内容正文:
专题05 离子反应
01 期中考情透视
02 复习目标锚定
03 知识体系构建
04 核心考点精讲
考点一 电解质与电离 / 考点二 离子反应与离子方程式 / 考点三 离子方程式的正误判断 / 考点四 与量有关的离子方程式 / 考点五 离子共存 / 考点六 离子的检验与推断
05 重难题型突破
题型一 离子方程式的书写与正误判断 / 题型二 与量有关的离子方程式 / 题型三 离子共存与限定条件 / 题型四 离子反应在物质检验与除杂中的应用
06 限时分层演练
基础固本练 / 综合进阶练 / 创新思维练
本专题对应苏教版高中化学必修第一册专题3第二单元第3课时“离子反应”与第4课时“离子反应的热点题型”,核心考点包括强电解质与弱电解质的判断、电离方程式的书写、离子反应的概念与发生条件、离子方程式的书写(写、拆、删、查)、离子方程式的正误判断、与量有关的离子方程式以及离子共存。命题上常以胃酸中和、硬水软化、粗盐提纯、废水处理、漂白粉的使用、Na2CO3与NaHCO3的鉴别等真实情境为载体;常考题型集中在离子方程式的书写与正误辨析(通常是选择题中的“下列离子方程式正确的是”)、限定条件下的离子共存判断、与量有关的离子方程式书写、以及利用离子反应进行物质的检验、分离与除杂。本专题陷阱非常密集——拆分、守恒、配比、隐含条件,每一处都可能设错,复习的关键是把“能拆的只有强酸、强碱、可溶盐”这条红线守住,把“原子守恒和电荷守恒”这两项检查养成习惯。
识记
准确说出强电解质与弱电解质的区别;记住常见强酸、强碱、弱酸、弱碱;熟记离子反应发生的三个条件;记住离子方程式书写“写、拆、删、查"四步;记住常见的有色离子。
理解
理解离子反应的本质是溶液中某些离子浓度的减小;理解为什么只有易溶且易电离的强电解质才能拆成离子;理解离子方程式为什么能表示同一类反应;理解"量不同产物不同"的原因。
应用
能规范书写常见反应的离子方程式;能从"客观事实、拆分、漏写、守恒、配比"五个角度判断离子方程式的正误;能正确书写少量与过量条件下的离子方程式;能判断给定条件下离子能否大量共存,并识别题干中的隐含条件。
考点一 电解质与电离
1.电解质与非电解质
(1)电解质:在水溶液中或熔融状态下能够 导电 的 化合物 。如酸、碱、盐、部分金属氧化物、水。
(2)非电解质:在水溶液中和熔融状态下都 不能 导电的 化合物 。如蔗糖、酒精、CO2、SO2、NH3。
(3)判断要点:①必须是 化合物 (单质和混合物既不是电解质也不是非电解质);②导电的原因是自身电离出了 自由移动的离子 ,而不是与水反应后生成物电离。
2.强电解质与弱电解质
比较项目
强电解质
弱电解质
电离程度
在水溶液中 完全 电离
在水溶液中 部分 电离
溶液中微粒
只有 离子 ,没有电解质分子
既有 离子 ,又有电解质 分子
常见类别
强酸:HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4;强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2;大多数盐(含难溶盐,如BaSO4、AgCl)
弱酸:CH3COOH、H2CO3、HClO、HF、H2S、H2SO3;弱碱:NH3·H2O、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3;水
电离方程式
用等号“ = ”
用可逆号“ ⇌ ”
特别提醒:电解质的强弱只与 电离程度 有关,与溶解性、导电能力都没有必然联系。BaSO4难溶于水,但溶解的部分完全电离,所以它是 强 电解质。
3.电解质溶液的导电能力及原因分析
(1)电解质溶液导电的原理
电解质溶于水或熔化状态下,电离出自由移动的 阴、阳离子 在电场作用下作 定向移动的过程。
(2)电解质溶液的导电能力
由溶液中 离子 浓度的大小和离子所带 电荷数 的多少决定。一般,离子浓度越大,离子所带电荷数越多,溶液的导电能力越强。物质的量浓度相同时,强电解质溶液的导电能力明显强于弱电解质溶液的导电能力。
(3)电解质溶液或熔融电解质导电的原因(以NaCl为例)
比较项目
NaCl固体
NaCl溶液
熔融NaCl
宏观
不 导电
导电
导电
微观
含有微粒及能否自由移动
Na+、Cl-
水合钠离子、水合氯离子
Na+、Cl-
不能 自由移动
能 自由移动
原因
带相反电荷的离子间的相互作用,Na+和Cl-按一定规则紧密地排列
在水分子作用下,Na+、Cl-脱离NaCl固体的表面,进入水中,成为能够自由移动的水合钠离子和水合氯离子
受热熔化时,离子运动随温度升高而加快,克服了离子间的相互作用
4.电解质电离方程式的书写
(1)酸、碱、盐的电离
①酸:电离时生成的 阳离子 全部是H+的化合物是酸。如:
HCl==H++Cl-,CH3COOHCH3COO-+H+。
②碱:电离时生成的 阴离子 全部是OH-的化合物是碱。如:
NaOH==Na++OH-,Cu(OH)2Cu2++2OH-。
③盐:电离时生成 金属阳离子 (或铵根离子)和酸根阴离子的化合物是盐。如:
Na2CO3==2Na++CO,NaCl==Na++Cl-。
(2)强电解质的电离方程式
①强电解质在水溶液中完全电离,在书写电离方程式时用符号“==”。
②有些电解质因条件不同,其电离方程式的书写形式也不同。例如熔融时:
KHSO4==K++H SO;水溶液中:KHSO4== K++H++ SO 。
(3)弱电解质的电离方程式
①弱电解质在水溶液中发生部分电离,在书写电离方程式时用符号“”。例如:
CH3COOHCH3COO-+H+,NH3·H2O NH+OH- 。
②多元弱酸在水溶液中的电离是 分步 进行的,要求分步写出电离方程式,几元酸就有几级电离方程式。例如:H2CO3H++ HCO,HCOH++ CO。
③多元弱碱在水溶液中的电离比较复杂,因此多元弱碱的电离方程式的书写一般是一步到位,但仍用符号“”。例如:Cu(OH)2Cu2++2OH-
(4)弱酸的酸式盐的电离方程式
弱酸的酸式盐是强电解质,在水中第一步完全电离出阳离子和弱酸的酸式酸根离子,而弱酸的酸式酸根离子又可以进行电离,且为 可逆 过程。例如:
NaHCO3在水溶液中的电离方程式为:NaHCO3=Na++ HCO,HCOH++ CO。
⚠️避坑指南
❌ ①溶液导电能力的强弱取决于离子浓度和离子所带电荷,与电解质强弱无直接关系——很稀的强电解质溶液导电能力可能很弱;
❌ ②难溶盐(BaSO4、AgCl、CaCO3)虽然难溶,但属于强电解质;
❌ ③CO2、SO2、NH3本身不电离,是非电解质,它们的水溶液能导电是因为与水反应生成了电解质。
考点二 离子反应与离子方程式
1.离子反应的概念与本质
(1)概念:有 离子 参加的化学反应叫做离子反应。电解质在 水溶液 中的反应,本质上都是离子之间的反应。
(2)本质:反应总是向着溶液中某些离子浓度 减小 的方向进行。注意:并不是所有离子的浓度都减小,只是参加反应的那几种离子浓度减小。
2.离子反应发生的条件
只要具备下列条件之一,离子反应就能发生:
①生成 难溶物 (沉淀):如Ba2++SO42—=BaSO4↓;
②生成 气体 (挥发性物质):如CO32—+2H+=H2O+CO2↑;
③生成 难电离物 (弱酸、弱碱、水等):如H++OH—=H2O。
这三个条件的共同点都是使溶液中某些离子的浓度减小,与离子反应的本质一致。
3.离子方程式的书写步骤
以BaCl2溶液和Na2SO4溶液的反应为例:
(1)写:写出反应的化学方程式(必须根据实验事实):
BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl 。
(2)拆:把易溶于水、易电离的物质写成离子形式:
2Na++SO+Ba2++2Cl-===BaSO4↓+2Na++2Cl- 。
(3)删:删去方程式两边不参加反应的离子,并将方程式化为最简:
SO+Ba2+===BaSO4↓ 。
(4)查:检查离子方程式两边各元素的原子 个数 和 电荷 总数是否相等以及反应条件、沉淀符号、气体符号等。
4.书写离子方程式的“拆”与“不拆”
(1)拆写为 离子 符号的物质
(2) 不能 拆写为离子符号的物质
(3)特殊物质的拆与不拆
①微溶物作为反应物,若是 澄清 溶液写离子符号,若是 悬浊 液写化学式。微溶物作为生成物,一般写化学式(标“↓”),如石灰水和石灰乳:石灰水写成 离子 形式,而石灰乳则写 化学 式。
②三大强酸中 浓硫酸 不拆, 浓盐酸 和 浓硝酸 拆。
③氨水作反应物可写作 NH3·H2O ;作生成物,若有加热条件或浓度很大时,可写作 NH3 (标“↑”)。
④多元弱酸的酸式酸根离子,在离子方程式中不能拆开写,如NaHCO3与盐酸反应的离子方程式为 HCO+H+===CO2↑+H2O 。
⑤既不是水溶液中反应也不是熔融状态下反应,不能写离子方程式。
5.离子方程式的意义
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。
H++OH—=H2O可以表示强酸与强碱反应生成可溶性盐和水的一类反应;CO32—+2H+=H2O+CO2↑可以表示可溶性碳酸盐与强酸反应的一类反应;反过来,如果一个离子方程式只能对应一个化学反应,说明该反应中没有可以替换的离子(如Cl2+H2O⇌H++Cl—+HClO)。
⚠️记忆口诀
写拆删查四步走,能拆只有强电解;沉淀气体弱电解质,氧化物单质全留下;写完记得查两遍,原子守恒电荷齐。
⚠️易混易错
①BaSO4、AgCl、CaCO3等难溶盐不能拆(尽管是强电解质);
②浓盐酸、浓硝酸在离子方程式中可以拆,浓硫酸一般不拆;
③删离子时必须是两边完全相同的离子,系数不同不能直接删;
④系数要化为最简整数比。
考点三 离子方程式的正误判断
1.五个判断角度
角度
要检查什么
典型错例与纠正
一看客观事实
反应能否发生、产物是否正确
铁与稀硫酸不能写成2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑,
应写成Fe+2H+=Fe2++H2↑(铁与非氧化性酸生成Fe2+)
二看拆分
该拆的是否拆了,不该拆的是否保留
石灰石与盐酸不能写成CO32—+2H+=H2O+CO2↑,
应写成CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
三看是否漏写
参加反应的离子是否全部写出
CuSO4与Ba(OH)2不能只写SO42—+Ba2+=BaSO4↓,
还要写Cu2++2OH—=Cu(OH)2↓
四看守恒
原子个数守恒、电荷总数守恒
Cu与AgNO3不能写成Cu+Ag+=Cu2++Ag,
应写成Cu+2Ag+=Cu2++2Ag
五看配比
反应物或生成物的比例是否正确
稀硫酸与Ba(OH)2不能写成H++OH—+SO42—+Ba2+=BaSO4↓+H2O,应写成2H++2OH—+SO42—+Ba2+=BaSO4↓+2H2O
此外,还要检查符号(“=”与“⇌”、“↓”与“↑”)和反应条件(加热、光照等)是否标注正确。
⚠️记忆口诀
先看事实后看拆,漏写守恒配比来;符号条件莫忘记,五处过关才算对。
考点四 与量有关的离子方程式
1.为什么“量”会影响产物
有些反应 分两步 进行,反应物的 相对用量 不同,反应进行到的程度就 不同 ,产物也 不同 。书写时要遵循“少定多变”的原则:把 少量 (不足量)的物质的物质的量定为1mol,根据需要去配平过量物质的系数。
2.两个最重要的例子
(1)CO2与NaOH溶液的反应
CO2少量:CO2+2OH—= CO32—+H2O
CO2过量:CO2+OH—= HCO3—
理解:CO2少时碱过量,生成正盐Na2CO3;CO2过量时,生成的Na2CO3会继续与CO2和H2O反应转化为NaHCO3。
(2)Na2CO3溶液与盐酸的反应
盐酸少量:CO32—+H+= HCO3— (无气泡)
盐酸足量:CO32—+2H+= H2O+CO2↑ (有气泡)
理解:把盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中,开始没有气泡(先生成 NaHCO3 ),继续滴加才产生气泡;若把Na2CO3溶液滴入盐酸中,因为盐酸一开始就过量,所以立即产生气泡。这是鉴别Na2CO3与NaHCO3的方法之一,也是常考的实验现象描述题。
3.书写步骤
①判断哪种反应物少量(或哪种过量);②写出少量物质参与反应时对应的产物;③以“少量物质为1mol”为标准配平其他物质的系数;④检查原子守恒和电荷守恒。
⚠️记忆口诀
过量少量定产物,少定多变好配平;碳酸正盐和酸式,逐滴加酸现象明。
考点五 离子共存
1.判断原则
几种离子在同一溶液中,如果彼此不发生反应,就能 大量共存 ;只要有一对离子能发生反应,就不能大量共存。本质上就是看是否满足离子反应发生的 条件 。
2.不能大量共存的四种情况
类型
常见不能共存的离子组合
实例
生成沉淀
Ba2+与SO42—、CO32—;Ag+与Cl—、CO32—;Ca2+与CO32—;Cu2+、Mg2+、Fe3+与OH—
Ba2++SO42—=BaSO4↓
生成气体
H+与CO32—、HCO3—、S2—、SO32—;OH—与NH4+(加热放出NH3)
2H++CO32—=H2O+CO2↑
生成难电离物
H+与OH—、CH3COO—、ClO—;OH—与HCO3—、NH4+、Mg2+、Fe3+
H++CH3COO—=CH3COOH
发生氧化还原反应
Fe3+与I—、S2—;酸性条件下NO3—与Fe2+、I—;ClO—与Fe2+、I—、S2—
2Fe3++2I—=2Fe2++I2
3.题干中常见的限定条件
(1)看是否有隐含限制条件:如 酸碱 性 、无色等。
(2)看能否发生 复分解 反应:若溶液中含H+,主要看是否有弱酸根离子和弱酸酸式酸根离子等;若溶液中含OH-,主要看是否有NH4+、弱酸酸式酸根离子和能与OH-反应生成沉淀的金属离子。
(3)“一定”即在任何条件下都可以,如酸性、碱性条件下都能符合题意。 “可能”即有一个条件下共存即可,如酸性或碱性一个条件下共存即符合题意。
常见的有色离子(题目要求“无色溶液”时一律排除):
Cu2+( 蓝色 )Fe3+( 棕黄 色)Fe2+( 浅绿 色)MnO4—( 紫红 色)
易错提醒:“无色”与“透明”不是一回事——无色溶液一定没有有色离子,而透明溶液可以有颜色(如CuSO4溶液是透明的蓝色溶液)。
4.审题的三个关键词
①“一定能大量共存”:在给定的所有条件下 都能 共存;
②“可能大量共存”:只要存在 一种 条件能满足即可;
③“不能大量共存”:只要有一对离子反应即符合题意。
此外还要注意“因发生氧化还原反应而不能大量共存”这类限定——此时只能选氧化性离子与还原性离子的组合,生成沉淀或气体的组合不符合题意。
⚠️避坑指南
❌ ①题目要求“无色”时,先排除Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4—;
❌ ②“与Al反应放出H2”的溶液可能酸性也可能碱性,但酸性时不能是HNO3(氧化性酸不放H2);
❌ ③“由水电离出的c(H+)=1×10—12 mol·L—1”说明水的电离被抑制,溶液可能酸性也可能碱性;
❌ ④含大量Fe3+或NH4+的溶液隐含酸性,含大量S2—、CO32—、AlO2—的溶液隐含碱性。
考点六、离子的检验与推断
1.离子检验
(1)依据:根据离子性质不同而在实验中所表现出的 现象 不同,可把检验离子的方法归纳为三种类型:
生成 沉淀 、生成 气体 、显现特殊 颜色 。
(2)几种常见离子的检验方法:
离子
检验试剂
实验现象
注意事项
沉淀法
Cl−、Br−、I−
AgNO3和稀HNO3
沉淀:AgCl( 白 色)、AgBr( 淡黄 色)、AgI( 黄 色)
加入稀硝酸防干扰
SO
BaCl2 和盐酸
白色沉淀
先用稀盐酸酸化
Fe2+
NaOH溶液
沉淀颜色: 白 色→灰绿色→ 红褐 色
——
气体法
NH
NaOH溶液和润湿的红色石蕊试纸
无色有刺激性气味的气体,试纸变 蓝
一定要加热
SO
稀硫酸和品红溶液
无色有刺激性气味的气体,能使 品红 溶液褪色
——
CO
盐酸和澄清的石灰水
无色气体能使澄清的石灰水变浑浊
等有干扰
显色法
I−
氯水(少量),CCl4
下层为 紫 色
——
(2)焰色反应
离子
试剂或用品
实验操作
现象和结论
Na+
铁丝或铂丝
铁丝醮取稀盐酸,灼烧至无色,再醮取待测液灼烧,观察焰色
火焰呈 黄 色,说明溶液中含钠元素
K+
铁丝或铂丝
蓝色钴玻璃
铁丝醮取稀盐酸,灼烧至无色,再醮取待测液灼烧,通过蓝色钴玻璃观察焰色
火焰呈 紫 色,说明溶液中含有钾元素
2.离子推断
(1)依据:离子反应所表现出的某“唯一性”(生成沉淀、产生气体、颜色等)的特征性质及现象。
(2)离子推断的“四项基本原则”
肯定性原则
根据实验现象推出溶液中 肯定 存在或肯定 不存在 的离子
互斥性原则
在肯定某些离子存在的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在
电中性
原则
溶液呈电中性,有阳离子,则一定有 阴离子 ,且溶液中正电荷总数与负电荷总数 相等
进出性
原则
通常在实验过程中使用,指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的影响
(3)电荷守恒在定量型离子推断:离子定量推断试题常根据离子的物质的量(或浓度)定量推断最后一种离子的存在:如果多种离子共存,且只有一种离子的物质的量未知,可以用 电荷守恒 来确定最后一种离子是否存在,即阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。
(4)离子推断的步骤:
①根据实验现象推断溶液中肯定存在或肯定不存在的离子。
②结合离子共存规律,根据肯定存在的离子,排除与它们不共存的离子。
③结合溶液呈电中性原则和题目中已知的数量关系,确定某些离子是否存在。
④注意实验过程中生成或加入的离子对后续实验可能造成的影响。
题型一 离子方程式的书写与正误判断
典例1 (25-26高一上·江苏无锡·期中)已知:(浓);;;。根据以上四个反应,下列选项中不正确的是
A.氧化性由强到弱;
B.1.5mol 通入含1.5mol 的溶液:
C.溶液中滴加少量的酸性:
D.足量的通入含等物质的量的NaBr、NaI的混合溶液:
【答案】B
【详解】A.根据氧化还原反应规律:氧化剂的氧化性强于氧化产物,结合题干四个反应可推知氧化性顺序为,A正确;
B.还原性顺序为,优先氧化,1.5 mol 含3mol ,完全氧化3 mol 恰好消耗1.5mol ,不会参与反应,选项离子方程式不符合反应先后规律,正确的离子方程式为: ,B错误;
C.还原性顺序为,少量酸性优先氧化,给出的离子方程式满足电子守恒、电荷守恒和原子守恒,C正确;
D.还原性顺序为,足量可将等物质的量的和完全氧化,离子方程式的反应比例、守恒关系均正确,D正确;
故选B。
💡破题要诀
受思维定式影响,容易按化学式的书写顺序去写离子方程式,把FeI2中“排在前面的Fe2+”当成先被氧化的一方,从而认同B项。书写这类“一种氧化剂遇到多种还原剂”的离子方程式,必须先由已知反应排出还原性顺序,按“强者优先”决定谁先反应:由题给反应可得还原性I—>Fe2+>Br—>Cl—。再算清电子账:
1.5mol FeI2含3mol I—,完全氧化需失3mol e—,而1.5mol Cl2恰得3mol e—,Cl2被I—耗尽,Fe2+根本轮不上,故正确写法只有Cl2+2I—=I2+2Cl—,B错误。同理,C项少量KMnO4优先氧化Fe2+(还原性Fe2+>Cl—),D项足量Cl2能把等物质的量的I—与Br—一并氧化,比例1∶1符合组成;A项则用“氧化剂氧化性强于氧化产物”逐反应递推,得KMnO4>Cl2>Br2>Fe3+>I2。写完还要回查原子守恒与电荷守恒。
迁移应用
1.(25-26高一上·江苏无锡·期中)下列离子方程式正确的是
A.钠与水反应:
B.Na2O2与水反应:
C.向水中通入Cl2:
D.稀硫酸和氢氧化钡溶液反应:
【答案】B
【详解】A.钠与水反应的离子方程式未配平,氢原子、得失电子均不守恒,正确应为,A错误;
B.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,过氧化钠、水、氧气为非电解质或氧化物不能拆,氢氧化钠为强电解质可拆,配平后离子方程式为,B正确;
C.氯气与水反应生成的次氯酸是弱酸,不能拆分为离子形式,正确应为,C错误;
D.稀硫酸与氢氧化钡反应的离子方程式中氢离子、氢氧根和水的系数不符合反应配比,正确应为,D错误;
因此答案选B。
2.(25-26高一上·江苏无锡·期中)下列离子方程式书写正确的是
A.钠和水反应:
B.氯气与水反应:
C.碳酸氢钠溶液中加入醋酸:
D.向氢氧化钡溶液中加入少量稀硫酸:
【答案】C
【详解】A.钠和水反应的离子方程式电荷、钠原子均不守恒,正确应为,A错误;
B.氯气与水反应生成的次氯酸是弱酸,不能拆分为离子形式,正确应为,B错误;
C.醋酸为弱酸不能拆,碳酸氢根为弱酸的酸式酸根不能拆,反应生成醋酸根、水和二氧化碳,离子方程式书写符合规则,C正确;
D.稀硫酸少量时,氢氧化钡中、参与反应的和生成的的系数均应为2,正确应为,D错误;
故选C。
题型二 与量有关的离子方程式
典例1 (25-26高一上·江苏南通·期中)室温下,通过下列实验探究一定浓度的溶液的性质。
实验1:将滴加了酚酞的溶液充分煮沸后再恢复到室温,溶液红色加深(忽略溶液体积的变化);
实验2:向实验1所得溶液中缓慢滴加几滴稀盐酸,溶液红色变浅;
实验3:向饱和溶液中通入;
实验4:向实验3所得溶液中滴加少量溶液,产生白色沉淀。
下列有关说法正确的是
A.实验1说明发生了分解生成
B.实验2中溶液红色变浅的原因是
C.实验3中的离子方程式为
D.实验4中发生反应的离子方程式为
【答案】A
【详解】A.溶液充分煮沸后再恢复到室温,溶液红色加深,说明生成了碱性更强的物质,并且受热易分解,能够说明受热分解产生了碱性更强的,A正确;
B.实验2中滴加少量稀盐酸,与少量反应仅生成,离子方程式为,无生成,B错误;
C.饱和溶液中通入,生成的溶解度远小于,会析出晶体,离子方程式应为,C错误;
D.实验3所得溶液含大量,滴加少量时完全反应,离子方程式为:,选项给出的是过量时的反应,D错误;
故选A。
💡破题要诀
受思维定式影响,容易把“盐酸与碳酸盐反应”一律写成放出CO2,或把与量有关的方程式按1∶1最简比随手配平。凡是“少量/过量/逐滴”字样的离子方程式,都要按“少定多变”处理:把少量物质的物质的量定为1 mol,再据其组成去配平过量物质。实验2只滴入几滴盐酸,盐酸少量,反应只进行到CO32—+H+=HCO3—,无气体生成,红色变浅是因为碱性减弱而非放出CO2;实验4滴加少量碱时,1mol Ca(OH)2含2mol OH—,需结合2mol HCO3—生成2mol H2O和2mol CO32—,其中1mol CO32—与Ca2+结合成沉淀,另1molCO32—留在溶液中,故应写成Ca2++2OH—+2HCO3—=CaCO3↓+CO32—+2H2O,选项给出的是碱过量时的写法。此外实验3中饱和Na2CO3通CO2生成的NaHCO3溶解度更小、会析出,必须保留Na+并标“↓”;实验1酚酞红色加深说明碱性增强,正是NaHCO3受热分解生成了水解能力更强的Na2CO3。
迁移应用
1.(25-26高一上·江苏南京·期中)下列离子方程式书写正确的是
A.钠与水反应:
B.氧化铜和稀硫酸反应:
C.硫酸氢钠与少量氢氧化钡反应:
D.碳酸钡与醋酸反应:
【答案】B
【详解】A.钠与水反应的离子方程式氢原子、电荷均不守恒,正确的离子方程式为,A错误;
B.氧化铜为碱性氧化物,与稀硫酸反应生成可溶性硫酸铜和水,氧化物、弱酸弱碱、气体、沉淀、水均不拆分,离子方程式书写符合规则,B正确;
C.氢氧化钡少量时,和需按化学式组成比1:2完全反应,正确的离子方程式为,C错误;
D.醋酸是弱电解质,不能拆分为,正确的离子方程式为,D错误;
因此答案选B。
2.(25-26高一上·江苏南京·期中)下列离子方程式书写正确的是
A.钠与水反应:
B.氧化钠固体与盐酸反应:
C.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:
D.将少量通入澄清石灰水中:
【答案】D
【详解】A.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,离子方程式为:,A错误;
B.氧化钠固体与盐酸反应生成氯化钠和水,离子方程式为:,B错误;
C.氢氧化钡与硫酸反应生成硫酸钡和水,离子方程式为:,C错误;
D.少量CO2与石灰水反应生成CaCO3和H2O,离子方程式为:,D正确;
故选D。
题型三 离子共存与限定条件
典例1 (25-26高一上·江苏南通·期中)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是:
A.强碱性溶液:、、、
B.澄清透明的溶液:、、、
C.在强酸性的溶液中:、、、
D.含大量Ag+的溶液中:、、、
【答案】B
【详解】A.强碱性溶液中存在大量,会与反应生成沉淀,不能大量共存,A错误;
B.澄清透明仅指溶液无浑浊不代表无色,该组离子、、、之间互不反应,可大量共存,B正确;
C.强酸性溶液中存在大量,会与结合生成弱电解质,不能大量共存,C错误;
D.含大量的溶液中,与会反应生成沉淀,不能大量共存,D错误;
故答案选B。
💡破题要诀
受思维定式影响,容易把“澄清透明”直接当成“无色”,看到有色离子就排除,从而错失B项。二者的
区别在于:“无色”要求溶液中一定没有Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4—等有色离子,而“澄清透明”只要求不浑浊、可以有颜色(如CuSO4溶液就是澄清透明的蓝色溶液),只有题目写“无色透明”才需要同时满足两条。判断共存时按“三看”推进:一看限定条件是否隐含酸碱性(强酸性含大量H+、强碱性含大量OH—,含大量Ag+的溶液则不能含Cl—、CO32—、SO42—等);二看是否生成沉淀、气体或难电离物——A项中Mg2+等在强碱性下生成难溶碱,C项中弱酸根在强酸性下结合成弱电解质,均不能共存;三看有没有被忽略的氧化还原组合。注意题干问的是“一定能大量共存”,必须在该条件下万无一失才算成立。
迁移应用
1.(25-26高一上·江苏徐州·期中)现有一混合溶液,只含有以下离子中的某几种:、、、、、、,取三份各100mL该混合溶液进行如下实验。
实验①:向第一份混合溶液中加入溶液,有沉淀产生;
实验②:向第二份混合溶液中加入足量NaOH溶液,加热,收集到0.08mol气体;
实验③:向第三份混合溶液中加入足量溶液后,得到干燥的沉淀12.54g,再加足量稀盐酸,过滤、洗涤、干燥后,沉淀质量变为4.66g。
根据以上信息,下列说法中正确的是
A.该混合溶液中一定含有、、、,可能含,且
B.该混合溶液中一定含有、、,可能含、
C.该混合溶液中一定含有、、,可能含、、
D.该混合溶液中一定含有、,可能含、、
【答案】A
【详解】A.通过实验可知溶液一定含、、,结合电荷守恒可推知一定含,且,无法确定是否存在,A正确;
B.现有正电荷仅为所带的,而、共带负电荷,因此一定含有补充正电荷,且,B错误;
C.与、均会生成沉淀,溶液中存在、,因此一定不含,C错误;
D.溶液一定含有,且与、不能共存,一定不含,D错误;
故选A。
2.(25-26高一上·江苏扬州·期中)下列离子组在指定条件下一定能大量共存的是
A.无色透明溶液中: Na+、K+、、Cl-
B.使酚酞变红色的溶液:
C.澄清透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、Br-、Cl-
D.加入铝粉产生大量氢气的溶液中;
【答案】C
【详解】A.为紫红色离子,不能存在于无色透明溶液中,A不符合;
B.使酚酞变红色的溶液呈碱性,含大量,会与反应生成沉淀,会与反应生成弱电解质,不能大量共存,B不符合;
C.澄清透明的溶液允许存在有色离子,、、、之间互不发生反应,可以大量共存,C符合;
D.加入铝粉产生大量氢气的溶液可能为强酸性或强碱性,既可以与反应生成和,也可以与反应生成和,不能大量共存,D不符合;
故选C。
题型四 离子反应在物质检验与除杂中的应用
典例1 (25-26高一上·江苏无锡·期中)工业上以粗盐(含、、等杂质)为主要原料,采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥,实验室模拟工艺流程如图甲所示。下列说法不正确的是
A.流程图中的“系列操作”中需要使用玻璃棒
B.饱和食盐水中先通入的气体为
C.如图乙所示装置可以比较和晶体的热稳定性
D.对粗盐溶液除杂可依次加入过量、、,过滤后再加入盐酸调节溶液的
【答案】C
【详解】A.流程图中“系列操作”是从母液中得到,需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作,这些操作均需要玻璃棒(如搅拌、引流),A正确;
B.由于CO2在水中溶解度小,而极易溶于水,饱和食盐水中先通入可使溶液呈碱性,更利于后续吸收CO2,B正确;
C.比较热稳定性时,应将稳定性弱的物质()放在温度较低的内管,稳定性强的物质()放在温度较高的外管,C不正确;
D.对粗盐溶液除杂可依次加入过量、、加溶液除去钙离子和过量的钡离子,过滤后再加入盐酸调节溶液的(除多余的氢氧根和碳酸根),D正确;
故选C。
💡破题要诀
受思维定式影响,容易想当然地认为“套管实验中离火焰近的外管温度高、热不稳定的物质应放在外管加
热”,从而漏掉C项。比较Na2CO3与NaHCO3热稳定性的内管—外管装置恰恰相反:外管直接受热温度高,内管温度低,应把易分解的NaHCO3放在温度较低的内管、把Na2CO3放在温度较高的外管——若NaHCO3在内管低温下已分解而Na2CO3在外管高温下仍不分解,才能有力证明Na2CO3更稳定;反过来放则对比失去意义。其余选项也有各自抓手:粗盐除杂必须守住两条顺序红线——Na2CO3溶液要加在BaCl2之后(才能除去过量的Ba2+),稀盐酸必须在过滤之后加入(否则会把已生成的BaCO3、CaCO3、Mg(OH)2重新溶解);侯氏制碱法中要先通溶解度极大的NH3使溶液呈碱性,再通溶解度小的CO2,顺序不能互换。
迁移应用
1.(25-26高一上·北京丰台·期中)欲除去粗盐水中的Mg2+、Ca2+、SO ,设计工艺流程如下图所示:
下列说法不正确的是
A.加入NaOH溶液的目的是除去Mg2+
B.试剂a需过量,目的是将SO完全除去
C.试剂b的作用是除去Ca2+和过量的Ba2+,须在试剂a之后加入
D.试剂c可除去溶液中过量的OH-和CO,可在操作x之前加入
【答案】D
【详解】A.加入溶液可以发生的离子反应为:,故加入溶液可以除去镁离子,A正确;
B.由分析可知,试剂a为溶液,加入过量的是为了将完全除净,B正确;
C.由分析可知,试剂b为,既可以除去溶液中的,也可除去多余的,故必须在试剂a之后加入,C正确;
D.试剂c为盐酸,若在操作x之前加入则会和之前形成的沉淀(、CaCO3和)发生反应,故不能在操作x之前加入盐酸,D错误;
故答案选D。
2.(24-25高一下·北京·期中)食盐水中常含有少量等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如下:
下列说法不正确的是
A.除去的离子反应为
B.加入溶液时需略过量的目的是除去和
C.步骤Ⅱ加盐酸时,发生的反应是:
D.检验步骤Ⅲ所得食盐中是否含有的操作:取少量食盐加水溶解,加入稀盐酸酸化,再加入溶液
【答案】C
【详解】A.根据分析,除去的离子反应为:,A正确;
B.根据分析,加入溶液时需略过量的目的是除去和,B正确;
C.步骤Ⅱ加盐酸时,发生的反应是:、,C错误;
D.检验步骤Ⅲ所得食盐中是否含有的操作:取少量食盐加水溶解,加入稀盐酸酸化,再加入溶液,若有白色沉淀产生,则含,若无白色沉淀产生,则无,D正确;
故选C。
基础固本练(限时:15分钟)
1.(25-26高一上·江苏扬州·期中)下列离子组在指定条件下一定能大量共存的是
A.无色透明溶液中: Na+、K+、、Cl-
B.使酚酞变红色的溶液:
C.澄清透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、Br-、Cl-
D.加入铝粉产生大量氢气的溶液中;
【答案】C
【详解】A.为紫红色离子,不能存在于无色透明溶液中,A不符合;
B.使酚酞变红色的溶液呈碱性,含大量,会与反应生成沉淀,会与反应生成弱电解质,不能大量共存,B不符合;
C.澄清透明的溶液允许存在有色离子,、、、之间互不发生反应,可以大量共存,C符合;
D.加入铝粉产生大量氢气的溶液可能为强酸性或强碱性,既可以与反应生成和,也可以与反应生成和,不能大量共存,D不符合;
故选C。
2.(25-26高一上·江苏无锡·期中)在指定条件下,下列各组离子能大量共存的是
A.新制氯水中:、、、
B.澄清透明的溶液中:、、、
C.滴加酚酞显红色的溶液中:、、、
D.溶液中:、、、
【答案】B
【详解】A.新制氯水中含有和具有强氧化性的,可与生成沉淀,(或酸性条件下的)可氧化,不能大量共存,A错误;
B.、、、相互之间不发生反应,且溶液可澄清透明,B正确;
C.滴加酚酞显红色的溶液呈碱性,存在大量,可与反应生成,且与会结合生成弱电解质,不能大量共存,C错误;
D.溶液中含有大量,可与反应生成和,不能大量共存,D错误;
答案选B。
3.(25-26高一上·江苏扬州·期中)某工厂用石膏、NH3、H2O、CO2制备(NH4)2SO4的工艺流程如图:
下列说法正确的是
A.为提高生产效率,通入的CO2应过量,且CO2可循环利用
B.步骤①②反应的总离子方程式为
C.操作2是将滤液蒸发结晶
D.通入NH3和CO2的顺序可以互换
【答案】B
【详解】A.若过量,会与生成的、反应生成可溶性的,导致溶解,因此不能过量,A错误;
B.为悬浊液写化学式,、为气体,为弱电解质,为沉淀,仅产物拆为离子,总离子方程式书写正确,B正确;
C.受热易分解,操作2应为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥,不是直接蒸发结晶,C错误;
D.极易溶于水,先通入可使溶液呈碱性,利于吸收溶解度较小的以生成足量,顺序互换无法达到反应要求,D错误;
故选B。
4.(25-26高一上·江苏南京·期中)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.溶液:、、、
B.某澄清透明的溶液:、、、
C.溶液:、、、
D.滴加酚酞变红的溶液:、、、
【答案】B
【详解】A.具有强氧化性,具有还原性。二者会发生氧化还原反应,因此不能共存。A错误;
B.、、、四种离子之间不会发生反应,可以大量共存,B正确;
C.HCl溶液中含大量,会与结合生成,二者不能大量共存,C错误;
D.滴加酚酞变红的溶液显碱性,说明其中含有大量。会和反应生成沉淀,也会和反应生成。该溶液中不能共存大量和。D错误;
故答案选B。
5.(25-26高一上·江苏南通·期中)下列反应所对应的离子方程式正确的是
A.Al溶于NaOH溶液:
B.铁投入到溶液中:
C.中加入盐酸:
D.Na与水反应:
【答案】D
【详解】A.溶于溶液的反应中,反应物还有,且产物有,选项离子方程式电荷不守恒、反应物和产物不全,正确的方程式:,A错误;
B.的氧化性较弱,只能将氧化为,不能生成,正确的方程式:,B错误;
C.是金属氧化物,离子方程式中不能拆分为,需保留化学式,正确的方程式:,C错误;
D.与水反应生成氢氧化钠和氢气,离子方程式的物质拆分、配平均符合规则,电荷守恒,D正确;
故选D。
6.(25-26高一上·江苏无锡·期中)下列离子方程式正确的是
A.Fe与盐酸反应:
B.钠与水反应:
C.醋酸与大理石:
D.稀硫酸和氢氧化钡溶液反应:
【答案】A
【详解】A.Fe与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,离子方程式符合反应事实、拆写规则及守恒规律,A正确;
B.钠与水反应的离子方程式未配平,氢原子、得失电子均不守恒,正确的为,B错误;
C.醋酸是弱电解质,在离子方程式中不能拆写为,正确的离子方程式为,C错误;
D.稀硫酸和氢氧化钡反应时,、和的系数应为2,正确离子方程式为,D错误;
答案选A。
7.(25-26高一上·江苏连云港·期中)向某浓度的溶液中,滴入稀,溶液电导率随时间变化的曲线如图所示。下列分析正确的是
A.溶液中存在的主要微粒有:、、
B.b点时,溶液与稀恰好反应
C.b→c过程中电导率增加是因为是强电解质,会电离出和
D.a→b过程中发生的离子反应是:
【答案】B
【详解】A.是强电解质,在水溶液中完全电离,溶液中主要微粒为、、,不存在,A错误;
B.b点电导率最低,说明溶液中自由移动离子浓度最小,此时与稀恰好完全反应生成难溶的沉淀和弱电解质,B正确;
C.过程中电导率升高是因为继续滴加的稀电离出和,使溶液中离子浓度增大,溶解度极小,其电离出的离子可以忽略,C错误;
D.过程的离子反应应为,选项中离子方程式系数不符合物质配比,D错误;
故选B。
综合进阶练(限时:15分钟)
1.(25-26高一上·江苏扬州·期中)下列离子组在指定溶液中能大量共存的是
A.澄清透明溶液中:
B.与Fe反应生成H2的溶液中:
C.含有大量的溶液中:
D.使酚酞变红的溶液中:
【答案】A
【详解】A.澄清透明溶液中,各离子之间不反应,可以大量共存,A符合题意;
B.与Fe反应生成H2的溶液为酸性溶液,与H+反应生成CO2和H2O,不能大量共存,B不符合题意;
C.CuCl2溶液中含Cu2+,OH⁻会与Cu2+生成Cu(OH)2沉淀,OH-和生成,不能大量共存,C不符合题意;
D.酚酞变红说明溶液呈碱性,与OH-反应生成和H2O,继而生成不能大量共存,D不符合题意;
故选A。
2.(25-26高一上·江苏无锡·期中)下列离子方程式书写正确的是
A.金属钠和水反应:
B.氯气通入水中可制得饱和氯水:
C.氢氧化镁与稀硫酸反应:
D.将少量澄清石灰水滴入溶液中,反应的离子方程式为
【答案】D
【详解】A.金属钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,离子方程式为:,A错误;
B.HClO是弱酸,在离子方程式中不能拆,氯气通入水中可制得饱和氯水:,B错误;
C.氢氧化镁是难溶物,在离子方程式中不能拆成OH-离子,正确写法为Mg(OH)2 + 2H+=Mg2+ + 2H2O,C错误;
D.少量澄清石灰水滴入NaHCO3溶液中,反应生成CaCO3沉淀、碳酸钠和水,离子方程式为:,D正确;
故选D。
3.(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)某化学兴趣小组的同学向一定体积的溶液中逐滴加入NaHSO4溶液,并测得混合溶液的导电能力随加入NaHSO4溶液体积的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.MN段发生反应的离子方程式为
B.NQ段发生反应的离子方程式为
C.Q点时Ba2+恰好反应完全
D.P点对应的溶液中溶质只有1种
【答案】A
【详解】A.MN段Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液1:1反应时生成硫酸钡沉淀、氢氧化钠、水,反应的离子反应方程式为:,A正确;
B.NQ段氢氧化钠和NaHSO4反应生成硫酸钠和水,发生反应的离子反应方程式为OH-+H+=H2O,B错误;
C.Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液1:1反应时生成硫酸钡沉淀、氢氧化钠、水,N点时Ba2+恰好反应完全,C错误;
D.P点为NaHSO4过量,溶质有反应生成的Na2SO4和过量的NaHSO4,共2种,D错误;
故选A。
4.(24-25高一上·江苏南京·期中)下列反应的离子方程式书写正确的是
A.大理石与盐酸反应:
B.与稀盐酸加热:
C.氯气与水反应:
D.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:
【答案】C
【详解】A.大理石的主要成分为,属于难溶物,离子方程式中不能拆分为,正确离子方程式为,A错误;
B.与稀盐酸不发生反应,实验室制氯气需使用浓盐酸且在加热条件下反应,该反应不符合反应事实,B错误;
C.氯气与水的反应为可逆反应,生成的是弱电解质,不能拆分为离子形式,该离子方程式符合书写规则,C正确;
D.氢氧化钡与稀硫酸反应时,除和生成沉淀外,还有与反应生成,正确离子方程式为,D错误;
故选C。
5.(25-26高一上·江苏南京·期中)人类排放的约被海洋吸收,大海是的“天然仓库”。海水使部分碳元素转化为碳酸钙,以珊瑚等形式沉积封存在海底;另一部分碳元素又转化为,被海洋生物捕集,与水发生光合作用,碳循环原理示意图如下。下列说法正确的
A.该碳循环中涉及的氧化物都不是电解质
B.等质量的和分别与足量的盐酸反应,前者产生的二氧化碳气体更多,但是速率较慢
C.的电离方程式为
D.该循环中与反应生成的离子方程式可表示为
【答案】D
【详解】A.该循环中的氧化物有二氧化碳和水,其中水是弱电解质,故A错误;
B.碳酸氢钠的摩尔质量为84g/mol,碳酸钠的摩尔质量为106g/mol,等质量的NaHCO3和Na2CO3的物质的量碳酸氢钠的大,二者分别与足量的盐酸反应,碳酸氢钠与盐酸反应的速率快,且生成气体的量多,故B错误;
C.NaHCO3属于强电解质,完全电离出钠离子和碳酸氢根离子,由于碳酸氢根离子属于弱酸根离子,不能完全电离,因此在写电离方程式时,不能拆开,正确电离方程式为,故C错误;
D.该循环中,NaHCO3与CaCl2反应生成CO2的反应中,碳酸氢钠能拆为钠离子和碳酸氢根离子、氯化钙拆为钙离子和氯离子、沉淀、气体和水均用分子式表示,因此反应的离子方程式书写正确,故D正确;
故选:D。
6.(25-26高一上·江苏无锡·期中)下列指定反应离子方程式正确的是
A.钠与溶液反应:
B.实验室利用二氧化锰和浓盐酸制备
C.侯氏制碱法在溶液中发生的反应:
D.氯化镁溶液与氨水反应:
【答案】C
【详解】A.钠与CuSO4溶液反应时,钠先与水反应生成NaOH和H2,生成的OH-再与Cu2+反应生成Cu(OH)2沉淀,正确的离子方程式应为,A不符合题意;
B.实验室用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,正确的离子方程式应为, B不符合题意;
C.侯氏制碱法的反应中,Na+、CO2、NH3和H2O生成NaHCO3沉淀和,方程式与实际反应一致,C符合题意;
D.氨水是弱碱,不能拆开写,正确的离子方程式应为,D不符合题意;
故选C。
7.(25-26高一上·福建厦门·期中)食盐是生活必需品,也是一种工业原料。粗盐含有、、等杂质。
回答下列问题:
(1)“粗盐→精盐”过程:
①“除杂1”中反应的离子方程式为______________________________________________。
②试剂X_________________________________________(填化学式)。
③该过程中不涉及的实验操作是______________(填标号)。
A.溶解 B.过滤 C.蒸发 D.渗析
(2)用精盐配制生理盐水的过程:
①用托盘天平称取固体的质量为___________g。
②下列关于配制溶液过程中操作不正确的是____________________(填标号)。
(3)“精盐→”过程:
①请写出工业上用氯气与氢氧化钠制备84消毒液的化学方程式:_____________________________________________________________________________________________________。
②标准状况下,224L氯气理论上可以制备质量___________g。
【答案】(1) D
(2) 8.8 BE
(3) 745
【详解】(1)①除杂1加入,与结合生成沉淀,离子方程式:;
②试剂的作用除去以及前面加入的过量,选用,不能选用碳酸钾,避免引入新杂质;
③粗盐提纯需要经过溶解、过滤除去沉淀、蒸发结晶得到精盐;渗析用于分离胶体和溶液,本流程不涉及渗析,选D;
(2)①由题,,;托盘天平精度为,称量固体质量记为;
②A为称量固体,操作正确;B不能在量筒中溶解固体,操作错误;C为转移溶液,操作正确;D洗涤烧杯玻璃棒并将洗涤液转入容量瓶,操作正确;E定容时视线应当与凹液面最低处相平,仰视读数操作错误;F摇匀操作正确;因此操作不正确的选BE;
(3)①工业用和反应制取84消毒液,生成、、,化学方程式:;
②标准状况物质的量;由方程式可知,。
创新思维练(限时:10分钟)
1.(25-26高一上·江苏南京·期中)下列离子方程式书写正确的是
A.溶于水:
B.醋酸滴在大理石上:
C.向溶液中滴入溶液使恰好完全沉淀:
D.石灰乳与溶液混合:
【答案】C
【详解】A.Cl2溶于水生成HClO是弱酸,应保留分子形式,不能拆为ClO-,离子方程式为,A错误;
B.醋酸为弱酸,应保留分子式,不能拆为H+,离子方程式为,B错误;
C.Ba2+与SO42-按1:1沉淀,H+与HCO3-按1:1反应生成CO2和H2O,方程式符合实际反应比例,C正确;
D.石灰乳(Ca(OH)2)应保留固体形式,不能拆为Ca2+,离子方程式为,D错误;
故答案为C。
2.(25-26高一上·江苏无锡·期中)工业上以粗盐(含、、等杂质)为主要原料,采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥,实验室模拟工艺流程如图甲所示。下列说法不正确的是
A.流程图中的“系列操作”中需要使用玻璃棒
B.饱和食盐水中先通入的气体为
C.如图乙所示装置可以比较和晶体的热稳定性
D.对粗盐溶液除杂可依次加入过量、、,过滤后再加入盐酸调节溶液的
【答案】C
【详解】A.流程图中“系列操作”是从母液中得到,需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作,这些操作均需要玻璃棒(如搅拌、引流),A正确;
B.由于CO2在水中溶解度小,而极易溶于水,饱和食盐水中先通入可使溶液呈碱性,更利于后续吸收CO2,B正确;
C.比较热稳定性时,应将稳定性弱的物质()放在温度较低的内管,稳定性强的物质()放在温度较高的外管,C不正确;
D.对粗盐溶液除杂可依次加入过量、、加溶液除去钙离子和过量的钡离子,过滤后再加入盐酸调节溶液的(除多余的氢氧根和碳酸根),D正确;
故选C。
3.(25-26高一上·江苏徐州·期中)现有一混合溶液,只含有以下离子中的某几种:、、、、、、,取三份各100mL该混合溶液进行如下实验。
实验①:向第一份混合溶液中加入溶液,有沉淀产生;
实验②:向第二份混合溶液中加入足量NaOH溶液,加热,收集到0.08mol气体;
实验③:向第三份混合溶液中加入足量溶液后,得到干燥的沉淀12.54g,再加足量稀盐酸,过滤、洗涤、干燥后,沉淀质量变为4.66g。
根据以上信息,下列说法中正确的是
A.该混合溶液中一定含有、、、,可能含,且
B.该混合溶液中一定含有、、,可能含、
C.该混合溶液中一定含有、、,可能含、、
D.该混合溶液中一定含有、,可能含、、
【答案】A
【详解】A.通过实验可知溶液一定含、、,结合电荷守恒可推知一定含,且,无法确定是否存在,A正确;
B.现有正电荷仅为所带的,而、共带负电荷,因此一定含有补充正电荷,且,B错误;
C.与、均会生成沉淀,溶液中存在、,因此一定不含,C错误;
D.溶液一定含有,且与、不能共存,一定不含,D错误;
故选A。
4.(25-26高一上·江苏·期中)某溶液可能由、、、、、、中的若干种离子组成。现取适量溶液进行如下实验:
根据以上实验判断,下列推断错误的是
A.气体1通入足量澄清石灰水中,溶液变浑浊
B.滤液2中加入碳酸钠溶液一定会产生沉淀
C.原溶液中一定存在Na+、和,一定不存在Cu2+
D.白色沉淀2中加稀硝酸,沉淀不溶解
【答案】C
【详解】A.根据分析知,气体1为二氧化碳,通入足量澄清石灰水中,溶液变浑浊,故A正确;
B.据分析,滤液2中包含大量的、、和,加入碳酸钠溶液会产生碳酸钡沉淀,故B正确;
C.由分析知,原溶液中可能含有,而非一定存在,故C错误;
D.由分析知,白色沉淀2为硫酸钡,不溶于稀硝酸,故D正确;
故答案选C。
5.(23-24高一上·江苏徐州·期中)一定量某固体可能含有 中的几种离子,为测定该固体的组成,先将其分成两等份,再依次进行如下实验:
①将一份溶于水,得到无色透明溶液,加入足量溶液,得到白色沉淀;
②在白色沉淀中加入过量的稀盐酸充分反应,过滤,得到剩余沉淀;
③在实验②的滤液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,有白色沉淀生成;
④将另一份固体与过量 固体混合后充分加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 (标准状况下测定)。
下列关于原固体组成的推断正确的是
A.一定含有的离子只有、、
B.一定不含的离子只有
C.一定含有,且原固体中
D.一定含有,且原固体中至少有
【答案】D
【详解】①无色透明,说明溶液中没有Cu2+,加入足量溶液得到白色沉淀,说明可能含有,原溶液中没有钙离子;
②在白色沉淀中加入过量的稀盐酸充分反应,过滤,得到剩余沉淀为,减少的部分为,且硫酸钡为4.66g,碳酸钡为6.63g-4.66g=1.97g,通过计算可得,;
③中现象说明有存在,但不能说明是原溶液中的,因为加入氯化钡和盐酸时引入氯离子;
④生成能使红色石蕊试纸变蓝的气体为,说明固体中含有,经计算可得,。
阴离子带的负电荷为0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol,阳离子带的正电荷为0.03mol,根据电荷守恒,说明固体中肯定含有Na+、且至少为0.03mol。综上得,溶液中肯定有,Cl-不能确定,肯定没有 ;由于固体分成两等份,则原固体中铵根离子物质的量为0.06mol,Na+物质的量至少0.06mol;
答案选D。
6.(25-26高一上·江苏·期中)钠元素在自然界中以多种化合物的形式存在,钠及其化合物在生产和生活领域有着广泛的应用。
(1)Na2O2、Na2CO3、NaHCO3是重要的化工原料,具有多种用途。
①Na2O2可作呼吸面具中的供氧剂,请写出Na2O2与CO2反应的化学方程式___________。
②将一定量的Na2O2固体投入到含有下列离子的溶液中:、、、Na+,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有___________(离子符号),上述离子中有一种离子数目明显减少,减少的原因是___________(用离子方程式表示)。
③查阅资料知:Na2O2在一定条件下可以转化为NaNO2,亚硝酸钠外观酷似食盐且有咸味,是一种常用的发色剂和防腐剂。误食NaNO2会导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而中毒,误食NaNO2后可服用维生素C解毒。下列分析不正确的是___________(填序号)。
A.NaNO2被还原 B.维生素C具有还原性
C.还原性:维生素C>Fe2+ D.NaNO2是还原剂
(2)我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要工艺流程如图所示(部分物质已略去)。
① ①~③所涉及的操作方法中,包含过滤的是___________(填序号)。
②下列有关实验室模拟“氨碱法”的实验原理和装置不正确的是___________。
③检验碳酸氢钠固体中是否含有NaCl杂质的实验方案是:取少量试样溶于水后,___________。
④向溶液A中加入NaCl粉末,存在过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线(如图所示),需采用的操作为___________、冰水洗涤、低温干燥。
⑤现有某碳酸钠和碳酸氢钠的混合物样品13.7 g,加热到固体质量不再改变,冷却后称其质量为10.6 g。该样品中Na2CO3的纯度是___________(计算结果保留一位小数。)
【答案】(1) D
(2) ①③ C 取少量试样溶于水后,加足量的稀硝酸至无气泡,再加硝酸银,产生白色沉淀,则含有NaCl 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
【详解】(1)①Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为;
②一定量的Na2O2固体投入到溶液中,过氧化钠和水生成氢氧化钠和氧气,产物NaOH与反应生成碳酸钠和水,所以溶液中 、、OH-、Na+数目都因此变化,只有未变;上述离子中数目明显减少,减少的原因是;
③A.NaNO2会导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+,反应过程Fe元素化合价升高被氧化,亚铁离子为还原剂,NaNO2为氧化剂,则NaNO2被还原,A正确;
B.误食NaNO2后可服用维生素C解毒,则维生素C能使得铁离子被还原为亚铁离子,维生素C具有还原性,B正确;
C.维生素C能使得铁离子被还原为还原产物亚铁离子,则还原性:维生素C>Fe2+,C正确;
D.结合A分析,NaNO2是氧化剂,D错误;
故选D;
(2)①流程中①③为分离固液的操作,为过滤,②为加热碳酸氢钠分解生成碳酸钠,故选①③;
②A.碳酸钙和稀盐酸常温反应生成二氧化碳,装置正确,故A正确;
B.盐酸具有挥发性,生成二氧化碳通过饱和碳酸氢钠溶液除去HCl气体,故B正确;
C.饱和氯化钠溶液中先通入氨气,使溶液呈碱性,再通入二氧化碳气体,可以吸收更多二氧化碳利于碳酸氢钠生成,故C错误;
故选C;
③该工艺制得的纯碱中往往会含有杂质NaCl,可以用硝酸酸化的硝酸银检验氯离子,简单的检验方案是:取少量试样溶于水后,加足量的稀硝酸至无气泡,再加硝酸银,产生白色沉淀,则含有NaCl;
④由图,氯化铵溶解度受温度影响较大,为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、低温干燥。
⑤加热时碳酸氢钠受热分解,发生反应的化学方程式,减少质量为生成二氧化碳和水的质量,则样品中碳酸氢钠物质的量为,该样品中Na2CO3的纯度是。
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专题05 离子反应
01 期中考情透视
02 复习目标锚定
03 知识体系构建
04 核心考点精讲
考点一 电解质与电离 / 考点二 离子反应与离子方程式 / 考点三 离子方程式的正误判断 / 考点四 与量有关的离子方程式 / 考点五 离子共存 / 考点六 离子的检验与推断
05 重难题型突破
题型一 离子方程式的书写与正误判断 / 题型二 与量有关的离子方程式 / 题型三 离子共存与限定条件 / 题型四 离子反应在物质检验与除杂中的应用
06 限时分层演练
基础固本练 / 综合进阶练 / 创新思维练
本专题对应苏教版高中化学必修第一册专题3第二单元第3课时“离子反应”与第4课时“离子反应的热点题型”,核心考点包括强电解质与弱电解质的判断、电离方程式的书写、离子反应的概念与发生条件、离子方程式的书写(写、拆、删、查)、离子方程式的正误判断、与量有关的离子方程式以及离子共存。命题上常以胃酸中和、硬水软化、粗盐提纯、废水处理、漂白粉的使用、Na2CO3与NaHCO3的鉴别等真实情境为载体;常考题型集中在离子方程式的书写与正误辨析(通常是选择题中的“下列离子方程式正确的是”)、限定条件下的离子共存判断、与量有关的离子方程式书写、以及利用离子反应进行物质的检验、分离与除杂。本专题陷阱非常密集——拆分、守恒、配比、隐含条件,每一处都可能设错,复习的关键是把“能拆的只有强酸、强碱、可溶盐”这条红线守住,把“原子守恒和电荷守恒”这两项检查养成习惯。
识记
准确说出强电解质与弱电解质的区别;记住常见强酸、强碱、弱酸、弱碱;熟记离子反应发生的三个条件;记住离子方程式书写“写、拆、删、查"四步;记住常见的有色离子。
理解
理解离子反应的本质是溶液中某些离子浓度的减小;理解为什么只有易溶且易电离的强电解质才能拆成离子;理解离子方程式为什么能表示同一类反应;理解"量不同产物不同"的原因。
应用
能规范书写常见反应的离子方程式;能从"客观事实、拆分、漏写、守恒、配比"五个角度判断离子方程式的正误;能正确书写少量与过量条件下的离子方程式;能判断给定条件下离子能否大量共存,并识别题干中的隐含条件。
考点一 电解质与电离
1.电解质与非电解质
(1)电解质:在水溶液中或熔融状态下能够 的 。如酸、碱、盐、部分金属氧化物、水。
(2)非电解质:在水溶液中和熔融状态下都 导电的 。如蔗糖、酒精、CO2、SO2、NH3。
(3)判断要点:①必须是 (单质和混合物既不是电解质也不是非电解质);②导电的原因是自身电离出了 ,而不是与水反应后生成物电离。
2.强电解质与弱电解质
比较项目
强电解质
弱电解质
电离程度
在水溶液中 电离
在水溶液中 电离
溶液中微粒
只有 ,没有电解质分子
既有 ,又有电解质
常见类别
强酸:HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4;强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2;大多数盐(含难溶盐,如BaSO4、AgCl)
弱酸:CH3COOH、H2CO3、HClO、HF、H2S、H2SO3;弱碱:NH3·H2O、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3;水
电离方程式
用等号“ ”
用可逆号“ ”
特别提醒:电解质的强弱只与 有关,与溶解性、导电能力都没有必然联系。BaSO4难溶于水,但溶解的部分完全电离,所以它是 电解质。
3.电解质溶液的导电能力及原因分析
(1)电解质溶液导电的原理
电解质溶于水或熔化状态下,电离出自由移动的 在电场作用下作 移动的过程。
(2)电解质溶液的导电能力
由溶液中 浓度的大小和离子所带 的多少决定。一般,离子浓度越大,离子所带电荷数越多,溶液的导电能力越强。物质的量浓度相同时,强电解质溶液的导电能力明显强于弱电解质溶液的导电能力。
(3)电解质溶液或熔融电解质导电的原因(以NaCl为例)
比较项目
NaCl固体
NaCl溶液
熔融NaCl
宏观
导电
导电
导电
微观
含有微粒及能否自由移动
Na+、Cl-
水合钠离子、水合氯离子
Na+、Cl-
自由移动
自由移动
原因
带相反电荷的离子间的相互作用,Na+和Cl-按一定规则紧密地排列
在水分子作用下,Na+、Cl-脱离NaCl固体的表面,进入水中,成为能够自由移动的水合钠离子和水合氯离子
受热熔化时,离子运动随温度升高而加快,克服了离子间的相互作用
4.电解质电离方程式的书写
(1)酸、碱、盐的电离
①酸:电离时生成的 全部是H+的化合物是酸。如:
HCl==H++Cl-,CH3COOHCH3COO-+H+。
②碱:电离时生成的 全部是OH-的化合物是碱。如:
NaOH==Na++OH-,Cu(OH)2Cu2++2OH-。
③盐:电离时生成 (或铵根离子)和酸根阴离子的化合物是盐。如:
Na2CO3==2Na++CO,NaCl==Na++Cl-。
(2)强电解质的电离方程式
①强电解质在水溶液中完全电离,在书写电离方程式时用符号“==”。
②有些电解质因条件不同,其电离方程式的书写形式也不同。例如熔融时:
KHSO4==K++H SO;水溶液中:KHSO4== 。
(3)弱电解质的电离方程式
①弱电解质在水溶液中发生部分电离,在书写电离方程式时用符号“”。例如:
CH3COOHCH3COO-+H+,NH3·H2O 。
②多元弱酸在水溶液中的电离是 进行的,要求分步写出电离方程式,几元酸就有几级电离方程式。例如:H2CO3H++ HCO,HCOH++ CO。
③多元弱碱在水溶液中的电离比较复杂,因此多元弱碱的电离方程式的书写一般是一步到位,但仍用符号“”。例如:Cu(OH)2Cu2++2OH-
(4)弱酸的酸式盐的电离方程式
弱酸的酸式盐是强电解质,在水中第一步完全电离出阳离子和弱酸的酸式酸根离子,而弱酸的酸式酸根离子又可以进行电离,且为 过程。例如:
NaHCO3在水溶液中的电离方程式为:NaHCO3=Na++ HCO,HCOH++ CO。
⚠️避坑指南
❌ ①溶液导电能力的强弱取决于离子浓度和离子所带电荷,与电解质强弱无直接关系——很稀的强电解质溶液导电能力可能很弱;
❌ ②难溶盐(BaSO4、AgCl、CaCO3)虽然难溶,但属于强电解质;
❌ ③CO2、SO2、NH3本身不电离,是非电解质,它们的水溶液能导电是因为与水反应生成了电解质。
考点二 离子反应与离子方程式
1.离子反应的概念与本质
(1)概念:有 参加的化学反应叫做离子反应。电解质在 中的反应,本质上都是离子之间的反应。
(2)本质:反应总是向着溶液中某些离子浓度 减小 的方向进行。注意:并不是所有离子的浓度都减小,只是参加反应的那几种离子浓度减小。
2.离子反应发生的条件
只要具备下列条件之一,离子反应就能发生:
①生成 (沉淀):如Ba2++SO42—=BaSO4↓;
②生成 (挥发性物质):如CO32—+2H+=H2O+CO2↑;
③生成 (弱酸、弱碱、水等):如H++OH—=H2O。
这三个条件的共同点都是使溶液中某些离子的浓度减小,与离子反应的本质一致。
3.离子方程式的书写步骤
以BaCl2溶液和Na2SO4溶液的反应为例:
(1)写:写出反应的化学方程式(必须根据实验事实):
。
(2)拆:把易溶于水、易电离的物质写成离子形式:
。
(3)删:删去方程式两边不参加反应的离子,并将方程式化为最简:
。
(4)查:检查离子方程式两边各元素的原子 和 总数是否相等以及反应条件、沉淀符号、气体符号等。
4.书写离子方程式的“拆”与“不拆”
(1)拆写为 符号的物质
(2) 拆写为离子符号的物质
(3)特殊物质的拆与不拆
①微溶物作为反应物,若是 溶液写离子符号,若是 液写化学式。微溶物作为生成物,一般写化学式(标“↓”),如石灰水和石灰乳:石灰水写成 形式,而石灰乳则写 式。
②三大强酸中 不拆, 和 拆。
③氨水作反应物可写作 ;作生成物,若有加热条件或浓度很大时,可写作 (标“↑”)。
④多元弱酸的酸式酸根离子,在离子方程式中不能拆开写,如NaHCO3与盐酸反应的离子方程式为 。
⑤既不是水溶液中反应也不是熔融状态下反应,不能写离子方程式。
5.离子方程式的意义
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 的离子反应。
H++OH—=H2O可以表示强酸与强碱反应生成可溶性盐和水的一类反应;CO32—+2H+=H2O+CO2↑可以表示可溶性碳酸盐与强酸反应的一类反应;反过来,如果一个离子方程式只能对应一个化学反应,说明该反应中没有可以替换的离子(如Cl2+H2O⇌H++Cl—+HClO)。
⚠️记忆口诀
写拆删查四步走,能拆只有强电解;沉淀气体弱电解质,氧化物单质全留下;写完记得查两遍,原子守恒电荷齐。
⚠️易混易错
①BaSO4、AgCl、CaCO3等难溶盐不能拆(尽管是强电解质);
②浓盐酸、浓硝酸在离子方程式中可以拆,浓硫酸一般不拆;
③删离子时必须是两边完全相同的离子,系数不同不能直接删;
④系数要化为最简整数比。
考点三 离子方程式的正误判断
1.五个判断角度
角度
要检查什么
典型错例与纠正
一看客观事实
反应能否发生、产物是否正确
铁与稀硫酸不能写成2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑,
应写成Fe+2H+=Fe2++H2↑(铁与非氧化性酸生成Fe2+)
二看拆分
该拆的是否拆了,不该拆的是否保留
石灰石与盐酸不能写成CO32—+2H+=H2O+CO2↑,
应写成CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
三看是否漏写
参加反应的离子是否全部写出
CuSO4与Ba(OH)2不能只写SO42—+Ba2+=BaSO4↓,
还要写Cu2++2OH—=Cu(OH)2↓
四看守恒
原子个数守恒、电荷总数守恒
Cu与AgNO3不能写成Cu+Ag+=Cu2++Ag,
应写成Cu+2Ag+=Cu2++2Ag
五看配比
反应物或生成物的比例是否正确
稀硫酸与Ba(OH)2不能写成H++OH—+SO42—+Ba2+=BaSO4↓+H2O,应写成2H++2OH—+SO42—+Ba2+=BaSO4↓+2H2O
此外,还要检查符号(“=”与“⇌”、“↓”与“↑”)和反应条件(加热、光照等)是否标注正确。
⚠️记忆口诀
先看事实后看拆,漏写守恒配比来;符号条件莫忘记,五处过关才算对。
考点四 与量有关的离子方程式
1.为什么“量”会影响产物
有些反应 进行,反应物的 不同,反应进行到的程度就 ,产物也 。书写时要遵循“少定多变”的原则:把 (不足量)的物质的物质的量定为1mol,根据需要去配平过量物质的系数。
2.两个最重要的例子
(1)CO2与NaOH溶液的反应
CO2少量:CO2+2OH—=
CO2过量:CO2+OH—=
理解:CO2少时碱过量,生成正盐Na2CO3;CO2过量时,生成的Na2CO3会继续与CO2和H2O反应转化为NaHCO3。
(2)Na2CO3溶液与盐酸的反应
盐酸少量:CO32—+H+= (无气泡)
盐酸足量:CO32—+2H+= (有气泡)
理解:把盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中,开始没有气泡(先生成 ),继续滴加才产生气泡;若把Na2CO3溶液滴入盐酸中,因为盐酸一开始就过量,所以立即产生气泡。这是鉴别Na2CO3与NaHCO3的方法之一,也是常考的实验现象描述题。
3.书写步骤
①判断哪种反应物少量(或哪种过量);②写出少量物质参与反应时对应的产物;③以“少量物质为1mol”为标准配平其他物质的系数;④检查原子守恒和电荷守恒。
⚠️记忆口诀
过量少量定产物,少定多变好配平;碳酸正盐和酸式,逐滴加酸现象明。
考点五 离子共存
1.判断原则
几种离子在同一溶液中,如果彼此不发生反应,就能 ;只要有一对离子能发生反应,就不能大量共存。本质上就是看是否满足离子反应发生的 。
2.不能大量共存的四种情况
类型
常见不能共存的离子组合
实例
生成沉淀
Ba2+与SO42—、CO32—;Ag+与Cl—、CO32—;Ca2+与CO32—;Cu2+、Mg2+、Fe3+与OH—
Ba2++SO42—=BaSO4↓
生成气体
H+与CO32—、HCO3—、S2—、SO32—;OH—与NH4+(加热放出NH3)
2H++CO32—=H2O+CO2↑
生成难电离物
H+与OH—、CH3COO—、ClO—;OH—与HCO3—、NH4+、Mg2+、Fe3+
H++CH3COO—=CH3COOH
发生氧化还原反应
Fe3+与I—、S2—;酸性条件下NO3—与Fe2+、I—;ClO—与Fe2+、I—、S2—
2Fe3++2I—=2Fe2++I2
3.题干中常见的限定条件
(1)看是否有隐含限制条件:如 性 、无色等。
(2)看能否发生 反应:若溶液中含H+,主要看是否有弱酸根离子和弱酸酸式酸根离子等;若溶液中含OH-,主要看是否有NH4+、弱酸酸式酸根离子和能与OH-反应生成沉淀的金属离子。
(3)“一定”即在任何条件下都可以,如酸性、碱性条件下都能符合题意。 “可能”即有一个条件下共存即可,如酸性或碱性一个条件下共存即符合题意。
常见的有色离子(题目要求“无色溶液”时一律排除):
Cu2+( )Fe3+( 色)Fe2+( 色)MnO4—( 色)
易错提醒:“无色”与“透明”不是一回事——无色溶液一定没有有色离子,而透明溶液可以有颜色(如CuSO4溶液是透明的蓝色溶液)。
4.审题的三个关键词
①“一定能大量共存”:在给定的所有条件下 共存;
②“可能大量共存”:只要存在 条件能满足即可;
③“不能大量共存”:只要有一对离子反应即符合题意。
此外还要注意“因发生氧化还原反应而不能大量共存”这类限定——此时只能选氧化性离子与还原性离子的组合,生成沉淀或气体的组合不符合题意。
⚠️避坑指南
❌ ①题目要求“无色”时,先排除Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4—;
❌ ②“与Al反应放出H2”的溶液可能酸性也可能碱性,但酸性时不能是HNO3(氧化性酸不放H2);
❌ ③“由水电离出的c(H+)=1×10—12 mol·L—1”说明水的电离被抑制,溶液可能酸性也可能碱性;
❌ ④含大量Fe3+或NH4+的溶液隐含酸性,含大量S2—、CO32—、AlO2—的溶液隐含碱性。
考点六、离子的检验与推断
1.离子检验
(1)依据:根据离子性质不同而在实验中所表现出的 不同,可把检验离子的方法归纳为三种类型:
生成 、生成 、显现特殊 。
(2)几种常见离子的检验方法:
离子
检验试剂
实验现象
注意事项
沉淀法
Cl−、Br−、I−
AgNO3和稀HNO3
沉淀:AgCl( 色)、AgBr( 色)、AgI( 色)
加入稀硝酸防干扰
SO
和盐酸
白色沉淀
先用稀盐酸酸化
Fe2+
NaOH溶液
沉淀颜色: 色→灰绿色→ 色
——
气体法
NH
NaOH溶液和润湿的红色石蕊试纸
无色有刺激性气味的气体,试纸变
一定要加热
SO
稀硫酸和品红溶液
无色有刺激性气味的气体,能使 溶液褪色
——
CO
盐酸和澄清的石灰水
无色气体能使澄清的石灰水变浑浊
等有干扰
显色法
I−
氯水(少量),CCl4
下层为 色
——
(2)焰色反应
离子
试剂或用品
实验操作
现象和结论
Na+
铁丝或铂丝
铁丝醮取稀盐酸,灼烧至无色,再醮取待测液灼烧,观察焰色
火焰呈 色,说明溶液中含钠元素
K+
铁丝或铂丝
蓝色钴玻璃
铁丝醮取稀盐酸,灼烧至无色,再醮取待测液灼烧,通过蓝色钴玻璃观察焰色
火焰呈 色,说明溶液中含有钾元素
2.离子推断
(1)依据:离子反应所表现出的某“唯一性”(生成沉淀、产生气体、颜色等)的特征性质及现象。
(2)离子推断的“四项基本原则”
肯定性原则
根据实验现象推出溶液中 存在或肯定 的离子
互斥性原则
在肯定某些离子存在的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在
电中性
原则
溶液呈电中性,有阳离子,则一定有 ,且溶液中正电荷总数与负电荷总数
进出性
原则
通常在实验过程中使用,指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的影响
(3)电荷守恒在定量型离子推断:离子定量推断试题常根据离子的物质的量(或浓度)定量推断最后一种离子的存在:如果多种离子共存,且只有一种离子的物质的量未知,可以用 来确定最后一种离子是否存在,即阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。
(4)离子推断的步骤:
①根据实验现象推断溶液中肯定存在或肯定不存在的离子。
②结合离子共存规律,根据肯定存在的离子,排除与它们不共存的离子。
③结合溶液呈电中性原则和题目中已知的数量关系,确定某些离子是否存在。
④注意实验过程中生成或加入的离子对后续实验可能造成的影响。
题型一 离子方程式的书写与正误判断
典例1 (25-26高一上·江苏无锡·期中)已知:(浓);;;。根据以上四个反应,下列选项中不正确的是
A.氧化性由强到弱;
B.1.5mol 通入含1.5mol 的溶液:
C.溶液中滴加少量的酸性:
D.足量的通入含等物质的量的NaBr、NaI的混合溶液:
💡破题要诀
受思维定式影响,容易按化学式的书写顺序去写离子方程式,把FeI2中“排在前面的Fe2+”当成先被氧化的一方,从而认同B项。书写这类“一种氧化剂遇到多种还原剂”的离子方程式,必须先由已知反应排出还原性顺序,按“强者优先”决定谁先反应:由题给反应可得还原性I—>Fe2+>Br—>Cl—。再算清电子账:
1.5mol FeI2含3mol I—,完全氧化需失3mol e—,而1.5mol Cl2恰得3mol e—,Cl2被I—耗尽,Fe2+根本轮不上,故正确写法只有Cl2+2I—=I2+2Cl—,B错误。同理,C项少量KMnO4优先氧化Fe2+(还原性Fe2+>Cl—),D项足量Cl2能把等物质的量的I—与Br—一并氧化,比例1∶1符合组成;A项则用“氧化剂氧化性强于氧化产物”逐反应递推,得KMnO4>Cl2>Br2>Fe3+>I2。写完还要回查原子守恒与电荷守恒。
迁移应用
1.(25-26高一上·江苏无锡·期中)下列离子方程式正确的是
A.钠与水反应:
B.Na2O2与水反应:
C.向水中通入Cl2:
D.稀硫酸和氢氧化钡溶液反应:
2.(25-26高一上·江苏无锡·期中)下列离子方程式书写正确的是
A.钠和水反应:
B.氯气与水反应:
C.碳酸氢钠溶液中加入醋酸:
D.向氢氧化钡溶液中加入少量稀硫酸:
题型二 与量有关的离子方程式
典例1 (25-26高一上·江苏南通·期中)室温下,通过下列实验探究一定浓度的溶液的性质。
实验1:将滴加了酚酞的溶液充分煮沸后再恢复到室温,溶液红色加深(忽略溶液体积的变化);
实验2:向实验1所得溶液中缓慢滴加几滴稀盐酸,溶液红色变浅;
实验3:向饱和溶液中通入;
实验4:向实验3所得溶液中滴加少量溶液,产生白色沉淀。
下列有关说法正确的是
A.实验1说明发生了分解生成
B.实验2中溶液红色变浅的原因是
C.实验3中的离子方程式为
D.实验4中发生反应的离子方程式为
💡破题要诀
受思维定式影响,容易把“盐酸与碳酸盐反应”一律写成放出CO2,或把与量有关的方程式按1∶1最简比随手配平。凡是“少量/过量/逐滴”字样的离子方程式,都要按“少定多变”处理:把少量物质的物质的量定为1 mol,再据其组成去配平过量物质。实验2只滴入几滴盐酸,盐酸少量,反应只进行到CO32—+H+=HCO3—,无气体生成,红色变浅是因为碱性减弱而非放出CO2;实验4滴加少量碱时,1mol Ca(OH)2含2mol OH—,需结合2mol HCO3—生成2mol H2O和2mol CO32—,其中1mol CO32—与Ca2+结合成沉淀,另1molCO32—留在溶液中,故应写成Ca2++2OH—+2HCO3—=CaCO3↓+CO32—+2H2O,选项给出的是碱过量时的写法。此外实验3中饱和Na2CO3通CO2生成的NaHCO3溶解度更小、会析出,必须保留Na+并标“↓”;实验1酚酞红色加深说明碱性增强,正是NaHCO3受热分解生成了水解能力更强的Na2CO3。
迁移应用
1.(25-26高一上·江苏南京·期中)下列离子方程式书写正确的是
A.钠与水反应:
B.氧化铜和稀硫酸反应:
C.硫酸氢钠与少量氢氧化钡反应:
D.碳酸钡与醋酸反应:
2.(25-26高一上·江苏南京·期中)下列离子方程式书写正确的是
A.钠与水反应:
B.氧化钠固体与盐酸反应:
C.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:
D.将少量通入澄清石灰水中:
题型三 离子共存与限定条件
典例1 (25-26高一上·江苏南通·期中)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是:
A.强碱性溶液:、、、
B.澄清透明的溶液:、、、
C.在强酸性的溶液中:、、、
D.含大量Ag+的溶液中:、、、
💡破题要诀
受思维定式影响,容易把“澄清透明”直接当成“无色”,看到有色离子就排除,从而错失B项。二者的
区别在于:“无色”要求溶液中一定没有Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4—等有色离子,而“澄清透明”只要求不浑浊、可以有颜色(如CuSO4溶液就是澄清透明的蓝色溶液),只有题目写“无色透明”才需要同时满足两条。判断共存时按“三看”推进:一看限定条件是否隐含酸碱性(强酸性含大量H+、强碱性含大量OH—,含大量Ag+的溶液则不能含Cl—、CO32—、SO42—等);二看是否生成沉淀、气体或难电离物——A项中Mg2+等在强碱性下生成难溶碱,C项中弱酸根在强酸性下结合成弱电解质,均不能共存;三看有没有被忽略的氧化还原组合。注意题干问的是“一定能大量共存”,必须在该条件下万无一失才算成立。
迁移应用
1.(25-26高一上·江苏徐州·期中)现有一混合溶液,只含有以下离子中的某几种:、、、、、、,取三份各100mL该混合溶液进行如下实验。
实验①:向第一份混合溶液中加入溶液,有沉淀产生;
实验②:向第二份混合溶液中加入足量NaOH溶液,加热,收集到0.08mol气体;
实验③:向第三份混合溶液中加入足量溶液后,得到干燥的沉淀12.54g,再加足量稀盐酸,过滤、洗涤、干燥后,沉淀质量变为4.66g。
根据以上信息,下列说法中正确的是
A.该混合溶液中一定含有、、、,可能含,且
B.该混合溶液中一定含有、、,可能含、
C.该混合溶液中一定含有、、,可能含、、
D.该混合溶液中一定含有、,可能含、、
2.(25-26高一上·江苏扬州·期中)下列离子组在指定条件下一定能大量共存的是
A.无色透明溶液中: Na+、K+、、Cl-
B.使酚酞变红色的溶液:
C.澄清透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、Br-、Cl-
D.加入铝粉产生大量氢气的溶液中;
题型四 离子反应在物质检验与除杂中的应用
典例1 (25-26高一上·江苏无锡·期中)工业上以粗盐(含、、等杂质)为主要原料,采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥,实验室模拟工艺流程如图甲所示。下列说法不正确的是
A.流程图中的“系列操作”中需要使用玻璃棒
B.饱和食盐水中先通入的气体为
C.如图乙所示装置可以比较和晶体的热稳定性
D.对粗盐溶液除杂可依次加入过量、、,过滤后再加入盐酸调节溶液的
💡破题要诀
受思维定式影响,容易想当然地认为“套管实验中离火焰近的外管温度高、热不稳定的物质应放在外管加
热”,从而漏掉C项。比较Na2CO3与NaHCO3热稳定性的内管—外管装置恰恰相反:外管直接受热温度高,内管温度低,应把易分解的NaHCO3放在温度较低的内管、把Na2CO3放在温度较高的外管——若NaHCO3在内管低温下已分解而Na2CO3在外管高温下仍不分解,才能有力证明Na2CO3更稳定;反过来放则对比失去意义。其余选项也有各自抓手:粗盐除杂必须守住两条顺序红线——Na2CO3溶液要加在BaCl2之后(才能除去过量的Ba2+),稀盐酸必须在过滤之后加入(否则会把已生成的BaCO3、CaCO3、Mg(OH)2重新溶解);侯氏制碱法中要先通溶解度极大的NH3使溶液呈碱性,再通溶解度小的CO2,顺序不能互换。
迁移应用
1.(25-26高一上·北京丰台·期中)欲除去粗盐水中的Mg2+、Ca2+、SO ,设计工艺流程如下图所示:
下列说法不正确的是
A.加入NaOH溶液的目的是除去Mg2+
B.试剂a需过量,目的是将SO完全除去
C.试剂b的作用是除去Ca2+和过量的Ba2+,须在试剂a之后加入
D.试剂c可除去溶液中过量的OH-和CO,可在操作x之前加入
2.(24-25高一下·北京·期中)食盐水中常含有少量等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如下:
下列说法不正确的是
A.除去的离子反应为
B.加入溶液时需略过量的目的是除去和
C.步骤Ⅱ加盐酸时,发生的反应是:
D.检验步骤Ⅲ所得食盐中是否含有的操作:取少量食盐加水溶解,加入稀盐酸酸化,再加入溶液
基础固本练(限时:15分钟)
1.(25-26高一上·江苏扬州·期中)下列离子组在指定条件下一定能大量共存的是
A.无色透明溶液中: Na+、K+、、Cl-
B.使酚酞变红色的溶液:
C.澄清透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、Br-、Cl-
D.加入铝粉产生大量氢气的溶液中;
2.(25-26高一上·江苏无锡·期中)在指定条件下,下列各组离子能大量共存的是
A.新制氯水中:、、、
B.澄清透明的溶液中:、、、
C.滴加酚酞显红色的溶液中:、、、
D.溶液中:、、、
3.(25-26高一上·江苏扬州·期中)某工厂用石膏、NH3、H2O、CO2制备(NH4)2SO4的工艺流程如图:
下列说法正确的是
A.为提高生产效率,通入的CO2应过量,且CO2可循环利用
B.步骤①②反应的总离子方程式为
C.操作2是将滤液蒸发结晶
D.通入NH3和CO2的顺序可以互换
4.(25-26高一上·江苏南京·期中)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.溶液:、、、
B.某澄清透明的溶液:、、、
C.溶液:、、、
D.滴加酚酞变红的溶液:、、、
5.(25-26高一上·江苏南通·期中)下列反应所对应的离子方程式正确的是
A.Al溶于NaOH溶液:
B.铁投入到溶液中:
C.中加入盐酸:
D.Na与水反应:
6.(25-26高一上·江苏无锡·期中)下列离子方程式正确的是
A.Fe与盐酸反应:
B.钠与水反应:
C.醋酸与大理石:
D.稀硫酸和氢氧化钡溶液反应:
7.(25-26高一上·江苏连云港·期中)向某浓度的溶液中,滴入稀,溶液电导率随时间变化的曲线如图所示。下列分析正确的是
A.溶液中存在的主要微粒有:、、
B.b点时,溶液与稀恰好反应
C.b→c过程中电导率增加是因为是强电解质,会电离出和
D.a→b过程中发生的离子反应是:
综合进阶练(限时:15分钟)
1.(25-26高一上·江苏扬州·期中)下列离子组在指定溶液中能大量共存的是
A.澄清透明溶液中:
B.与Fe反应生成H2的溶液中:
C.含有大量的溶液中:
D.使酚酞变红的溶液中:
2.(25-26高一上·江苏无锡·期中)下列离子方程式书写正确的是
A.金属钠和水反应:
B.氯气通入水中可制得饱和氯水:
C.氢氧化镁与稀硫酸反应:
D.将少量澄清石灰水滴入溶液中,反应的离子方程式为
3.(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)某化学兴趣小组的同学向一定体积的溶液中逐滴加入NaHSO4溶液,并测得混合溶液的导电能力随加入NaHSO4溶液体积的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.MN段发生反应的离子方程式为
B.NQ段发生反应的离子方程式为
C.Q点时Ba2+恰好反应完全
D.P点对应的溶液中溶质只有1种
4.(24-25高一上·江苏南京·期中)下列反应的离子方程式书写正确的是
A.大理石与盐酸反应:
B.与稀盐酸加热:
C.氯气与水反应:
D.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:
5.(25-26高一上·江苏南京·期中)人类排放的约被海洋吸收,大海是的“天然仓库”。海水使部分碳元素转化为碳酸钙,以珊瑚等形式沉积封存在海底;另一部分碳元素又转化为,被海洋生物捕集,与水发生光合作用,碳循环原理示意图如下。下列说法正确的
A.该碳循环中涉及的氧化物都不是电解质
B.等质量的和分别与足量的盐酸反应,前者产生的二氧化碳气体更多,但是速率较慢
C.的电离方程式为
D.该循环中与反应生成的离子方程式可表示为
6.(25-26高一上·江苏无锡·期中)下列指定反应离子方程式正确的是
A.钠与溶液反应:
B.实验室利用二氧化锰和浓盐酸制备
C.侯氏制碱法在溶液中发生的反应:
D.氯化镁溶液与氨水反应:
7.(25-26高一上·福建厦门·期中)食盐是生活必需品,也是一种工业原料。粗盐含有、、等杂质。
回答下列问题:
(1)“粗盐→精盐”过程:
①“除杂1”中反应的离子方程式为______________________________________________。
②试剂X_________________________________________(填化学式)。
③该过程中不涉及的实验操作是______________(填标号)。
A.溶解 B.过滤 C.蒸发 D.渗析
(2)用精盐配制生理盐水的过程:
①用托盘天平称取固体的质量为___________g。
②下列关于配制溶液过程中操作不正确的是____________________(填标号)。
(3)“精盐→”过程:
①请写出工业上用氯气与氢氧化钠制备84消毒液的化学方程式:_____________________________________________________________________________________________________。
②标准状况下,224L氯气理论上可以制备质量___________g。
创新思维练(限时:10分钟)
1.(25-26高一上·江苏南京·期中)下列离子方程式书写正确的是
A.溶于水:
B.醋酸滴在大理石上:
C.向溶液中滴入溶液使恰好完全沉淀:
D.石灰乳与溶液混合:
2.(25-26高一上·江苏无锡·期中)工业上以粗盐(含、、等杂质)为主要原料,采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥,实验室模拟工艺流程如图甲所示。下列说法不正确的是
A.流程图中的“系列操作”中需要使用玻璃棒
B.饱和食盐水中先通入的气体为
C.如图乙所示装置可以比较和晶体的热稳定性
D.对粗盐溶液除杂可依次加入过量、、,过滤后再加入盐酸调节溶液的
3.(25-26高一上·江苏徐州·期中)现有一混合溶液,只含有以下离子中的某几种:、、、、、、,取三份各100mL该混合溶液进行如下实验。
实验①:向第一份混合溶液中加入溶液,有沉淀产生;
实验②:向第二份混合溶液中加入足量NaOH溶液,加热,收集到0.08mol气体;
实验③:向第三份混合溶液中加入足量溶液后,得到干燥的沉淀12.54g,再加足量稀盐酸,过滤、洗涤、干燥后,沉淀质量变为4.66g。
根据以上信息,下列说法中正确的是
A.该混合溶液中一定含有、、、,可能含,且
B.该混合溶液中一定含有、、,可能含、
C.该混合溶液中一定含有、、,可能含、、
D.该混合溶液中一定含有、,可能含、、
4.(25-26高一上·江苏·期中)某溶液可能由、、、、、、中的若干种离子组成。现取适量溶液进行如下实验:
根据以上实验判断,下列推断错误的是
A.气体1通入足量澄清石灰水中,溶液变浑浊
B.滤液2中加入碳酸钠溶液一定会产生沉淀
C.原溶液中一定存在Na+、和,一定不存在Cu2+
D.白色沉淀2中加稀硝酸,沉淀不溶解
5.(23-24高一上·江苏徐州·期中)一定量某固体可能含有 中的几种离子,为测定该固体的组成,先将其分成两等份,再依次进行如下实验:
①将一份溶于水,得到无色透明溶液,加入足量溶液,得到白色沉淀;
②在白色沉淀中加入过量的稀盐酸充分反应,过滤,得到剩余沉淀;
③在实验②的滤液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,有白色沉淀生成;
④将另一份固体与过量 固体混合后充分加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 (标准状况下测定)。
下列关于原固体组成的推断正确的是
A.一定含有的离子只有、、
B.一定不含的离子只有
C.一定含有,且原固体中
D.一定含有,且原固体中至少有
6.(25-26高一上·江苏·期中)钠元素在自然界中以多种化合物的形式存在,钠及其化合物在生产和生活领域有着广泛的应用。
(1)Na2O2、Na2CO3、NaHCO3是重要的化工原料,具有多种用途。
①Na2O2可作呼吸面具中的供氧剂,请写出Na2O2与CO2反应的化学方程式___________。
②将一定量的Na2O2固体投入到含有下列离子的溶液中:、、、Na+,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有___________(离子符号),上述离子中有一种离子数目明显减少,减少的原因是___________(用离子方程式表示)。
③查阅资料知:Na2O2在一定条件下可以转化为NaNO2,亚硝酸钠外观酷似食盐且有咸味,是一种常用的发色剂和防腐剂。误食NaNO2会导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而中毒,误食NaNO2后可服用维生素C解毒。下列分析不正确的是___________(填序号)。
A.NaNO2被还原 B.维生素C具有还原性
C.还原性:维生素C>Fe2+ D.NaNO2是还原剂
(2)我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要工艺流程如图所示(部分物质已略去)。
① ①~③所涉及的操作方法中,包含过滤的是___________(填序号)。
②下列有关实验室模拟“氨碱法”的实验原理和装置不正确的是___________。
③检验碳酸氢钠固体中是否含有NaCl杂质的实验方案是:取少量试样溶于水后,___________。
④向溶液A中加入NaCl粉末,存在过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线(如图所示),需采用的操作为___________、冰水洗涤、低温干燥。
⑤现有某碳酸钠和碳酸氢钠的混合物样品13.7 g,加热到固体质量不再改变,冷却后称其质量为10.6 g。该样品中Na2CO3的纯度是___________(计算结果保留一位小数。)
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