(离子共存、离子方程式)、实验应用(离子检验、离子推断)三大板块,也是连接元素化合物、氧化还原、化工流程等众多模块的“通用语言”。从知识属性上看,它属于“工具性知识”向“综合运用能力”转化的典型——学生不仅要掌握离子方程式的书写规则,更要能在陌生情境中快速判断离子是否共存、书写正确的离子方程式、通过实验现象推断离子成分。
核心基础知识网络
第一层是书写规则层——离子方程式的书写与正误判断,包括拆分规则(哪些物质拆、哪些不拆)、守恒原则(原子、电荷、得失电子三大守恒)、反应物配比(过量/少量/恰好反应的配比差异),以及“与量有关”的三大类型(连续型、竞争型、配比型)。
第二层是共存规律层——离子能否大量共存的判断标准,包括复分解反应(沉淀/气体/弱电解质)、氧化还原反应(氧化性离子与还原性离子)、双水解反应、络合反应四大不共存原因,以及溶液颜色、酸碱性、特定条件三大隐含限制。
第三层是检验推断层——常见阴阳离子的检验方法(焰色反应、特征反应、沉淀颜色等),以及离子推断的“四项原则”(肯定性、互斥性、电中性、进出性)。
高考考查方式
高考考查方式已从早期的“判断某个离子方程式正误”的单一识记型命题,演变为“离子方程式正误判断 + 离子共存 + 离子检验推断”三位一体的综合运用型命题。命题者通常以实验情境、化工流程、生活应用为信息载体,要求学生灵活调用离子反应规则进行判断与推理。从近年真题来看,离子方程式正误判断是几乎每年必考的高频选择题(2020-2025年各卷几乎均有涉及),离子共存与检验推断则多嵌入实验探究、工业流程等大题中综合考查。
一轮与二轮的打通点
一轮阶段学生需要建立“拆分规则是什么”“哪些离子不能共存”“哪些离子如何检验”的清晰认知框架;二轮阶段则需要训练“面对陌生离子方程式/共存判断/推断流程时,能快速定位并调用哪条规则”的迁移能力。本栏目正是要在两者之间架桥——“溯源”是回归离子反应的底层规律(拆分本质、守恒原则、共存原因),“知能桥”则是将这些规律转化为可操作的判断策略。
基础知识核心点与考题呈现对照表
① 离子方程式书写步骤与拆分规则
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
书写四步:写→拆→删→查以CaCO3与盐酸反应为例:
写:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
拆:CaCO3+2H⁺+2Cl⁻=Ca²⁺+2Cl⁻+ H2O+CO2↑
删:CaCO3+2H⁺=Ca²⁺+H2O+CO2↑
查:检查原子守恒和电荷守恒
离子方程式意义: 不仅可以表示一个具体的反应,还可表示同一类型的离子反应(如H⁺+OH⁻=H2O可表示NaOH与HCl、Ca(OH)2与HNO3反应)。
核心标准——拆分规则:
✅ 拆成离子:强酸(HCl、H2SO4、HNO3、HI、HBr、HClO4)、强碱(KOH、NaOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2)、可溶性盐;
❌ 不拆:单质、气体、氧化物、过氧化物、难溶固体、弱电解质(弱酸、弱碱、水)、非电解质;
⚠ 微溶物:澄清溶液(如澄清石灰水)中写离子形式;浊液(石灰乳)中写化学式;
⚠ 酸式酸根:HCO3⁻、HSO3⁻等写成酸式酸根离子形式(不拆成H⁺+CO3²⁻);但NaHSO4拆成Na⁺+H⁺+SO4²⁻;
⚠ 浓硫酸写化学式(主要存在分子),浓硝酸、浓盐酸拆成离子;
⚠ 磷酸、氢氟酸、亚硫酸、草酸按弱酸处理,不可拆分。
⚠ 非溶液状态下的反应(如实验室制NH3)不用离子方程式表示。
(2023·北京卷) 食醋去除水垢中的CaCO3:CaCO3+2H⁺=Ca²⁺+H2O+CO2↑——错误。醋酸为弱酸不能拆写,正确为:2CH3COOH+CaCO3=Ca²⁺+2CH3COO⁻+CO2↑+H2O,B错误。
(2022·广东卷) 过氧化物转化为碱:2O2²⁻+2H2O=4OH⁻+O2↑——错误。Na2O2是过氧化物,不能拆成离子,正确为:2Na2O2+2H2O=4Na⁺+4OH⁻+O2↑。
(2021·全国乙卷) 氯化铜溶液中通入硫化氢:Cu²⁺+S²⁻=CuS↓——错误。H2S是弱酸,不能拆,正确为:Cu²⁺+H2S=CuS↓+2H⁺。
② 离子方程式正误判断“七看法”
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
离子方程式正误判断的“七看法”:
1. 看是否符合客观事实——Fe与稀盐酸生成Fe²⁺不是Fe³⁺;
2. 看拆写是否正确——强酸/强碱/可溶性盐拆,单质/氧化物/弱电解质/难溶物不拆;
3. 看符号使用——“=”与“⇌”、“↓”“↑”是否正确;
4. 看三守恒——原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒;
5. 看是否漏写——Ba(OH)2+CuSO4反应不能只写Ba²⁺+SO4²⁻,还要写Cu²⁺+2OH⁻;
6. 看配比——稀H2SO4+Ba(OH)2须写2H⁺+2OH⁻+SO4²⁻+Ba²⁺=BaSO4↓+2H2O;
7. 看用量条件——过量/少量/等量对产物影响。
核心判断依据(溯源):
⚠ 电荷守恒最常考:如Fe³⁺+Cu=Fe²⁺+Cu²⁺,电荷不守恒(左边+3、右边+4),错误;
⚠ 得失电子守恒:如Fe²⁺+Cl2=Fe³⁺+2Cl⁻,电子不守恒,错误;
⚠ 漏写反应:如Ba(OH)2与CuSO4反应,只写Ba²⁺+SO4²⁻=BaSO4↓,漏写了Cu²⁺+2OH⁻=Cu(OH)2↓;
⚠ 配比错误:稀H2SO4与Ba(OH)2反应,不能写成Ba²⁺+OH⁻+H⁺+SO4²⁻=BaSO4↓+H2O;
⚠ 用量影响:FeBr2溶液中通Cl2,少量时2Fe²⁺+Cl2=2Fe³⁺+2Cl⁻,过量时2Fe²⁺+4Br⁻+3Cl2=2Fe³⁺+2Br2+6Cl⁻。
(2022·全国甲卷) 硫化钠溶液和硝酸混合:S²⁻+2H⁺=H2S↑——错误。S²⁻有强还原性,硝酸有强氧化性,发生氧化还原反应,正确为:4H⁺+2NO3⁻+S²⁻=S↓+2NO2↑+2H2O。
(2023·浙江卷) 碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气:2Fe²⁺+2I⁻+2Cl2=2Fe³⁺+I2+4Cl⁻——错误。还原性I⁻>Fe²⁺,氯气先与I⁻反应,正确为:2I⁻+Cl2=I2+2Cl⁻。
(2022·湖南卷双选) FeSO4溶液中加入H2O2产生沉淀:2Fe²⁺+H2O2+4H2O=4H⁺+2Fe(OH)3↓——正确。
(2024·新课标卷) 用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液浓度:2MnO4⁻+5C2O4²⁻+16H⁺=2Mn²⁺+10CO2↑+8H2O——错误。H2C2O4是弱酸不能拆,正确为:2MnO4⁻+5H2C2O4+6H⁺=2Mn²⁺+10CO2↑+8H2O。
③ “与量有关”的离子方程式——三大类型
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
类型一:连续型(反应连续)产物能与过量反应物继续反应。
①CO2通入NaOH:
碱过量CO2+2OH⁻=CO3²⁻+H2O;
碱不足CO2+OH⁻=HCO3⁻
②Na2CO3+盐酸:
酸不足CO3²⁻+H⁺=HCO3⁻;
酸过量CO3²⁻+2H⁺=CO2↑+H2O
③铝盐+强碱:
铝盐过量Al³⁺+3OH⁻=Al(OH)3↓;
强碱过量Al³⁺+4OH⁻=AlO2⁻+2H2O
④NaAlO2+强酸:
NaAlO2过量AlO2⁻+H⁺+H2O=Al(OH)3↓;
强酸过量AlO2⁻+4H⁺=Al³⁺+2H2O
⑤Fe+稀HNO3:
Fe过量3Fe+2NO3⁻+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H2O;
酸过量Fe+NO3⁻+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H2O
类型二:竞争型(反应先后)
①NH4HSO4+NaOH:
NaOH不足H⁺+OH⁻=H2O;
NaOH过量NH4⁺+H⁺+2OH⁻=NH3·H2O+H2O
②向含H⁺、Al³⁺、NH4⁺溶液滴NaOH至过量:依次H⁺、Al³⁺、NH4⁺、Al(OH)3反应
③FeBr2+Cl2:
Cl2少量2Fe²⁺+Cl2=2Fe³⁺+2Cl⁻;
Cl2过量2Fe²⁺+4Br⁻+3Cl2=2Fe³⁺+2Br2+6Cl⁻
类型三:配比型(复盐/酸式盐)
①Ca(HCO3)2+NaOH:
NaOH不足Ca²⁺+HCO3⁻+OH⁻=CaCO3↓+H2O;
NaOH过量Ca²⁺+2HCO3⁻+2OH⁻=CaCO3↓
+2H2O+CO3²⁻
②Ba(OH)2+NaHSO4:
1:1时Ba²⁺+OH⁻+H⁺+SO4²⁻=BaSO4↓+H2O(溶液呈碱性);
1:2时Ba²⁺+2OH⁻+2H⁺+SO4²⁻=BaSO4↓+2H2O(溶液呈中性)
③NaHCO3+Ba(OH)2:
NaHCO3少量HCO3⁻+OH⁻+Ca²⁺=CaCO3↓+H2O;
NaHCO3过量Ca²⁺+2OH⁻+2HCO3⁻=CaCO3↓+CO3²⁻+2H2O
④NH4Al(SO4)2+Ba(OH)2:
1:1时3Ba²⁺+3SO4²⁻+2Al³⁺+6OH⁻=
3BaSO4↓+2Al(OH)3↓;
1:2时NH4⁺+Al³⁺+2SO4²⁻+2Ba²⁺+4OH⁻=
NH3·H2O+Al(OH)3↓+2BaSO4↓
核心方法(溯源):
⚠ 判断“不足量”物质时,以其组成的离子配比来写(如Ca(HCO3)2中Ca²⁺:HCO3⁻=1:2);
⚠ “过量”物质则按需满足即可,不必按配比写全;
⚠ 竞争型关键看反应顺序(酸碱优先、氧化还原按氧化性/还原性强弱、沉淀按Ksp);
⚠ 高考常用“滴定顺序图”“用量比例”“过量/少量”等表述,需转化为配比判断。
(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⁺+SO4²⁻=BaSO4↓+2H2O——正确。因H⁺与OH⁻结合能力>NH4⁺,H⁺恰好完全反应。
(2022·湖南卷双选) NaHCO3溶液与少量Ba(OH)2溶液混合:HCO3⁻+Ba²⁺+OH⁻=BaCO3↓+H2O——错误。少量Ba(OH)2按Ba²⁺:OH⁻=1:2配比,正确为:2HCO3⁻+Ba²⁺+2OH⁻=BaCO3↓+2H2O+CO3²⁻。
(2025·四川卷) 下列解释实验现象的离子方程式错误的是——涉及CuCl2浓溶液稀释、ZnCl2通H2S、H2SO3滴加Na2S、K2CrO4滴加H2SO4四选项。
(2025·重庆卷) 下列有关离子反应错误的是——涉及Ca(OH)2滴入NaHSO3、Na2O2加入水、NO2通入水、Cl2通入NaBr溶液四选项。
④ 离子共存——复分解反应型(沉淀/气体/弱电解质)
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
不能大量共存——生成难溶物或微溶物:
OH⁻ 与 Mg²⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺不能共存
Cl⁻、Br⁻、I⁻ 与 Ag⁺不能共存
SO4²⁻ 与 Ba²⁺、Pb²⁺、Ag⁺不能共存
S²⁻ 与 Cu²⁺、Pb²⁺、Ag⁺不能共存
CO3²⁻、SO3²⁻ 与 Mg²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺、Ag⁺不能共存
SiO3²⁻ 与 H⁺、Mg²⁺、Ca²⁺不能共存
AlO2⁻ 与 H⁺不能共存
生成气体: H⁺与CO3²⁻、HCO3⁻、SO3²⁻、HSO3⁻、S²⁻、HS⁻等弱酸根生成气体;
生成弱电解质: H⁺与OH⁻、CH3COO⁻等生成水或弱酸。
核心判断依据:
⚠ 复分解反应的发生条件:生成难溶物、气体或弱电解质;
⚠ 判断离子能否共存,核心看“相遇是否发生反应”;
⚠ 弱酸根离子(CO3²⁻、SO3²⁻、S²⁻、CH3COO⁻、AlO2⁻、SiO3²⁻、ClO⁻)在强酸性溶液中不能大量存在;
⚠ 弱碱阳离子(NH4⁺、Al³⁺、Fe³⁺等)在强碱性溶液中不能大量存在。
(2021·湖南卷) 粒子组NH3·H2O、Na⁺、Al³⁺、Cl⁻——不能大量共存。Al³⁺+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4⁺。
(2023·合肥一模) 无色透明溶液中能大量共存的是K⁺、Na⁺、NO3⁻、CO3²⁻(A)。MnO4⁻为紫色(B错);HCO3⁻与Al³⁺反应(C错);Mg²⁺与OH⁻生成沉淀(D错)。
(2023·汕头一模) 透明溶液中能大量共存的离子组是Cu²⁺、SO4²⁻、Na⁺、NO3⁻(A)。MnO4⁻+H⁺+I⁻/Cl⁻发生氧化还原(B错);Al³⁺与S²⁻/CO3²⁻双水解(C错);Fe³⁺与SCN⁻反应(D错)。
⑤ 离子共存——氧化还原反应型
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
具有较强氧化性的离子不能与较强还原性的离子共存:
氧化性较强: ClO⁻、MnO4⁻(H⁺)、NO3⁻(H⁺)、Fe³⁺、Cr2O7²⁻
还原性较强: Fe²⁺(可与Fe³⁺共存)、S²⁻、I⁻、SO3²⁻、HS⁻、HSO3⁻
典型不能共存组合:
①MnO4⁻ + I⁻/Cl⁻/S²⁻/SO3²⁻(酸性条件)
② “NO3⁻+H⁺”组合(具有强氧化性,相当于硝酸)+Fe²⁺/S²⁻/I⁻/SO3²⁻
③ Fe³⁺ + I⁻/S²⁻/SO3²⁻
④ClO⁻ + Fe²⁺/I⁻/SO3²⁻
核心判断依据(溯源):
⚠ “NO3⁻+H⁺”组合是关键陷阱——NO3⁻本身氧化性不强,但与H⁺共存时体现强氧化性(相当于硝酸),能氧化Fe²⁺、S²⁻、I⁻、SO3²⁻等还原性离子;
⚠ MnO4⁻、ClO⁻在酸性条件下氧化性显著增强;
⚠ Fe²⁺有较强还原性,能被NO3⁻(H⁺)、ClO⁻、H2O2等氧化;
⚠ 注意Fe²⁺与Fe³⁺可以共存(Fe³⁺氧化性不足以氧化Fe²⁺)。
(2025·山西模拟) 使甲基橙呈红色的溶液(酸性)中,I⁻与ClO⁻在酸性条件下发生氧化还原反应,不能共存。
(2025·河北模拟) 使石蕊溶液呈红色(酸性)的溶液中,Fe³⁺与I⁻在酸性条件下发生氧化还原反应(Fe³⁺氧化I⁻生成I2),不能共存。
(2021·湖南卷) 粒子组H⁺、K⁺、S2O3²⁻、SO4²⁻——不能大量共存,因2H⁺+S2O3²⁻=S↓+SO2↑+H2O。
⑥ 离子共存——双水解型与络合型
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
双水解相互促进:
Al³⁺与CO3²⁻、HCO3⁻、S²⁻、HS⁻、AlO2⁻、SiO3²⁻、ClO⁻不能共存;
Fe³⁺与CO3²⁻、HCO3⁻、AlO2⁻、SiO3²⁻、ClO⁻不能共存;
NH4⁺与AlO2⁻、SiO3²⁻不能共存。
典型反应:
Al³⁺+3HCO3⁻=Al(OH)3↓+3CO2↑(泡沫灭火器原理)
2Al³⁺+3CO3²⁻+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑Al³⁺+3AlO2⁻+6H2O=4Al(OH)3↓
络合反应:
Fe³⁺与SCN⁻生成Fe(SCN)3(红色)不能共存;
Ag⁺与NH3·H2O生成[Ag(NH3)2]⁺不能共存;
Cu²⁺与NH3·H2O生成[Cu(NH3)4]²⁺不能共存。
核心判断依据(溯源):
⚠ 双水解是否“彻底”取决于水解产物是否难溶/难电离/易挥发——Al(OH)3难溶、CO2气体逸出,故彻底;
⚠ NH4⁺与CH3COO⁻、CO3²⁻虽水解相互促进,但总水解程度很小,仍可大量共存;⚠ Al³⁺+HCO3⁻反应是泡沫灭火器原理(中学唯一需要记忆的“双水解制气”组合);
⚠ Fe³⁺+SCN⁻显红色用于检验Fe³⁺,但不能共存;
⚠ Ag⁺+NH3·H2O先生成AgOH后溶于过量氨水生成[Ag(NH3)2]⁺。
(2023·汕头一模) Al³⁺、S²⁻、NH4⁺、CO3²⁻——不能大量共存。Al³⁺与S²⁻和CO3²⁻均能发生彻底双水解反应。
(2023·汕头一模) Fe³⁺、SCN⁻、K⁺、ClO⁻——不能大量共存。Fe³⁺与SCN⁻能反应生成Fe(SCN)3。
(2025·河北模拟) 在Na[Al(OH)4]溶液中,Fe³⁺与AlO2⁻发生双水解,不能共存。
⑦ 离子共存——隐含条件限制
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
一色(溶液颜色): Cu²⁺蓝色、Fe³⁺棕黄色、Fe²⁺浅绿色、MnO4⁻紫红色。无色溶液不能含有以上离子。
二性(酸碱性): 强酸性条件:pH<7、甲基橙变红、石蕊变红、0.1mol/L H2SO4等——OH⁻及弱酸根(CO3²⁻、SO3²⁻、S²⁻、CH3COO⁻、AlO2⁻、SiO3²⁻、ClO⁻)不能存在;强碱性条件:pH>7、酚酞变红、石蕊变蓝、0.1mol/L NaOH等——H⁺及弱碱阳离子(NH4⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Mg²⁺)不能存在。
三特殊:
① AlO2⁻与HCO3⁻不能共存:AlO2⁻+HCO3⁻+H2O=Al(OH)3↓+CO3²⁻;
② “NO3⁻+H⁺”组合强氧化性;
③NH4⁺与CH3COO⁻、CO3²⁻可共存(水解相互促进但程度小)。
与Al反应放出H2的溶液: 可能是强酸性也可能是强碱性。水电离c(H⁺)=1×10⁻¹³ mol/L: 可能酸也可能碱。
核心判断依据(溯源): ⚠ 遇到“无色溶液”必须先排除有色离子(Cu²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、MnO4⁻);
⚠ “与Al反应放出H2”的溶液酸性或碱性都要考虑,分情况讨论;
⚠ “水电离c(H⁺)=1×10⁻¹³ mol/L”的溶液酸碱性不确定;
⚠ “c(H⁺)/c(OH⁻)”或“lg[c(H⁺)/c(OH⁻)]”的溶液,需先判断酸碱性再判断共存。
(2025·山西模拟) 使甲基橙呈红色的溶液中,Fe²⁺与NO3⁻(酸性条件)发生氧化还原,不能共存。
(2025·河北模拟) 与Al反应能放H2的溶液:酸性条件Fe²⁺与NO3⁻(H⁺)不共存;碱性条件Fe²⁺生成Fe(OH)2沉淀,D错误。
(2025·河北模拟) c(H⁺)/c(OH⁻)=10⁻¹²的溶液呈碱性,NH4⁺与OH⁻反应生成NH3·H2O,不能共存。
(2025·天津卷) 下列离子在溶液中能大量共存的是——选项涉及Al³⁺+S²⁻、Fe²⁺+SO3²⁻、NH4⁺+Mg²⁺+OH⁻、[Ag(NH3)2]⁺+OH⁻+Cl⁻等组合判断。
⑧ 阳离子的检验方法
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
常见阳离子检验:
Na⁺:焰色试验——黄色火焰
K⁺:焰色试验——紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)
Fe³⁺:NaOH溶液——红褐色沉淀;KSCN溶液——溶液呈红色
Fe²⁺:NaOH溶液——白色沉淀→灰绿色→红褐色
Fe²⁺:先加KSCN再加氯水——加KSCN无变化,再加氯水变红色
Fe²⁺(含Fe³⁺):K3[Fe(CN)6]——蓝色沉淀
NH4⁺:NaOH加热——使湿润红色石蕊试纸变蓝
Al³⁺:NaOH溶液——白色沉淀溶于过量强碱
核心判断依据(溯源):
⚠ Fe²⁺检验需先加KSCN无红色,再加氯水变红(排除Fe³⁺干扰);
⚠ 检验Fe²⁺用K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀(更精确,不受Fe³⁺干扰);
⚠ NH4⁺检验需加热使NH3逸出,用湿润红色石蕊试纸;
⚠ Al³⁺检验利用“白色沉淀溶于过量强碱”的两性特征。
(2023·江苏卷) 探究FeSO4溶液性质:A.向FeSO4溶液滴几滴新制氯水再加KSCN——不能证明含Fe³⁺(氯水将Fe²⁺氧化);B.向FeSO4溶液滴酸性KMnO4——能达到(Fe²⁺有还原性使KMnO4褪色);C.向FeSO4溶液滴酚酞——不能达到(Fe²⁺水解显酸性,酚酞不变色);D.向H2O2溶液滴FeSO4观察气泡——不能达到。
(2021·新课标Ⅰ卷) 能使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝的物质一定是Cl2?——错误。氯气、臭氧、NO2、ClO2等均可氧化I⁻得I2,使试纸变蓝。
⑨ 常见阴离子的检验
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
常见阴离子检验:
Cl⁻:AgNO3+稀HNO3——白色沉淀不溶于稀硝酸
Br⁻:AgNO3+稀HNO3——浅黄色沉淀不溶于稀硝酸
Br⁻:氯水+四氯化碳——下层(CCl4层)呈橙红色
I⁻:AgNO3+稀HNO3——黄色沉淀不溶于稀硝酸
I⁻:氯水+四氯化碳——下层呈紫红色
I⁻:氯水+淀粉——溶液变蓝
SO4²⁻:先加盐酸再加BaCl2——白色沉淀(加盐酸防CO3²⁻、Ag⁺干扰)
CO3²⁻:CaCl2/BaCl2→稀盐酸→石灰水——白色沉淀溶于稀盐酸产生无色无味气体使石灰水变浑浊
核心判断依据(溯源):
⚠ SO4²⁻检验须先加盐酸(排除CO3²⁻、SO3²⁻、Ag⁺干扰),不用HNO3(防止SO3²⁻被氧化为SO4²⁻);
⚠ Cl⁻检验用AgNO3+稀HNO3,排除CO3²⁻、SO3²⁻干扰(它们的银盐溶于酸);
⚠ I⁻检验用“氯水+淀粉变蓝”或“AgNO3黄色沉淀”;
⚠ CCl4萃取显色法:下层橙红(Br2)、下层紫红(I2)。
(2021·新课标Ⅰ卷) 某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液存在I⁻——错误。CCl4层显紫色证明存在I2(单质),不是I⁻。
(2021·新课标Ⅰ卷) 某溶液加入BaCl2溶液产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液一定含Ag⁺——错误。若溶液仅含SO4²⁻,加BaCl2也会产生不溶于稀硝酸的BaSO4沉淀。
(2023·江门一模) 用醋酸和淀粉碘化钾溶液检验加碘盐中的IO3⁻:IO3⁻+5I⁻+6H⁺=3I2+3H2O——错误。醋酸是弱酸不能拆开。
⑩ 离子推断“四项原则”
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
离子推断的四项原则:
1. 肯定性原则:根据实验现象推出溶液中肯定存在/不存在哪些离子(记住常见有色离子);
2. 互斥性原则:结合离子共存规律,否定存在一些离子(注意隐含条件);
3. 电中性原则:溶液电中性,正负电荷总数相等(可确定隐含离子);
4. 进出性原则:注意实验过程中引入的离子对后续实验的干扰。
核心判断依据(溯源):
⚠ 利用“产生沉淀/气体/颜色变化”等实验现象,先确定“肯定存在的离子”;
⚠ 再结合“互斥性”排除与已确定离子不能共存的离子;
⚠ 题目若有“各离子浓度相等”等提示,结合电中性判断隐含离子;
⚠ 注意加试剂引入的离子(如加NaOH引入了Na⁺)。
(2023·马鞍山一模) 某溶液由NO3⁻、Cl⁻、SO4²⁻、CO3²⁻、NH4⁺、Fe³⁺、Al³⁺、K⁺中的若干组成,各离子浓度相等。实验:1 加过量NaOH加热产生无色气体→含NH4⁺;2 过滤洗涤灼烧得固体a→Fe(OH)3灼烧得Fe2O3(含Fe³⁺);3 向滤液加足量BaCl2产生白色沉淀→含SO4²⁻。因各离子浓度相等,且需电荷守恒,一定含NO3⁻、Cl⁻、SO4²⁻、NH4⁺、Fe³⁺;一定不含CO3²⁻、Al³⁺。
(2025·江西卷) X、Y化合物溶于水混合变紫色(MnO4⁻),用试纸检测显红色(酸性)。三支试管实验:加某溶液产生大量气泡溶液紫色褪去;加某溶液产生白色沉淀;加溴水产生白色沉淀。
⑪ 粗盐提纯与除杂中的离子反应
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
粗盐提纯除杂: NaCl中含Ca²⁺、Mg²⁺、SO4²⁻等杂质。
试剂选择: Na2CO3除Ca²⁺、Ba²⁺;NaOH除Mg²⁺;BaCl2除SO4²⁻;HCl除过量Na2CO3、NaOH。
加入顺序: BaCl2必须在Na2CO3之前加入(Na2CO3还需除去过量的Ba²⁺);过滤后再加HCl调pH至中性。
关键反应: Ba²⁺+CO3²⁻=BaCO3↓
Ca²⁺+CO3²⁻=CaCO3↓
Mg²⁺+2OH⁻=Mg(OH)2↓
CO3²⁻+2H⁺=CO2↑+H2O
OH⁻+H⁺=H2O
核心判断依据(溯源):
⚠ 除杂原则:“不增、不减、不繁、易分”——不引入新杂质、不减少目标离子;
⚠ 加入的每种除杂试剂均过量,故后续试剂需除去前一种过量试剂;
⚠ BaCl2必须在Na2CO3之前(Na2CO3同时除去Ca²⁺和过量Ba²⁺);
⚠ HCl最后加入,除去过量Na2CO3和NaOH(但不能引入新杂质Cl⁻对NaCl无影响)。
(2022·广东卷) 实验室进行粗盐提纯,需除去Ca²⁺、Mg²⁺和SO4²⁻,所用试剂包括BaCl2以及Na2CO3、NaOH、HCl。解析:BaCl2先加除SO4²⁻;Na2CO3后加除Ca²⁺和过量Ba²⁺;NaOH除Mg²⁺;过滤后HCl调至中性除过量Na2CO3和NaOH。
(2024·广西卷) 用Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4:CaSO4(s)+CO3²⁻(aq)=CaCO3(s)+SO4²⁻(aq)——正确(难溶电解质转化)。
⑫ 化工流程中的陌生离子方程式书写
基础知识核心点
核心判断依据(溯源)
高考考题切片(知能桥)
陌生氧化还原离子方程式书写三步法:
1. 判反应,标价态——判断是否为氧化还原,标出关键元素化合价;
2. 定四剂,算得失——确定氧化剂/还原剂及其产物,算得失电子数,最小公倍数定系数;
3. 巧配平,守三恒——电子守恒→电荷守恒(加H⁺/OH⁻/H2O调节)→原子守恒(观察法补齐)。
常见工业流程中的离子反应:
① CeO2+H2O2+6H⁺=2Ce³⁺+O2↑+4H2O
②MnO2+SO3²⁻+2H⁺=Mn²⁺+SO4²⁻+H2O
③S2O3²⁻+2H⁺=SO2↑+S↓+H2O
④3HCO3⁻+Al³⁺=Al(OH)3↓+3CO2↑
⑤Fe+2HCO3⁻=FeCO3+CO3²⁻+H2↑
⑥2Fe²⁺+ClO⁻+2H⁺=2Fe³⁺+Cl⁻+H2O
⑦2Fe²⁺+H2O2+2H⁺=2Fe³⁺+2H2O
核心判断依据(溯源):
⚠ 先判断氧化还原(关键元素价态是否变化);
⚠ 酸性环境补H⁺,碱性环境补OH⁻,中性环境一般补水;
⚠ 电荷守恒:通过加H⁺/OH⁻/H2O使两边电荷守恒;
⚠ 原子守恒:最后用观察法补齐H2O或其它离子。
典型实例——Fe²⁺被NaClO氧化(酸性): 2Fe²⁺+ClO⁻+2H⁺=2Fe³⁺+Cl⁻+H2O(Fe²⁺升价失电子,ClO⁻降价得电子,电荷守恒加2H⁺)
(2023·湖南卷) 工业废料回收镉、锰的工艺流程题,涉及Ksp表格与“沉锰”离子方程式判断。
(2025·广东深圳一模) 以铝土矿为原料冶炼金属铝的工艺流程题,涉及Al³⁺相关离子反应。
(2024·浙江6月选考) 用FeCl3溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板:2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺——正确。
(2025·山东卷) 用Na2O2和水制备少量O2:Na2O2+H2O=2Na⁺+2OH⁻+O2↑——错误(系数未配平),正确为2Na2O2+2H2O=4Na⁺+4OH⁻+O2↑。
一、电解质的分类及电离
1.电解质和非电解质
(1)分类依据
(2)电解质的强弱与物质类别的关系
强电解质
依据物质类别
强酸
HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4等
强碱
KOH、NaOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2等
绝大多数盐
BaSO4(难溶性盐)、BaCl2(可溶性盐)等
弱电解质
依据物质类别
弱酸
HClO、H2CO3、H2S、CH3COOH等
弱碱
NH3·H2O、难溶性碱等
水
【理解】
①电解质不一定能导电,如固态NaCl、液态HCl等;能导电的物质不一定是电解质,如铁、铝等金属单质。
②本身电离而导电的化合物才是电解质。如CO2、SO2、NH3的水溶液能导电,但均是非电解质。
③电解质的强弱与电解质溶液导电能力的强弱、电解质溶解性的大小没有直接关系。
2.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,形成自由移动的离子的过程。
(2)电离条件:酸的电离条件是溶于水,盐和碱的电离条件是溶于水或熔融。
(3)电离方程式的书写
①强电解质的电离方程式中,用“==”连接,弱电解质(包括弱酸的酸式酸根)的电离方程式中,用“⇌”连接。
②多元弱酸的电离分步书写,多元弱碱的电离一般一步写完。
③酸式盐的电离,强酸酸式盐与弱酸酸式盐的阴离子在水溶液中的电离方式不同。
例如:
NaHSO4溶于水:NaHSO4==Na++H++S;
NaHSO4熔融:NaHSO4(熔融)==Na++HS;
NaHCO3溶于水:NaHCO3==Na++HC、HC⇌H++C。
④两性氢氧化物的电离[以Al(OH)3为例]
酸式电离:Al(OH)3+H2O⇌[Al(OH)4]-+H+;
碱式电离:Al(OH)3⇌Al3++3OH-。
【理解】溶液的导电能力取决于自由移动离子的浓度和离子的电荷数,离子浓度越大,所带电荷数越多,溶液导电能力越强。
【理解】电离方程式书写的流程
二、离子反应
(1)概念:有离子参加或有离子生成的反应统称为离子反应。
(2)本质:离子反应的本质是溶液中某些离子的物质的量的变化。
(3)常见类型
复分解
反应
生成难溶的物质,如Al(OH)3、BaSO4等
生成难电离的物质,如弱酸、弱碱、水等
生成气态物质,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++Cu==Cu2++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
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++3HC==Al(OH)3↓+3CO2↑
三、离子方程式
1.概念:用实际参加反应的离子的符号来表示反应的式子。
2.意义:不仅可以表示某个具体的化学反应,还可以表示同一类型的离子反应。如氢氧化钠溶液和盐酸反应、氢氧化钡溶液和硝酸反应的离子方程式,都可用H++OH-==H2O来表示。
3.书写步骤(以CaCO3与盐酸的反应为例)
【理解】酸式盐的拆分
①弱酸的酸式酸根离子不能拆开,如HC、HS-、HS等。
②强酸的酸式酸根离子(如HS)在水溶液中写成拆分形式,如NaHSO4在水溶液中应写成Na+、H+和S;而在熔融状态下HS不能拆开,应写成Na+和HS。
4.书写要求
合事实
离子反应要符合客观事实,不可臆造产物及反应
式正确
化学式与离子符号使用正确合理
号实际
“==”“⇌”“↑”“↓”等符号符合实际
三守恒
两边原子数、电荷数守恒,氧化还原反应的离子方程式中氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数守恒
【理解】书写离子方程式时,对微溶物及一水合氨处理
(1)①微溶物作为产物视为沉淀,不拆分;②作反应物时,澄清溶液拆分为离子,悬浊液不拆分,如Ca(OH)2。
(2)一水合氨作为生成物时,不加热或稀溶液中,写成NH3·H2O;加热或浓溶液中,写成NH3和H2O。作为反应物时写成NH3·H2O。
【例1】(25-26高三上·新疆喀什·阶段检测)下列有关电离方程式或离子方程式书写正确的是
A.过量溶液与澄清石灰水混合:
B.氯气与水反应:
C.用氯化铁溶液腐蚀铜电路板:
D.碳酸氢钠溶液的电离方程式:
【答案】A
【解析】A.过量溶液与澄清石灰水反应时,完全反应,与按物质的量之比1:2参与反应,2个与2个反应生成2个和2个,其中1个与结合生成沉淀,剩余1个,题给离子方程式书写正确,A正确;B.氯气与水反应生成和弱酸,不能拆写为离子形式,且该反应为可逆反应,正确离子方程式为,B错误;C.题给离子方程式电荷不守恒,正确的离子方程式为,C错误;D.为强电解质,完全电离出和,正确电离方程式为,的电离为后续可逆过程,极为微弱,溶液中主要以形式存在,不能直接拆分为和,D错误;故答案选A。
【例2】(26-27高三上·河南·阶段检测)离子反应能很好地体现“宏观辨识与微观探析”的核心素养。下列离子方程式书写正确的是
A.向溶液中通入过量的:
B.用盐酸溶解:
C.向稀硝酸中加入铜粉,溶液变蓝色:
D.用醋酸除去水垢中的碳酸钙:
【答案】C
【解析】A.向溶液通入过量时,产物应为而非,正确离子方程式为,A错误;B.盐酸中的会与反应生成的结合为沉淀,正确离子方程式为,B错误;C.稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、和水,所给离子方程式电荷、得失电子均守恒,物质拆写正确,C正确;D.醋酸是弱电解质,不能拆写为,应写化学式,正确离子方程式为,D错误;故选C。
四、离子共存
1.离子不能共存的四个角度
(1)复分解反应型
①生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存
Ba2+、Ca2+与S、C、S等不能大量共存;Ag+与S、C、Cl-等不能大量共存;OH-与Mg2+、Ca2+、Al3+、Mn2+、Fe2+、Cu2+等不能大量共存。
②生成难电离或易挥发的物质的离子不能大量共存
H+与OH-、C、HC、S、HS、ClO-、F-、CH3COO-、S2等不能大量共存;OH-与H+、N、Mg2+等阳离子及HC、HS等弱酸的酸式酸根不能大量共存。
(2)氧化还原反应型
强氧化性与强还原性的离子(或分子)在溶液中会发生氧化还原反应不能大量共存。
判断下表中所列离子能否发生氧化还原反应,能反应的打“√”,不能反应的打“×”。
S2-
S
I-
Fe2+
Br-
Cl-
Mn(H+)
√
√
√
√
√
√
ClO-
√
√
√
√
√
√(酸性)
N(H+)
√
√
√
√
—
—
Fe3+
√
√
√
×
×
×
(3)水解相互促进型
Al3+与C、HC、S2-、HS-、[Al(OH)4]-、Si等,Fe3+与C、HC、[Al(OH)4]-、Si等不能大量共存。
(4)络合反应型
Fe3+与SCN-、Ag+与NH3·H2O等不能大量共存。
2.离子共存题的常见限定条件分析
(1)无色溶液中隐含的限定条件
溶液无色说明溶液中不存在大量的Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn、Cr2、Cr等有色离子。
(2)常见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;④c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液。
(3)常见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;④c(OH-)=0.1 mol·L-1的溶液。
(4)常见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。
【例3】(26-27高三上·重庆·阶段检测)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.明矾溶液中:、K+、I-、Br-
B.能使甲基橙显红色的溶液中:Zn2+、Fe2+、ClO-、Cl-
C.含0.1 mol·L-1 NaHCO3的溶液中:Mg2+、Al3+、、
D.=1.0×10-12的溶液中:Cu2+、Na+、S2-、
【答案】A
【解析】A.明矾溶液中含有,与、、、均不发生反应,离子间无沉淀、气体、氧化还原、双水解等反应,能大量共存,A正确;B.甲基橙显红色的溶液呈酸性,酸性条件下具有强氧化性,可氧化,且与在酸性条件下发生归中反应生成,不能大量共存,B错误;C.溶液中,与发生双水解反应:,不能大量共存,C错误;D.的溶液中,,溶液呈强碱性,可与反应生成沉淀,且与反应生成沉淀,不能大量共存,D错误;故选A。
【例4】(26-27高三上·河南郑州·阶段检测)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.的溶液:、、、
B.稀硫酸中:、、、
C.硫酸中:、、、
D.无色透明的溶液中:、、、
【答案】C
【解析】A.的中性溶液中,与会反应生成难溶物,且在中性环境下会水解生成沉淀,无法大量共存,A错误;B.稀硫酸中含有大量和,与反应生成沉淀,与反应生成和,无法大量共存,B错误;C.硫酸为酸性溶液,、、、之间不发生反应,也不与、反应,可以大量共存,C正确;D.为黄色离子,不符合无色溶液的要求,且与会结合生成红色络合物,无法大量共存,D错误;故答案选C。
五、离子的检验与推断
(一)常见阳离子的检验与推断依据
根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同,可以把检验离子的方法归纳为三种类型:
①生成沉淀;②生成气体;③显现特殊颜色。
1.依据生成的沉淀检验或推断
阳离子
试剂
实验现象(依据)
Mg2+
NaOH溶液
开始产生白色沉淀,NaOH溶液过量,沉淀不溶解
Al3+
NaOH溶液
开始产生白色沉淀,NaOH溶液过量,沉淀溶解
Fe2+
NaOH溶液
先产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
K3[Fe(CN)6] 溶液
产生蓝色沉淀
Fe3+
NaOH溶液
产生红褐色沉淀
Cu2+
NaOH溶液
产生蓝色沉淀
2.依据显示的特殊颜色检验或推断
阳离子
试剂或方法
实验现象(依据)
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
紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)
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
3.依据生成的气体检验或推断
N产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
(二)常见阴离子的检验与推断依据
1.依据生成的沉淀检验或推断
阴离子
试剂
实验现象(依据)
Cl-
AgNO3溶液和稀HNO3
产生白色沉淀:AgCl
Br-
产生淡黄色沉淀:AgBr
I-
产生黄色沉淀:AgI
S
稀盐酸和BaCl2溶液
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
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.依据生成的气体检验或推断
阴离子
试剂
实验现象(依据)
C、HC
稀盐酸和澄清石灰水
产生无色、无味能使澄清石灰水变浑浊的气体
S、HS
稀H2SO4和品红溶液
加稀硫酸产生有刺激性气味的气体,且气体能使品红溶液褪色
3.依据显示的特殊颜色检验或推断
(1)
(2)
(3)
【例5】(26-27高三上·陕西榆林·阶段检测)某溶液中可能含有下列离子中的若干种:、、、、、,且各离子的物质的量浓度相等。为了确定该溶液的组成(不考虑水的电离和离子的水解),某同学取上述溶液,进行了如下实验:
①向溶液中加入过量的稀盐酸,得到能使澄清石灰水变浑浊的气体;
②向①所得溶液中加入过量溶液,得到白色沉淀;
③向②中加入过量稀盐酸,沉淀部分溶解。
下列说法正确的是
A.溶液中可能存在
B.溶液中一定存在、、、
C.②中得到的白色沉淀是、、的混合物
D.③中发生的反应只有
【答案】B
【解析】实验①加过量稀盐酸生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,说明溶液一定含;实验②向①的酸性溶液中加过量得白色沉淀,实验③加过量稀盐酸沉淀部分溶解,不溶解的沉淀是,说明原溶液一定含,无Ba2+;溶解的沉淀只能是,因此原溶液一定含。 题目明确各离子物质的量浓度相等:已确定的阴离子为(带2单位负电)、(带1单位负电),总负电荷数为3;已确定的阳离子仅带2单位正电,为满足电荷守恒,必须额外含1单位正电的,此时阴阳离子总电荷恰好相等,因此不可能存在。A.根据电荷守恒,已确定的离子所带正、负电荷已平衡,一定不存在,A错误;B.由实验现象可确定一定存在、、,结合各离子浓度相等的电荷守恒要求,必须存在平衡电荷,B正确;C.步骤①加入过量稀盐酸,完全反应生成逸出,溶液中无碳酸根,不会生成沉淀,C错误;D.步骤②加入了过量,加入稀盐酸时首先发生与的中和反应,并非只有氢氧化镁和酸的反应,D错误。
考点01 离子共存
【典例】(2025·天津·高考真题)下列离子在溶液中能大量共存的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.与发生互促双水解,且会氧化,不能共存,A错误;B.与不能共存,会生成二氧化硫和水,B错误;C.与反应生成,与生成沉淀,不能共存,C错误;D.4种离子均互不发生反应,D正确;故答案选D。
【举一反三1】(2024·天津·高考真题)下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.与会结合生成NH3·H2O(弱电解质),不能大量共存,A错误;B.与在酸性条件下发生歧化反应,生成S和SO2,不能大量共存,B错误;C.之间不生成沉淀、气体或弱电解质,且无氧化还原反应,可以大量共存,C正确;D.在溶液中,与、均会发生反应,不能大量共存,D错误;故选C。
【举一反三2】(2026·重庆·高考真题)向下列盐溶液中分别加入试剂,不影响盐的离子大量共存的是
A.溴水滴入NaCl溶液 B.乙醇滴入酸性溶液
C.通入溶液 D.通入溶液
【答案】A
【解析】A.溴水与溶液不发生氧化还原或复分解反应,溶液中、与溴水中的所有离子均不反应,不影响盐的离子大量共存,A符合题意;B.酸性具有强氧化性,会将乙醇氧化,被还原为,离子发生反应,影响共存,B不符合题意;C.通入溶液,会发生强酸制弱酸的反应生成或,以及弱电解质,、均参与反应,影响共存,C不符合题意;D.通入溶液,与结合生成弱电解质,浓度大幅降低,影响共存,D不符合题意;故选A。
【举一反三3】(2025·安徽·高考真题)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
B
硫酸与制
C
浓盐酸与制
D
双氧水与溶液制
【答案】C
【解析】A.稀硝酸与铜反应生成和NO,NO难溶于水,无法大量存在,A不符合题意;B.70%硫酸与Na2SO3反应生成SO2,溶液中应含,但在强酸性条件下会转化为SO2和H2O,无法大量存在,B不符合题意;C.浓盐酸与KMnO4反应生成Cl2,产物为、、和,这些离子在酸性环境中稳定共存,无后续反应干扰,C符合题意;D.FeCl3催化H2O2分解生成O2,溶液中应含Fe3+而非Fe2+,D不符合题意;故选C。
规避离子共存的题设“陷阱”
条件类型
常见表述
误点点拨
题设要求
a.“一定大量共存”
b.“可能大量共存”
c.“不能大量共存”
审清关键词
常见的
限制条件
“无色溶液”
不含Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn等有色离子
“滴加甲基橙溶液显红色”“pH=1”
溶液显酸性
“因发生氧化还原反应而不能大量共存”
只能是氧化性离子和还原性离子不能大量共存,并不是其他离子反应,同时要注意溶液酸碱性的影响
常见的隐
含条件
“与Al反应放出H2”
溶液可能显强酸性或强碱性
“由水电离出的c(H+)=1×10-12mol·L-1”的溶液
溶液可能显强酸性或强碱性
含有大量Fe3+的溶液
酸性溶液并具有强氧化性
含有大量N的溶液
隐含H+与还原性离子不能同时大量共存
相互促
进水解
Al3+与C、HC、[Al(OH)4]-、HS-、S2-
相互促进水解,生成沉淀或气体等,不能大量共存
Fe3+与C、HC、[Al(OH)4]-、ClO-
考点02 离子方程式正误判断
【典例】2026·四川·高考真题)下列实验中所涉及反应的离子方程式正确的是
A.碘化银浊液中滴入硫化钠溶液:
B.碳酸氢钠溶液中滴入稀硫酸:
C.铜粉中滴入稀硝酸:
D.银氨溶液中滴入稀盐酸:
【答案】A
【解析】A.AgI溶解度大于Ag₂S,碘化银浊液中滴入硫化钠溶液生成硫化银沉淀,离子方程式为:,A正确;B.是弱酸的酸式酸根,不能拆分为和,正确离子方程式为,B错误;C.铜与稀硝酸反应还原产物为NO而非,正确离子方程式为,C错误;D.银氨溶液中滴加盐酸时,解离出的会与结合生成沉淀,且银氨溶液中含有氢氧根离子,能与氢离子结合生成水,正确的离子方程式为[Ag(NH3)2]+ +OH-+ 3H+ + Cl- = H2O+AgCl↓ + 2,D错误;故选A。
【举一反三1】(2026·贵州·高考真题)下列离子方程式书写正确的是
A.钢铁发生吸氧腐蚀的负极反应式:
B.向苯酚钠溶液中通入少量:2 2
C.用稀硝酸溶解铜蓝(CuS):
D.向溶液中滴加过量溶液:
【答案】D
【解析】A.钢铁发生吸氧腐蚀时,负极Fe失电子生成,负极反应式为,A错误;B.酸性: 苯酚,根据“强酸制弱酸”的规律,无论通入的量有多少,苯酚钠和CO2反应产物均为苯酚和,不会生成,离子方程式为:,B错误;C.稀硝酸具有强氧化性,会氧化 中的,发生氧化还原反应,不会发生复分解反应生成,C错误;D.与过量反应时,、完全反应,与生成沉淀,离子方程式为: ,D正确;故选D。
【举一反三2】(2026·湖南·高考真题)化学知识在生产、生活中应用广泛。下列反应方程式错误的是
A.氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃:
B.侯氏制碱法的主要反应:
C.酸性高锰酸钾溶液测定空气中的含量:
D.醋酸除去水垢中的:
【答案】D
【解析】A.玻璃主要成分为,与反应生成气体和,方程式书写正确,A不符合题意;B.侯氏制碱法中,向饱和食盐水中先通再通,生成溶解度较小的沉淀,同时得到,方程式书写正确,B不符合题意;C.酸性条件下将氧化为,自身被还原为,该离子方程式满足电子守恒、电荷守恒、原子守恒,离子方程式书写正确,C不符合题意;D.醋酸为弱电解质,书写离子方程式时不能拆分为,需保留化学式,该离子方程式书写错误,正确的离子方程式为CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO−+H2O+CO2↑,D符合题意;故选D。
【举一反三3】(2026·河南·高考真题)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.向硫酸铜溶液中滴加氢硫酸:
B.氢氧化镁溶于稀盐酸:
C.浓硝酸溶解金属银:
D.向亚硫酸氢钠溶液中加入少量过氧化钠:
【答案】B
【解析】A.氢硫酸()是弱酸,在离子方程式中不能拆写为,需保留化学式,正确离子方程式为,A错误;B.是难溶弱碱,与稀盐酸反应生成可溶性氯化镁和水,离子方程式为:,B正确;C.浓硝酸溶解金属银生成二氧化氮、硝酸银和水,正确离子方程式为,C错误;D.向亚硫酸氢钠溶液中加入少量过氧化钠,反应生成的会与过量的反应生成和,正确的离子方程式为:,D错误;故选B。
1.离子方程式正误判断的三个关键
化学式拆写 “四原则”
易溶强电解质拆,弱电解质、难溶物不拆
微溶物清拆浊不拆
单质、氧化物不拆
浓硫酸不拆,浓盐酸、浓硝酸拆
反应产物 “三分析”
分析量不同时的产物
分析是否漏掉同步反应
分析变价元素的产物
方程式遵循 “三守恒”
原子守恒
电荷守恒
得失电子守恒
2.熟记高中常见不符合常规的化学反应
(1)极其活泼的金属(K、Ca、Na)与盐溶液混合,优先与水反应;F2与盐溶液混合,也优先与水反应。
(2)强氧化性酸(硝酸、浓硫酸)与少量活泼金属单质反应,不能生成H2。
(3)H2S通入CuSO4溶液不发生氧化还原反应,而是生成黑色沉淀CuS。该反应违背强酸制弱酸,但遵循溶解度大的物质制溶解度小的物质原理。
(4)CO2通入CaCl2(或BaCl2)溶液、SO2通入CaCl2(或BaCl2)溶液、H2S通入FeSO4溶液均不会反应。(此类反应若有Ka、Ksp信息,也可能发生反应,没有信息默认不能反应。)
(5)SO2通入Ba(NO3)2溶液,先发生氧化还原反应,后发生沉淀反应,最终的沉淀为BaSO4。
考点03 离子检验与推断
【典例】(2026·山东·高考真题)某溶液含有Ag+、Ba2+、Cu2+、Fe3+中的一种或几种,下列说法错误的是
A.取少量该溶液并滴加NaCl溶液,若出现白色沉淀,则溶液中含有Ag+
B.取少量该溶液并滴加H2SO4溶液,若出现白色沉淀,则溶液中含有Ba2+
C.取少量该溶液并滴加KSCN溶液,若溶液显红色,则溶液中含有Fe3+
D.若四种阳离子均存在,可依次使用NaCl溶液、Na2SO4溶液、浓氨水进行分离
【答案】B
【解析】A.与生成不溶于酸的白色沉淀,滴加产生白色沉淀,证明含,A正确;B.滴加出现白色沉淀,除了与生成白色沉淀外,与生成的微溶,浓度较高时也会形成白色沉淀,因此无法确定一定含,B错误;C.遇KSCN溶液生成血红色配合物,溶液变红可检验,C正确;D.若四种阳离子均存在,加NaCl溶液,生成沉淀除去;加溶液,生成沉淀除去;加浓氨水:先沉淀后溶解生成,生成沉淀,从而达到分离的目的,D正确;故选B。
【举一反三1】(2025·江西·高考真题)X、Y分别是由2种和3种前四周期元素组成的化合物,溶于水后混合,溶液转变成紫色,得到溶液Z,用试纸检测显红色。取3支试管分别装入少量溶液Z,进行实验,记录为:
序号
加入试剂
现象
1
溶液
产生大量气泡、溶液紫色褪去
2
溶液
产生白色沉淀
3
溴水
产生白色沉淀
关于溶液Z,下列说法正确的是
A.含 B.含 C.可能含 D.不含
【答案】A
【解析】X、Y分别是由2种和3种前四周期元素组成的化合物,溶于水后混合,溶液转变成紫色,结合第3个实验的现象可知,物质Y(含有三种元素)是苯酚,和苯酚混合后,会形成紫色的苯酚铁配合物()和;通过实验1的现象可知,双氧水分解产生氧气,可以使苯酚显紫色,通过实验2的现象可知含有氯离子,所以X是。所以溶液Z含有的物质是、和。A.通过实验1的现象可知,双氧水分解产生氧气,溶液Z含有(作双氧水分解的催化剂),由于双氧水具有强氧化性,可将苯酚氧化,所以溶液的紫色褪去,A正确;B.通过分析可知,溶液Z中,不含有高锰酸根离子,B错误;C.通过分析可知,溶液Z中一定含有,C错误;D.加入硝酸银溶液产生白色沉淀,一定含有氯离子,D错误;故选A。
【举一反三2】(2025·湖南·高考真题)只用一种试剂,将四种物质的溶液区分开,这种试剂是
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
【答案】D
【解析】A.NaOH溶液与AlCl3反应生成白色沉淀,过量时溶解;与(NH4)2CO3加热会释放NH3气体,但常温下可能无法明显区分;Na2SO4和KNO3均无现象,无法区分,A错误;B.AgNO3溶液与Na2SO4生成微溶Ag2SO4,与(NH4)2CO3生成Ag2CO3沉淀,与AlCl3生成AgCl沉淀,KNO3无反应。但三种沉淀均为白色,无法明确区分,B错误;C.H2SO4溶液仅与(NH4)2CO3反应产生CO2气体,其余三者无现象,无法区分Na2SO4、AlCl3、KNO3,C错误;D.Ba(OH)2溶液与Na2SO4生成BaSO4白色沉淀(不溶解);与(NH4)2CO3生成BaCO3沉淀并释放NH3气体;与AlCl3先生成Al(OH)3沉淀,过量时溶解;KNO3无现象,四种现象均不同,可区分,D正确;故选D。
【举一反三3】(2024·江西·高考真题)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,实验记录为:
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】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;
Ⅰ.加入蒸馏水,微热生成无色有刺激性气味的气体,是微热条件下铵根离子和弱酸根离子发生的双水解反应生成了氨气或气体,说明一定含NH4NO3,反应生成白色沉淀,白色沉淀可能为氧化铝,也可能为AgNO3和Na2SO3、Na2CO3、KCl反应生成的Ag2SO3或Ag2CO3或AgCl沉淀,或BaCl2和Na2SO3、Na2CO3反应生成的BaSO3、BaCO3沉淀,
Ⅱ.加入稀盐酸反应后的不溶物为白色沉淀,同时生成的气体为无色无味气体,为二氧化碳气体,说明一定含Na2CO3,一定不含Na2SO3,白色沉淀一定为AgNO3与Cl-生成的AgCl,说明一定含有AgNO3,一定不含有Na2SO3,AgCl沉淀中Cl-来源不能确定;
Ⅲ.加入NaOH溶液,无沉淀,有无色刺激性气味的气体生成,说明一定含NH4NO3,反应后无不溶物,说明所有固体均溶解,根据前面推断白色固体含有Na2CO3、AgNO3,则不能有BaCl2,此时AgNO3与生成的氨气以及溶液中的OH-反应生成;若含Al2O3,其与NaOH反应生成可溶的,符合现象;
综上所述,一定含有NH4NO3、Na2CO3、AgNO3,一定不含有Na2SO3、BaCl2,无法确定是否含有KCl、Al2O3;A.分析可知,可能含Al2O3,故A正确;B.分析可知,一定不含有BaCl2,故B错误;C.加入盐酸生成气体为无色无味,说明不含Na2SO3,故C错误;D.上述过程中的分析可知,KCl的存在不能确定,故D错误;故选A。
离子推断的四项基本原则
考点04 微流程中的离子反应
【典例】(2026·江西·高考真题)高纯碳酸钙在电子工业领域有广泛应用。使用优质大理石(含有少量和杂质)制备高纯碳酸钙的工艺流程如图。体系中有关离子反应方程式书写错误的是
A.浸出过程:
B.浸出过程:
C.净化过程:
D.碳化过程:
【答案】C
【解析】优质大理石原料(主要成分为,含少量、杂质)先经煅烧,碳酸盐受热分解得到金属氧化物、、;煅烧产物加盐酸浸出,金属氧化物与盐酸反应转化为可溶性金属阳离子、、、,得到含多种金属离子的酸性溶液;浸出液加入石灰浆(悬浊液)进行净化,调节pH使铁、镁杂质转化为氢氧化物滤渣除去;净化后溶液通入、碳化,转化为碳酸钙沉淀,最后经过滤、干燥得到高纯;A.煅烧时,浸出时和盐酸反应,是金属氧化物不能拆,离子方程式为,A正确;B.可等价表示为,与盐酸发生复分解反应,生成、和水,反应无化合价变化,离子方程式为,B正确;C.净化过程加入的是石灰浆,为悬浊液,在书写离子方程式时不能拆分为和,须保留化学式,正确离子方程式应为,C错误;D.碳化时溶液中含,通入创造碱性环境,再通入生成,与结合析出沉淀,离子方程式为,D正确;故选C。
【举一反三1】(2025·广西·高考真题)不同含硫物质间可相互转化。下列离子方程式书写正确的是
A.反应①:
B.反应②:
C.反应③:
D.反应④:
【答案】C
【解析】A.反应①中CH3COOH为弱酸,离子方程式中应保留化学式,正确离子方程式为S2−+CH3COOH=HS−+CH3COO−,A错误;B.反应②中Al3+与HS−发生双水解反应,生成Al(OH)3沉淀和H2S气体,正确离子方程式为Al3++3HS−+3H2O=Al(OH)3↓+3H2S↑,B错误;C.反应③中在酸性条件下发生歧化反应生成S、SO2和H2O,离子方程式符合守恒原则,C正确;D.反应④中SO2与酸性KMnO4发生氧化还原反应,S元素从+4价升至+6价,Mn元素从+7价降至+2价,得失电子守恒时SO2与系数比应为5:2,正确离子方程式为5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+,D错误;故选C。
【举一反三2】(2026·湖南永州·一模)一种以磷灰矿[主要成分为Ca5(PO4)3F,含少量SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO等]为原料,制备新能源电池材料LiFePO4的工艺流程图如下:
下列说法错误的是
A.气体的主要成分是HF
B.“沉铁铝”时,需要严格控制NaOH溶液的用量
C.“沉镁”时,反应的离子方程式:
D.“热还原”时,
【答案】C
【解析】酸浸:溶解矿石,分离不溶物(等)。除杂:依次通过调pH除铁铝、沉淀法除镁。沉磷:加入铁盐沉淀磷酸铁,实现磷与钙等离子的分离。合成:利用锂源(LiOH)和还原剂(葡萄糖)将磷酸铁还原合成。A.磷灰矿中与硫酸反应生成,少量与反应生成,气体主要成分为,A正确;B.为两性氢氧化物,过量会溶解,用量不足则铁铝沉淀不完全,需严格控制用量,B正确;C.“沉镁”时加入的是和氨水,为弱电解质,离子方程式中不能拆写为,正确离子方程式为,C错误;D.热还原时,被还原为(每个得),葡萄糖中从价被氧化为中价(葡萄糖共失),根据电子守恒,生成对应生成,,D正确;故选C。
【举一反三3】以黄铜矿(主要成分为)为原料制取CuCl的流程如下:
下列化学或离子方程式书写错误的是
A.“浸取1”时发生反应的离子方程式为
B.“浸取2”时发生反应的离子方程式为
C.以铜为电极电解溶液的离子方程式为
D.氯化亚铜在空气中被氧化为碱式氯化铜的化学方程式为
【答案】C
【解析】A.该离子方程式电子守恒、电荷守恒、原子守恒,符合“浸取1”的反应物和产物规律,A正确;B.“浸取2”中CuCl与浓盐酸提供的Cl-发生配位反应生成[CuCl3]2-,离子方程式书写正确,B正确;C.铜为活性电极,电解时阳极Cu优先失电子生成Cu2+,不会产生Cl2,该离子方程式错误,C错误;D.该反应中电子守恒、原子守恒,符合氯化亚铜在空气中被氧化的反应规律,D正确;故选C。
化工微流程中的“四线”分析
1.试剂线:分清各步加入试剂的作用,一般是为了除去杂质或进行目标元素及其化合物间的转化等。
2.操作线:分离杂质和产品需要进行的分离、提纯操作等。
3.杂质线:分清各步去除杂质的种类,杂质的去除顺序、方法及条件等。
4.产品线:工艺流程主线,关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行分离、提纯的操作方法,实质是目标元素及其化合物的转化。
【解题注意】
1.选择试剂:要根据物质转化、分离需要和目标产物的组成选择试剂,其中物质转化包括类别变化和元素的价态变化,此外还要考虑原子的经济性和物质的循环利用。
2.分离除杂:依据混合物的特点,选择合适的分离方法,包括过滤、分液、蒸馏、渗析、精炼、结晶、萃取与反萃取、干燥等,熟记分离需要仪器和规范操作步骤。
3.问题处理:用好物质的性质、氧化还原反应规律、平衡规律及相关计算等。
考点05 平衡中的离子反应
【典例】(2025·广东·高考真题)CuCl微溶于水,但在浓度较高的溶液中因形成和而溶解。将适量CuCl完全溶于盐酸,得到含和的溶液,下列叙述正确的是
A.加水稀释,浓度一定下降
B.向溶液中加入少量NaCl固体,浓度一定上升
C.的电离方程式为:
D.体系中,
【答案】A
【解析】A.加水稀释,溶液体积变大,浓度一定下降,A正确;B.加入NaCl会增加Cl⁻浓度,可能促使转化为,浓度不一定上升,B错误;C.H[CuCl2]应电离为H+和,而非分解为Cu+和Cl-,电离方程式错误,C错误;D.电荷守恒未考虑的电荷数,电荷守恒应为,D错误;故选A。
【举一反三1】(2026·广西·高考真题)探究含铬化合物的转化,实验如下。已知:是两性氢氧化物,溶于碱后溶液呈亮绿色。下列说法正确的是
A.①中铬主要以形式存在
B.②中溶液呈绿色,说明被还原
C.②到③有生成
D.氧化性强于
【答案】D
【解析】A.溶液中存在如下平衡:,向溶液中加入足量硫酸溶液,溶液中的氢离子浓度增大,平衡向正反应方向移动,所以铬元素主要以的形式存在,A错误;B.②中溶液呈绿色,说明溶液中发生的反应为酸性条件下溶液中的与过氧化氢溶液反应生成铬离子、氧气和水,反应中氧元素的化合价升高被氧化,B错误;C.③中溶液呈亮绿色,说明溶液中发生的反应为溶液中的铬离子先与氢氧化钾溶液反应生成氢氧化铬沉淀,反应生成的氢氧化铬与过量的氢氧化钾溶液反应生成亮绿色的,所以②到③有氢氧化铬生成,C错误;D.向③中加入过氧化氢溶液后溶液变为黄色,说明溶液中发生的反应为碱性条件下溶液中的与溶液反应生成和水,反应中铬元素化合价升高被氧化,铬酸钾是反应的氧化产物,氧元素化合价降低被还原,过氧化氢是氧化剂,由氧化还原反应规律可知,氧化剂的氧化性强于氧化产物,所以过氧化氢的氧化性强于铬酸钾,D正确;故选D。
【举一反三2】(2025·重庆·高考真题)是两性氢氧化物,其沉淀分离的关键是控制溶液pH。25 ℃时,某溶液中与的总和为c。- lg c随pH的变化关系如图所示(忽略体积变化)。
已知:
下列叙述正确的是
A.由M点可以计算 B.恰好沉淀完全时pH为6.7
C.P点沉淀质量小于Q点沉淀质量 D.随pH增大先减小后增大
【答案】A
【解析】与的总和为c,随着pH增大,发生反应:,含铬微粒总浓度下降,随着pH继续增大,发生反应 :含铬微粒总浓度上升,据此解答。A.M点时,,,,几乎可以忽略不计,含Cr微粒主要为,,A正确;B.恰好完全沉淀时,,由数据计算可知,,恰好完全沉淀pH最小值5.6,B错误;C.P和Q点溶液中含Cr微粒总和相等,生成的质量相等,则P点沉淀质量等于Q点沉淀质量,C错误;D.随着pH的增大,减小,而增大,比值减小,D错误;故选A。
【举一反三3】常温下,几种弱酸的电离常数如表所示。
弱酸
HClO
HCN
下列离子方程式正确的是
A.向“84”消毒液中通入少量:
B.向漂白粉溶液中通入少量:
C.向KCN溶液中通入少量:
D.向溶液中通入少量:
【答案】D
【解析】首先根据电离常数可排出酸性强弱顺序:,结合强酸制弱酸、氧化还原反应规律分析选项。A.根据电离常数可知酸性强弱顺序为,由强酸制弱酸规律,向“84”消毒液中通入少量应生成而非,正确离子方程式为,A错误;B.具有强氧化性,具有还原性,二者发生氧化还原反应生成,不能发生复分解反应生成,B错误;C.酸性,向KCN溶液中通入少量时,不足只能生成,正确离子方程式为,C错误;D.根据电离常数可知酸性强弱顺序为,由强酸制弱酸规律,向溶液中通入少量反应生成和,离子方程式书写正确,D正确;故选D。
1. 离子共存中的平衡问题
常见不能大量共存的原因:
· 生成沉淀:Ag+与Cl-、Ba2+与SO42-等。
· 生成弱电解质:H+与CH3COO-、NH4+与OH-等。
· 双水解完全:Al3+与HCO3-、CO32-、AlO2-、S2-;Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-等。
· 氧化还原:NO3-/H+与Fe2+、I-;ClO-与S2-、Fe2+等。
· 络合:Fe3+与SCN-等。
· 隐含条件:无色排除有色离子;pH条件;水电离出的c(H+)判断酸碱性。
策略:先看条件,再看反应,最后看量。
2. 离子方程式正误判断
关键点:
· 拆分:强酸、强碱、可溶性盐拆;弱电解质、沉淀、气体、氧化物不拆。
· 量比:少量、过量、滴加顺序不同,产物不同。
· 产物:酸性强弱决定产物。例如CO2通入NaClO溶液,因酸性H2CO3 > HClO > HCO3-,产物为HCO3-,不是CO32-。
· 守恒:电荷、质量、电子守恒。
策略:定少为1,按少量物质配平,再检查过量离子是否剩余。
3. 粒子浓度大小比较
工具:
· 电荷守恒:c(阳离子所带正电荷总和)=c(阴离子所带负电荷总和)。
· 物料守恒:某元素总量守恒。
· 质子守恒:得质子产物=失质子产物。
· 主次:电离大于水解,还是水解大于电离。
典型模型:
· CH3COONa:c(Na+) > c(CH3COO-) > c(OH-) > c(H+)。
· 混合缓冲溶液:半中和点附近,c(酸)=c(盐),pH≈pKa。
策略:先定酸碱性,再定主次,最后用守恒验证。
4. 沉淀溶解平衡
核心:
· Q > Ksp,生成沉淀;Q = Ksp,平衡;Q < Ksp,沉淀溶解。
· 同离子效应抑制溶解;盐效应一般促进溶解。
· 沉淀转化:AgCl + I- ⇌ AgI + Cl-,K = Ksp(AgCl)/Ksp(AgI)。
· 分步沉淀:同类型沉淀,Ksp越小,越先沉淀,但需考虑离子浓度。
策略:列Ksp表达式,比较Q与Ksp,注意同类型、同浓度、体积变化。
5. 滴定曲线与分布系数图像
特殊点:
· 起点:求弱酸Ka或弱碱Kb。
· 半中和点:c(酸)=c(盐),pH=pKa。
· 中和点:生成盐,看水解酸碱性。
· 中性点:c(H+)=c(OH-),由电荷守恒得c(Na+)=c(A-)。
· 过量点:酸或碱抑制水电离。
策略:看轴、看点、看线、看交点;中性点≠中和点。
6. 平衡常数与离子反应
关系:
· Ka·Kb = Kw(共轭酸碱对)。
· Kh = Kw/Ka 或 Kw/Kb。
· 方程式相加减,K相乘除。
· K越大,反应越完全。
策略:先写方程式,再写K表达式,最后比较或计算。
考点06 陌生离子方程式的书写
【典例】(2026·全国卷·高考真题)钼(Mo)是重要的战略金属。一种由辉钼矿(,含有少量Cu、Zn、Fe的硫化物和)生产高纯度的工艺流程如下图所示。
回答下列问题。
(4)不溶于水和稀酸,但可溶于碱。“氨浸”过程中转化为可溶的,该反应的离子方程式为_________。
【答案】(4)
【解析】辉钼矿在空气中焙烧时,金属硫化物转化为金属氧化物和二氧化硫;向焙烧渣中加入盐酸酸洗,将氧化铜、氧化锌、氧化铁转化为氯化物,三氧化钼、二氧化硅不反应,过滤得到酸洗液和滤渣;向滤渣中加入氨水,将溶液中的三氧化钼转化为钼酸铵,少量的铜离子、锌离子转化为四氨合铜离子、四氨合锌离子,二氧化硅不反应,过滤得到含有二氧化硅的滤渣1和滤液;向滤液中加入硫化铵除杂,将溶液中四氨合铜离子、四氨合锌离子转化为硫化铜、硫化锌沉淀,过滤得到含有硫化铜、硫化锌的滤渣2和滤液;滤液经蒸发结晶、过滤得到(NH4)6Mo7O24·4H2O;(NH4)6Mo7O24·4H2O煅烧得到三氧化钼。
(4)由分析可知,氨浸时加入氨水的目的是将溶液中的三氧化钼转化为钼酸铵,反应的离子方程式为:;
【举一反三1】(2022·山东·高考真题)工业上以氟磷灰石[,含等杂质]为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)酸解时有产生。氢氟酸与反应生成二元强酸,离子方程式为 。
【答案】(1)6HF+SiO2=2H+++2H2O
【解析】氟磷灰石用硫酸溶解后过滤,得到粗磷酸和滤渣,滤渣经洗涤后结晶转化为石膏;粗磷酸以精制I脱氟、除硫酸根离子和,过滤,滤液经精制II等一系列操作得到磷酸。
(1)氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6,该反应的离子方程式为6HF+SiO2=2H+++2H2O。
【举一反三2】(2021·河北·高考真题)绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺,该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料,不产生废弃物,实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图:
回答下列问题:
(4)工序③中发生反应的离子方程式为 。
(5)物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH,此时发生的主要反应的化学方程式为 ,可代替NaOH的化学试剂还有 (填化学式)。
【答案】
(4) 2Na++2+2CO2+H2O=+2NaHCO3↓
(5)4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O Na2CO3
【解析】由题给流程可知,铬铁矿、氢氧化钠和空气在高温下连续氧化发生的反应为,在熔融氢氧化钠作用下,Fe(CrO2)2被氧气高温氧化生成铬酸钠和氧化铁,氧化铝与熔融氢氧化钠反应转化为偏铝酸钠,氧化镁不反应;将氧化后的固体加水溶解,过滤得到含有氧化镁、氧化铁的滤渣1和含有过量氢氧化钠、铬酸钠、偏铝酸钠的滤液;将滤液在介稳态条件下分离得到铬酸钠溶液、氢氧化钠溶液和偏铝酸钠溶液;向铬酸钠溶液中通入过量的二氧化碳得到重铬酸钠和碳酸氢钠沉淀;向偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳气体得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠;向滤渣1中通入二氧化碳和水蒸气,氧化镁与二氧化碳和水蒸气反应转化为碳酸氢镁溶液;碳酸氢镁溶液受热分解得到碳酸镁固体和二氧化碳、水蒸气,二氧化碳、水蒸气可以在工序②循环使用;碳酸镁高温煅烧得到氧化镁。
(4)工序③中发生的反应为铬酸钠溶液与过量的二氧化碳反应生成重铬酸钠和碳酸氢钠沉淀,反应的离子方程式为2Na++2+2CO2+H2O= +2NaHCO3↓,故答案为:2Na++2+2CO2+H2O= +2NaHCO3↓;
(5)碳酸氢钠代替高温连续氧化工序中的氢氧化钠发生的主要反应为高温下,,Fe(CrO2)2与氧气和碳酸氢钠反应生成铬酸钠、氧化铁、二氧化碳和水,反应的化学方程式为4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O;若将碳酸氢钠换为碳酸钠也能发生类似的反应,故答案为:4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O;
【举一反三3】(2020·山东·高考真题)用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下:
已知:MnO2是一种两性氧化物;25℃时相关物质的Ksp见下表。
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mn(OH)2
Ksp
回答下列问题
(1)软锰矿预先粉碎的目的是 ,MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为 。
(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为 。
【答案】 (1)增大接触面积,充分反应,提高反应速率:
(2)
【解析】软锰矿粉(主要成分为MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)加入硫化钡溶液进行反应,主要发生MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S,过滤得到Ba(OH)2溶液,经蒸发结晶、过滤、干燥得到氢氧化钡;滤渣用硫酸溶解,得到的滤液中主要金属阳离子有Mn2+、Fe2+、Fe3+、Al3+,得到的滤渣为不溶于稀硫酸的硫磺;之后向滤液中加入合适的氧化剂将Fe2+转化为Fe3+,然后加入氨水调节pH,使Fe3+、Al3+转化为沉淀除去,压滤得到的废渣为Fe(OH)3和Al(OH)3,此时滤液中的金属阳离子只有Mn2+,向滤液中加入碳酸氢铵、氨水,Mn2+和碳酸氢根电离出的碳酸根结合生成碳酸锰沉淀,过滤、洗涤、干燥得到高纯碳酸锰。
(1)软锰矿预先粉碎可以增大反应物的接触面积,使反应更充分,提高反应速率;MnO2与BaS反应转化为MnO,Mn元素的化合价由+4价降低为+2价,根据元素价态规律可知-2价的S元素应被氧化得到S单质,则MnO2与BaS的系数比应为1:1,根据后续流程可知产物还有Ba(OH)2,结合元素守恒可得化学方程式为:MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S;
(5)碳化过程Mn2+和碳酸氢根电离出的碳酸根结合生成碳酸锰沉淀,促进碳酸氢根的电离,产生的氢离子和一水合氨反应生成铵根和水,所以离子方程式为Mn2++HCO+NH3·H2O=MnCO3↓+NH+H2O。
· 解题核心: “信息提取-原理迁移-规范表达” 三步构建法。
· 方法与技巧:
· 高效提取并转化题干信息:
· 显性信息: 直接给出的反应物、产物、反应条件、介质环境(酸性/碱性/中性)、电子转移数等。务必圈画关键词,避免遗漏。
· 隐性信息: 通过物质类别、化合价、结构简式、实验现象等推断。如给出“高铁酸钾( K2FeO4 )”,可知Fe为+6价,具强氧化性,还原产物通常为 Fe3+ ;给出“连二亚硫酸钠( Na2S2O4 )”,S平均+3价,易被氧化为 SO32− 或 SO42− 。
· 类比迁移: 将陌生物质与熟悉物质类比。如 ClO2 消毒机理类似 Cl2 ,还原产物为 Cl− ; MnO42− (锰酸根)在酸性条件下歧化为 MnO4− 和 MnO2 ,类似 H2O2 的歧化。
· 严格遵循离子方程式书写四步法:
· 写化学方程式骨架: 先写出完整的分子方程式,确保原子种类与数目初步守恒。
· 拆分为离子形式: 仅将强酸、强碱、可溶性盐拆开;单质、氧化物、气体、沉淀、弱电解质、非电解质、浓硫酸保留化学式。特别注意: 题干指定“离子方程式”时,即使反应物是固体,若在溶液中进行且有离子参与,也应写成离子形式(如 CaCO3 与盐酸反应, CaCO3 不拆,但 H+ 、 Cl− 要拆)。
· 配平三重守恒:
· 原子守恒:左右各元素原子数相等。
· 电荷守恒:左右净电荷数相等(氧化还原反应优先用电子守恒配平,再补 H+/OH−/H2O 调电荷与原子)。
· 电子守恒:氧化剂得电子总数 = 还原剂失电子总数。
· 检查与简化: 确认状态符号(↑↓)、反应条件(△、催化剂等)标注正确;系数约至最简整数比。
· 特殊情境下的书写要点:
· 介质参与: 酸性介质补 H+ 和 H2O ;碱性介质补 OH− 和 H2O ;中性介质可能同时出现 H2O 、 H+ 或 OH− ,需根据产物酸碱性判断。
· 过量/少量问题: 以不足量物质为基准设定系数为1,过量物质按需配比。如 NaHSO3 与少量 NaOH 反应: HSO3−+OH−→SO32−+H2O ;与过量 NaOH 反应相同(因 HSO3− 只有一个酸性H)。
· 多步反应合并: 若连续发生多个离子反应且中间产物不稳定,可合并为一个总离子方程式。如 CO2 通入漂白粉溶液: Ca2++2ClO−+CO2+H2O→CaCO3↓+2HClO 。
【基础固本】
1.(2025·四川泸州·一模)下列电离方程式书写正确的是
A. B.H2CO3=2H++
C. D.
【答案】C
【解析】A.硝酸钾熔融时电离无需通电条件,电离方程式不应标注“通电”,A错误;B.碳酸为弱酸,应分步电离且使用可逆符号,B错误;C.一水合氨是弱电解质,电离用可逆符号且产物正确,C正确;D.次氯酸钠电离生成Na+和ClO⁻,ClO-不会分解为Cl⁻和O2-,D错误;故选C。
2.(25-26高三上·天津·阶段检测)时,下列各组离子中可以在水溶液中大量共存的是
A.、、、 B.
C.、、、 D.
【答案】C
【解析】A.与反应生成,不能大量共存,A不符合题意;B.酸性条件下硝酸根具有强氧化性,、、发生氧化还原反应,生成和,不能大量共存,B不符合题意;C.、、、在碱性条件下稳定,彼此不反应,可以大量共存,C符合题意;D.与发生双水解反应生成沉淀和气体,不能大量共存,D不符合题意;故选C。
3.(2025·山东枣庄·模拟预测)下列各组离子在溶液中能大量共存的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.、、、四种离子之间互不发生反应,能在溶液中大量共存,A正确;B.会和反应生成沉淀,会和反应生成和,不能大量共存,B错误;C.和会反应生成沉淀,不能大量共存,C错误;D.和会反应生成气体和,不能大量共存,D错误;故选A。
4.(2025·山东枣庄·模拟预测)下列反应的离子方程式正确的是
A.氢氧化镁溶于盐酸:
B.铜片插入硝酸银溶液:
C.硫酸钠溶液与氯化铜溶液混合:
D.钠放入水中:
【答案】B
【解析】A.氢氧化镁难溶于水,不能拆分为Mg2+和OH-,故氢氧化镁溶于盐酸的离子方程式为:,A错误;B.铜和硝酸银发生置换反应,离子方程式,B正确;C.硫酸铜可溶于水,硫酸钠和氯化铜混合无沉淀、气体、弱电解质生成,故硫酸钠溶液与氯化铜溶液混合不发生反应,C错误;D.钠放入水中,发生反应生成NaOH和H2,根据原子守恒和电荷守恒,其离子方程式为,D错误;故选B。
5.(2024·江苏扬州·模拟预测)下列离子方程式中,书写正确的是
A.钠与水反应:
B.铁和稀硫酸溶液反应:
C.氯化钠与硝酸银溶液:
D.盐酸和氢氧化钠溶液反应:
【答案】D
【解析】A.钠与水反应的离子方程式未配平,正确应为,A错误;B.铁和稀硫酸反应生成亚铁离子而非铁离子,正确应为,B错误;C.是可溶性强电解质,离子方程式中需拆分为离子形式,正确应为,C错误;D.盐酸是强酸、氢氧化钠是强碱,二者反应生成可溶性盐和水,离子方程式为,D正确;故答案选D。
【能力进阶】
6.(2026·安徽淮北·一模)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
稀硝酸与铁丝制NO
B
与NaOH制漂白液
C
与酸性验证的还原性
D
向溶液中加入过量氨水
【答案】B
【解析】A.稀硝酸与铁丝反应生成NO,但NO为气体,难溶于水,不易大量存在于溶液中;且酸性条件下亚铁离子和硝酸根离子发生氧化还原反应,不能大量存在,A不符合题意;B.与NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,在碱性条件下稳定共存,无相互反应,B符合题意;C.与酸性KMnO4发生氧化还原反应生成硫酸根离子和锰离子,体现二氧化硫的还原性;酸性溶液中Cl-可能被氧化,不能大量共存,C不符合题意;D.向溶液中加入过量氨水,反应生成氢氧化铝沉淀,不会生成[Al(OH)4]-,D不符合题意;故选B。
7.(2025·重庆江津·模拟预测)下列离子方程中错误的是
A.放入溶液:
B.抗酸药中治疗胃酸过多:
C.氯碱工业:
D.溶液中加入过量澄清石灰水:
【答案】B
【解析】A.FeCl3溶液与铜反应是Fe3+氧化Cu生成Cu2+,离子方程式:,A正确;B.氢氧化铝与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水,离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,B错误;C.电解饱和NaCl溶液:,C正确;D.向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水,碳酸氢根离子完全反应生成水、碳酸钙沉淀:,D正确;故选B。
8.(2026·四川乐山·二模)下列指定反应的离子方程式正确的是
A.乙酰胺在氢氧化钠溶液中水解:
B.通入足量氨水中:
C.向溶液中通入少量:
D.用与浓盐酸共热制备:
【答案】A
【解析】A.乙酰胺在碱性加热条件下水解生成乙酸盐和氨气,离子方程式书写符合反应事实,A正确;B.氨水为弱电解质,书写离子方程式时不能拆分为,正确离子方程式为,B错误;C.少量通入溶液时,过量的会与生成的结合为弱电解质,不会大量存在,正确离子方程式为,C错误;D.浓盐酸为强电解质,书写离子方程式时应拆分为和,正确离子方程式为,D错误;故选A。
9.(2026·海南海口·模拟预测)下列应用实例与离子方程式匹配的是
选项
应用实例
离子方程式
A
用溶液脱氯
B
用热NaOH溶液洗涤试管内壁上的硫
C
草酸()溶液除水垢()
D
用氨水洗涤试管内壁上的AgCl
【答案】B
【解析】A.Cl2具有强氧化性,可将氧化为而非,且生成的H+与也无法大量共存,正确的离子方程式为,A错误;B.热NaOH溶液与硫发生歧化反应,生成硫化钠、亚硫酸钠和水,离子方程式为,满足电子守恒、电荷守恒和原子守恒,符合反应事实,B正确;C.草酸是弱电解质,离子方程式中不能拆写为H+,且反应生成的草酸钙为难溶物,正确的离子方程式为,C错误;D.AgCl为难溶电解质,离子方程式中不能拆写为Ag+,正确的离子方程式为,D错误;故答案为B。
10.(24-25高二上·北京房山·期末)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.由水电离的c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液中:Na+、、、K+
B.无色溶液中:Fe2+、K+、、
C.c(Al3+)=0.1 mol·L-1的溶液中:Na+、、K+、
D.pH=14的溶液中:K+、、、
【答案】D
【解析】A.由水电离的的溶液水的电离被抑制,可能为酸性也可能为碱性,酸性条件下与反应生成气体,不能大量共存,碱性条件下,离子之间不反应,可以共存,A错误;B.无色溶液不能存在有色离子,为浅绿色、为紫红色,且二者可发生氧化还原反应,不能大量共存,B错误;C.的溶液中,与发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,不能大量共存,C错误;D.的溶液为强碱性溶液,含大量,、、、之间不反应,也不与反应,一定能大量共存,D正确;故选D。
【素养挑战】
11.(2026·天津·三模)下列关于离子共存或离子反应的说法正确的是
A.将通入盐酸中:
B.常温下,的溶液中能大量共存:、、、
C.将少量乙烯通入酸性溶液:
D.在的溶液中大量共存的有:、、、
【答案】B
【解析】A.氧化性极强,通入盐酸中优先与水发生反应,不会置换出,给出的离子方程式错误,A错误;B.,溶液呈碱性,、、、相互之间不反应,且均能在碱性环境下稳定存在,可大量共存,B正确;C.酸性具有强氧化性,少量乙烯通入过量酸性高锰酸钾溶液中,碳碳双键完全断裂,氧化产物为,不会生成,给出的离子方程式错误,C错误;D.的溶液中存在大量,与会发生络合反应生成红色络合物,不能大量共存,D错误;故选B。
12.(2025·河北衡水·模拟预测)已知亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,其溶液中含磷粒子的物质的量分数与pH的关系如图所示。下列说法正确的是
A.H3PO3的电离方程式为H3PO3HPO+2H+
B.曲线1表示H2PO的物质的量分数与pH的关系
C.NaH2PO3的水溶液显碱性
D.H3PO3溶液中存在
【答案】D
【解析】H3PO3是二元弱酸,随着pH的增大,H3PO3物质的量分数逐渐减小、H2PO物质的量分数先增大后减小、HPO物质的量分数逐渐增大,则曲线1、2、3分别表示H3PO3、H2PO、HPO的物质的量分数与pH的关系。A.亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,需分两步电离,电离方程式为H3PO3⇌H2PO+H+、H2PO⇌HPO+H+,A错误;B.由分析知,曲线1表示H3PO3的物质的量分数与pH的关系,B错误;C.NaH2PO3溶液中,H2PO同时存在电离和水解,当c(H2PO)=c(H3PO3)时,c(H+)=10-1.3mol•L-1,可求得,同理,Ka2=,H2PO的水解常数Kh=,Ka2>Kh,则NaH2PO3溶液显酸性,C错误;D.根据电荷守恒,H3PO3溶液存在c(H+)=c(H2PO)+2c(HPO)+c(OH-),D正确;故选D。
13.(2026·广西河池·一模)根据表中提供的数据,下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
化学式
HClO
电离常数
A.向NaClO溶液中通入少量CO2:
B.向溶液中通入少量SO2:
C.向NaClO溶液中通入过量SO2:
D.向苯酚钠溶液中通入少量CO2:2 +CO2+H2O=2 +
【答案】A
【解析】根据电离常数可得酸性强弱顺序:。A.酸性强于,酸性弱于,因此少量与反应只能生成和,方程式书写正确,A正确;B.少量通入溶液时,只能将转化为,不会生成,正确离子方程式应为,B错误;C.具有强氧化性,具有还原性,二者会发生氧化还原反应生成和,正确离子方程式应为,C错误;D.苯酚酸性强于,因此少量通入苯酚钠溶液,只能生成,不会生成,正确离子方程式为 ,D错误;故选A。
14.(2026·云南昆明·一模)离子反应在实验室制备物质和工业生产中有着重要的作用。某无色溶液中可能含有、、、、、中的若干种,依顺序进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如下:
步骤
操作
现象
①
用试纸检验
溶液的大于7
②
向①所得溶液中滴加新制氯水,再加入振荡,静置
层呈橙色
③
向②所得水溶液中加入溶液和稀硝酸
有白色沉淀产生
④
向③的滤液中加入溶液
有白色沉淀产生
下列说法错误的是
A.根据步骤①现象分析可知,一定不存在的离子是
B.步骤②层呈橙色可知,原溶液中含有
C.步骤②中有反应
D.不能确定原溶液是否含有、、
【答案】D
【解析】A.步骤①溶液说明存在水解显碱性的,与会生成沉淀无法共存,故一定不存在,A正确;B.层呈橙色说明生成了,是氯水将原溶液中氧化得到,故原溶液含有,B正确;C.新制氯水中的具有氧化性,可将氧化为,题给离子方程式符合反应规律,C正确;D.实验③中产生的白色沉淀是硫酸钡,但由于氯水把亚硫酸根氧化为硫酸根,所以不能确定原溶液中是否含有硫酸根;实验④中向③的滤液中加入溶液产生的白色沉淀是氯化银,但由于实验②中加入氯水,引入了氯离子,所以也不能确定原溶液中是否含有氯离子;由于溶液呈电中性,已确定存在的阴离子为、,阳离子仅可能存在(已排除),故一定存在;仅、无法确定,并非三种离子都不能确定,D错误;故选D。
15.(2025·江苏泰州·模拟预测)室温下,通过下列实验探究、溶液的性质。已知:、。
实验1:用pH计测得某和混合溶液的pH为7。
实验2:将等体积、等物质的量浓度的和溶液混合,无明显现象。
实验3:向溶液中滴几滴酚酞,加水稀释,溶液红色变浅。
实验4:向溶液中滴加少量溶液,产生白色沉淀。
下列说法不正确的是
A.实验1混合溶液中
B.实验2混合后的溶液中存在:
C.实验3中随水的不断加入,溶液中的值逐渐变大
D.实验4中反应的离子方程式为
【答案】B
【解析】A.实验1混合溶液pH=7,,代入、、,计算得,A正确;B.实验2中等物质的量的和混合,根据物料守恒,总物质的量与含S微粒总物质的量之比为3:2,故,选项中等式比例颠倒,B错误;C.实验3中加水稀释溶液,水解平衡常数仅随温度变化,稀释后溶液碱性减弱,减小,故的值逐渐变大,C正确;D.实验4中不足,以1mol 为标准,2mol 与2mol 反应生成2mol 和2mol ,其中1mol 与生成沉淀,离子方程式为,D正确;故选B。
16.(2026·广西崇左·模拟预测)是提取硫和制造硫酸的主要原料。下列相关反应的化学方程式或离子方程式错误的是
A.反应①:
B.反应②:
C.反应③:
D.反应④:
【答案】C
【解析】A.在氧气中高温煅烧生成和,对应化学方程式,配平、产物均正确,A正确;B.和发生铝热反应置换出,对应化学方程式,符合反应规律,B正确;C.与溶液反应时,将氧化为,自身被还原为,正确离子方程式为,选项所给方程式得失电子、电荷均不守恒,C错误;D.与反应生成蓝色的沉淀,离子方程式书写正确,D正确;故选C。
17.(2025·湖北黄冈·模拟预测)某兴趣小组以二氧化铈废渣为原料制备的流程如图所示。下列说法正确的是
A.“酸浸”时,可用作氧化剂
B.“中和”时,应加入过量的氨水中和“酸浸”时的盐酸
C.“沉淀”时,加入的“X试剂”也可以为稀氨水
D.“沉淀”时,加入足量发生反应的离子方程式为
【答案】C
【解析】废渣中加入稀盐酸和溶液将还原成,加入氨水除去多余的盐酸,然后加入过量的和氨水将转化为,由此解答;A.酸浸时Ce元素从+4价降低为+3价,发生还原反应,作还原剂,A错误;B.中和时加入过量氨水,会将转化为沉淀,降低后续碳酸铈的产率,B错误;C.沉淀时反应会生成,加入稀氨水可中和,促进碳酸铈沉淀生成,且不引入新杂质,C正确;D.反应生成的会与继续反应生成和,正确离子方程式为,D错误;故选C。
18.(2019·全国III卷·高考真题)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
Zn2+
Ni2+
开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9
(1)“滤渣1”含有S和 ;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式 。
(6)写出“沉锰”的离子方程式 。
【答案】 (1) SiO2(不溶性硅酸盐) MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O
(6) Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O
【解析】(1)Si元素以SiO2或不溶性硅盐存在,SiO2与硫酸不反应,所以滤渣I中除了S还有SiO2;在硫酸的溶浸过程中,二氧化锰和硫化锰发生了氧化还原反应,二氧化锰作氧化剂,硫化锰作还原剂,方程式为:MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O;
(6)根据题干信息沉锰的过程是生成了MnCO3沉淀,所以反应离子方程式为:Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O;
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