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- 2021-07-02 发布
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第2讲 离子反应
考纲要求
1.了解电解质的概念。了解强电解质和弱电解质的概念。
2.理解电解质在水溶液中的电离,以及电解质溶液的导电性。
3.了解离子反应的概念、离子反应发生的条件。
4.能正确书写离子方程式。
考点一 电解质及其电离
1.电解质和非电解质
(1)分类依据
(2)电解质与物质类别的关系
①酸、碱、盐全为电解质。
②水和离子化合物型氧化物均为电解质。
(3)电解质的强弱与物质类别的关系
强电解质:强酸、强碱、绝大多数盐。
弱电解质:弱酸、弱碱、少数盐(如醋酸铅)和水。
2.电解质电离条件
(1)共价化合物型电解质:溶于水。
(2)离子化合物型电解质: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,多元弱碱的电离一步写完。如:
H2CO3:H2CO3 H++HCO,HCO H++CO;
Fe(OH)3:Fe(OH)3 Fe3++3OH-。
(3)酸式盐的电离:多元强酸酸式盐与多元弱酸酸式盐的阴离子电离情况不同。
如NaHSO4溶液中:NaHSO4===Na++H++SO;
NaHCO3溶液中:NaHCO3===Na++HCO、HCO H++CO。
【感悟测评】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)银和食盐水都能导电,都属于电解质 ( )
(2)AgCl、BaSO4等不溶于水,都属于弱电解质 ( )
(3)强电解质溶液的导电能力比弱电解质溶液的导电能力强( )
(4)HClO是弱酸,但NaClO是强电解质 ( )
(5)在溶于水或熔融状态下能够自身发生电离的化合物一定是电解质 ( )
(6)强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物( )
(7)SO2溶于水可导电,故SO2属于电解质 ( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)×
【多维思考】
1.(RJ必修1·P33,3改编)下列状态的物质,既能导电又属于电解质的是 ( )
A.NaCl固体 B.液态H2SO4
C.蔗糖 D.熔融的NaOH
答案:D
2.(RJ必修1·P34,4改编)下列电离方程式正确的是( )
A.Na2SO4===2Na++SO
B.Ba(OH)2===Ba2++OH
C.H2CO3??2H++CO
D.Ca(NO3)2===Ca2++2NO
答案:D
1.电解质与非电解质是从性质上对“化合物”进行分类的,比较如下:
电解质
非电解质
不同点
结构特征
离子键和部分极性共价键
部分极性共价键
物质类型
酸、碱、盐、金属氧化物
多数有机化合物和非金属氧化物等
实例
H2SO4、NaOH、NaCl、Na2O
CO2、CH3CH2OH
在熔融或水溶液中的电
离情况
能电离
不能电离
共同点
都是化合物
2.
判断强电解质和弱电解质的标准是看其在水溶液里是否完全电离。比较如下:
强电解质
弱电解质
概念
溶于水后能完全电离的电解质
溶于水后只能部分电离的电解质
所含物质类型
强碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2
绝大多数盐(包括难溶性盐):NaCl、BaSO4
强酸:H2SO4、HNO3、HCl、HBr、HI、HClO4
弱酸:H2CO3、H3PO4、H2SO3、CH3COOH、HClO
弱碱:NH3·H2O、Fe(OH)3、Cu(OH)2
水
电离程度
完全电离
部分电离
在溶液中
的存在
形式
只存在电解质电离出的阴、阳离子,不存在电解质分子
有电解质电离出的阴、阳离子,存在电解质分子
电离条件
溶于水或受热熔化
溶于水
3.电解质溶液的导电能力:取决于溶液中阴、阳离子所带电荷的多少与离子物质的量浓度的大小,其浓度越大,导电能力越强,因此,强电解质溶液的导电能力不一定强,弱电解质溶液的导电能力不一定弱(只有在同温、同物质的量浓度的条件下,可溶性的强电解质溶液的导电能力才比弱电解质溶液的强)。
考向一 电解质、非电解质、强电解质、弱电解质的判断
1.今有10种物质:①Cu ②稀硫酸 ③HCl ④NH3
⑤空气 ⑥CO2 ⑦Hg ⑧NaCl ⑨CaCO3 ⑩Cl2
按照表中提示的信息,把符合左栏条件的物质的化学式或名称填入右栏相应的位置。
序号
符合的条件
物质的序号
(1)
混合物
(2)
电解质,但熔融状态下并不导电
(3)
电解质,但难溶于水
(4)
非电解质
(5)
既不是电解质,也不是非电解质,但本身能导电
(6)
强电解质
解析:10种物质中稀硫酸和空气属于混合物。HCl溶于水可电离出H+、Cl-,能导电是电解质,但熔融状态下不存在自由移动的离子,不导电。CaCO3是难溶性的电解质。NH3、CO2的水溶液虽然能导电,但不是它们本身发生了电离,而是它们分别与水发生了反应,生成了能导电的物质NH3·H2O和H2CO3,故它们属于非电解质。Cu和Hg属于单质,不是化合物,故既不是电解质也不是非电解质,但能导电。
答案:(1)②⑤ (2)③ (3)⑨ (4)④⑥ (5)①②⑦ (6)③⑧⑨
考向二 电离方程式的书写——理解离子反应的基石
2.写出下列典型物质的电离方程式(注:如无特别说明,均指在水溶液中的电离)。
(1)H2S_______________________________________________。
(2)HI________________________________________________。
(3)Ca(OH)2___________________________________________。
(4)Cu(OH)2___________________________________________。
(5)BaSO4_____________________________________________。
(6)NaHSO3___________________________________________。
(7)NaHSO4(熔融)_____________________________________。
(8)Al2O3(熔融)_______________________________________。
答案:(1)H2SH++HS- HS-??H++S2-
(2)HI===H++I-
(3)Ca(OH)2===Ca2++2OH-
(4)Cu(OH)2Cu2++2OH-
(5)BaSO4===Ba2++SO
(6)NaHSO3===Na++HSO HSOH++SO
(7)NaHSO4Na++HSO
(8)Al2O32Al3++3O2-
考向三 电解质溶液的导电性
3.今有下列几种导电性变化图象,把符合要求的图象序号填在相应的题目后面括号中。
(1)向H2SO4溶液中加入等体积、等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液( )
(2)向H2SO4溶液中通入Cl2直至过量 ( )
(3)向AgNO3溶液通入少量HCl( )
(4)向氨水中通入HCl直至过量 ( )
(5)向NaOH溶液中通入少量Cl2( )
(6)向饱和石灰水中不断通入CO2( )
答案:(1)④ (2)② (3)③ (4)② (5)③ (6)①
4.同一温度下,强电解质溶液a,弱电解质溶液b,金属导体c三者的导电能力相同,若升高温度后,它们的导电能力强弱顺序是( )
A.b>a>c B.a=b=c
C.c>a>b D.b>c>a
解析:
金属导体随温度升高导电能力减弱;强电解质不存在电离平衡,升高温度,溶液中的离子浓度不变,但导电能力随温度的升高而增强;弱电解质存在着电离平衡,升高温度,弱电解质的电离程度增大,溶液中的离子浓度增大,随温度的升高,弱电解质的导电能力增加得最快。
答案:A
考点二 离子反应和离子方程式
1.离子反应发生的条件
(1)复分解反应型
①生成难溶性的物质,如Al(OH)3、BaSO4等。
②生成难电离的物质,如弱酸、弱碱、水等。
③生成挥发性的物质,如CO2、SO2、NH3等。
(2)氧化还原反应型
离子间发生电子转移。如FeCl3溶液与Cu反应的离子方程式为:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。
(3)络合反应型:如Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3。
2.离子方程式
(1)书写步骤(以CaCO3与盐酸的反应为冽)
(2)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,如氢氧化钠溶液和盐酸反应、氢氧化钙溶液和硝酸反应的离子方程式,都可用H++OH-===H2O来表示。
【感悟测评】
(LK必修1·P47,2改编)写出下列反应的离子方程式
(1)Na2CO3溶液与CH3COOH溶液反应
______________________________________________________
(2)CaCO3与硝酸反应
______________________________________________________
(3)AgNO3溶液与NaCl溶液反应
______________________________________________________
(4)MnO2与浓盐酸反应
______________________________________________________
(5)Cl2与H2O的反应
______________________________________________________
答案:(1)CO+2CH3COOH===2CH3COO-+CO2↑+H2O
(2)CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
(3)Ag++Cl-===AgCl↓
(4)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(5)Cl2+H2OH++Cl-+HClO
1.离子方程式的书写
(1)易溶易电离的物质写成离子形式,难溶或难电离的物质用化学式表示。如强酸、强碱、易溶的盐写成离子形式,弱酸、弱碱、难溶的盐写成化学式。
(2)单质、氧化物、气体用化学式表示。如Na、Mg、Al、SO2、Na2O等均写成化学式。
(3)固体之间的反应(如消石灰与氯化铵)或固体与特定溶液(如铜和浓硫酸)的反应不能用离子方程式表示。只有在水溶液中或熔融状态下进行的离子反应,才能写成离子方程式。
(4)对微溶性的强电解质,如Ca(OH)2,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;作为生成物,一般写化学式,并标上“↓”号。
2.判断离子方程式正误的七注意
(1)离子反应是否符合客观事实,不可主观臆造产物及反应物。如2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑,就不符合客观事实。
(2)“===”“ ”“↑”“↓”等是否正确。
(3)表示各物质的化学式是否正确。如HCO不能写成CO+H+,HSO通常应写成SO+H+,HCOO-不可写成COOH-等。
(4)是否漏掉离子反应。如Ba(OH)2溶液与硫酸铜溶液反应,既要写Ba2+与SO的离子反应,又要写Cu2+与OH-的离子反应。
(5)电荷及质量是否守恒。如FeCl2溶液与Cl2反应,不能写成Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-,而应写成2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(6)反应物或产物的配比是否正确:如稀H2SO4与Ba(OH)2溶液反应不能写成H++OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+H2O,应写成2H++2OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+2H2O。
(7)是否符合题设条件及要求:如“过量”、“少量”、“等物质的量”、“适量”、“任意量”以及滴加顺序等对反应离子方程式的影响。如往FeBr2溶液中通入少量Cl2的离子方程式为:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;往FeI2溶液中通入少量Cl2的离子方程式为:2I-+
Cl2===I2+2Cl-。
考向一 基本反应离子方程式的书写
1.写出下列反应的离子方程式。
(1)氯化铝溶液中加入过量氨水:
_____________________________________________________。
(2)小苏打与乙酸溶液混合:
_____________________________________________________。
(3)氧化镁溶于稀硫酸:
_____________________________________________________。
(4)澄清石灰水中加入盐酸:
_____________________________________________________。
(5)在石灰乳中加入Na2CO3溶液:
_____________________________________________________。
(6)NH4Cl溶液与NaOH溶液混合:
_____________________________________________________。
(7)(NH4)2SO4溶液与NaOH溶液混合加热:
_____________________________________________________。
(8)钠与水反应:
_____________________________________________________。
(9)Na2O2与水反应:
_____________________________________________________。
(10)将Cl2通入石灰乳中制漂白粉:
_____________________________________________________。
答案:(1)Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
(2)HCO+CH3COOH===CH3COO-+CO2↑+H2O
(3)MgO+2H+===Mg2++H2O
(4)OH-+H+===H2O
(5)Ca(OH)2+CO===CaCO3↓+2OH-
(6)NH+OH-===NH3·H2O
(7)NH+OH-NH3↑+H2O
(8)2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
(9)2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑
(10)Cl2+Ca(OH)2===Ca2++Cl-+ClO-+H2O
【速记卡片】
(1)微溶物处理方式有三种情况:
①出现在生成物中写化学式;
②是反应物处于溶液状态写离子符号;
③是反应物处于浊液或固态时写化学式。
(2)溶液中铵盐与碱反应加热放出NH3,不加热写NH3·H2O。
(3)浓盐酸、浓HNO3在离子方程式中写离子符号,浓H2SO4保留化学式。
(4)HCO、HS-、HSO等弱酸的酸式酸根离子不能拆开写。
考向二 多重反应离子方程式的书写
2.完成下列反应的离子方程式。
(1)Ba(OH)2溶液与(NH4)2SO4溶液混合:
_____________________________________________________。
(2)CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合:
_____________________________________________________。
(3)Fe2O3溶于HI溶液中:
_____________________________________________________。
答案:(1)Ba2++2OH-+2NH+SO===BaSO4↓+2NH3·H2O
(2)Cu2++SO+Ba2++2OH-===Cu(OH)2↓+BaSO4↓
(3)Fe2O3+6H++2I-===2Fe2++3H2O+I2
【速记卡片】
两种电解质溶液混合,至少电离出两种阴离子和两种阳离子,这四种(或更多种)离子之间都能两两结合成难电离(或难溶)的物质或后续离子之间的氧化还原反应,这样的离子反应称为多重反应。在写这类反应的离子方程式时易漏掉其中的一组反应,或不符合配比关系。
考向三 与量有关的离子方程式的书写
3.(1)可溶性多元弱酸(或其酸酐)与碱溶液反应。如CO2通入NaOH溶液中:
①碱过量:___________________________________________;
②碱不足:____________________________________________。
(2)多元弱酸(或其酸酐)与更弱酸的盐溶液。如CO2通入NaAlO2溶液中:
①NaAlO2过量:______________________________________;
②NaAlO2不足:_______________________________________。
(3)多元弱酸盐与强酸反应。如向Na2CO3溶液中滴入稀盐酸:
盐酸不足:___________________________________________;
盐酸过量: __________________________________________。
(4)铝盐溶液与强碱溶液:
铝盐过量:____________________________________________;
强碱过量:___________________________________________。
(5)NaAlO2溶液与强酸溶液:
NaAlO2过量:________________________________________;
强酸过量:___________________________________________。
答案:(1)①CO2+2OH-===CO+H2O
②CO2+OH-===HCO
(2)①2AlO+CO2+3H2O===Al(OH)3↓+CO
②AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
(3)CO+H+===HCO CO+2H+===CO2↑+H2O
(4)Al3++3OH-===Al(OH)3↓
Al3++4OH-===AlO+2H2O
(5)AlO+H++H2O===Al(OH)3↓
AlO+4H+===Al3++2H2O
4.(1)NH4HSO4溶液与NaOH溶液的反应:
NaOH不足:_________________________________________;
NaOH过量:_________________________________________。
(2)向含有H+、Al3+、NH的溶液中,逐滴加入NaOH溶液至过量,反应的离子方程式依次为:______________________________
_________________________________________________________。
答案:(1)H++OH-===H2O
NH+H++2OH-===NH3·H2O+H2O
(2)H++OH-===H2O Al3++3OH-===Al(OH)3↓
NH+OH-===NH3·H2O
Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O
5.(1)Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液反应:
①Ca(HCO3)2少量:___________________________________;
②Ca(HCO3)2足量:___________________________________。
(2)Ca(HCO3)2溶液和Ca(OH)2溶液反应:
①Ca(HCO3)2少量:____________________________________;
②Ca(HCO3)2足量:___________________________________。
答案:(1)①Ca2++2HCO+2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O ②OH-+HCO+Ca2+===CaCO3↓+H2O
(2)①Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O
②Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O
考向四 突破离子方程式的正误判断的4个陷阱
6.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)——“拆分”陷阱。
(1)Na2O2固体与水反应 2O+2H2O===4OH-+O2↑( )
(2)向NaHCO3溶液中滴加盐酸 CO+2H+===H2O+CO2↑ ( )
(3)醋酸溶液与水垢中的CaCO3反应 CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑ ( )
(4)Mg(OH)2和稀盐酸的反应 OH-+H+===H2O ( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)×
7.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)——“守恒”陷阱。
(1)向FeCl2溶液中通入Cl2 Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-( )
(2)向稀硝酸中加入铜片 Cu+2H++NO===Cu2++NO↑+H2O ( )
(3)向水中加入一小块钠 Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑ ( )
答案:(1)× (2)× (3)×
8.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)——“原理”陷阱。
(1)将Na投入到CuSO4溶液中 2Na+Cu2+===2Na++Cu( )
(2)Fe和稀盐酸反应 2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑ ( )
(3)Fe和稀硝酸反应 Fe+2H+===Fe2++H2↑( )
(4)向NH4Cl溶液中滴入烧碱溶液并加热 NH+OH- NH3·H2O ( )
(5)CuSO4溶液和Ba(OH)2溶液反应 Ba2++SO===BaSO4↓( )
(6)Fe(OH)3和HI的反应 Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O ( )
(7)FeO和稀HNO3的反应 FeO+2H+ ===Fe2++H2O( )
(8)稀H2SO4和Ba(OH)2溶液反应 H++SO+Ba2++OH-===BaSO4↓+2H2O ( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4) × (5)× (6)×
(7)× (8)×
9.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)——“量比”陷阱。
(1)少量SO2和NaOH反应 SO2+OH-===HSO ( )
(2)少量Ca(OH)2和NaHCO3反应 Ca2++OH-+HCO ===CaCO3↓+H2O ( )
(3)NH4HSO3与NaOH等物质的量反应 NH+HSO+2OH-===NH3·H2O+SO( )
(4)向FeI2中通入少量Cl2 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-( )
(5)向FeBr2中通入少量Cl2 2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++
2Br2+6Cl- ( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
考点三 离子能否大量共存的判断
离子共存问题是离子反应发生的条件和实质的直接应用。所谓几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应,若离子之间能发生反应,则不能大量共存。
1.复分解反应不能大量共存
(1)生成沉淀
Ba2+、Ca2+
SO、SO、CO
Ag+
Cl-、CO、SO
OH-
Mg2+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Cu2+
(2)生成气体或难电离的物质
H+
OH-、CO(HCO)、SO(HSO)、F-、CH3COO-、AlO
OH-
H+、NH、HCO、HSO
2.氧化还原反应不能大量共存
Fe3+、NO(H+)、ClO-、MnO
S2-、I-、SO、Fe2+
注:Fe3+与Fe2+可以共存
3.水解相互促进反应不能大量共存
Al3+
CO、HCO、S2-、HS-、AlO
Fe3+
CO、HCO
4.配位反应:如Fe3+与SCN-、Ag+与NH3·H2O等不能大量共存。
【多维思考】
1.Fe2+与NO能否大量共存?
提示:能。
2.常温下在=1012的溶液中,AlO能量存在吗?
提示:不能。
多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是:一色、二性、三特殊、四反应。
1.一色
即溶液颜色。若限定无色溶液,则Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO等有色离子不能存在。
2.二性
即溶液的酸碱性。在强酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子(如CO、SO、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在;在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如NH、Al3+、Mg2+、Fe3+等)均不能大量存在;酸式弱酸根离子(如HCO、HSO、HS-等)在强酸性或强碱性溶液中均不可能大量存在。
3.三特殊
指三种特殊情况:①AlO与HCO不能大量共存:AlO+HCO+H2O===Al(OH)3↓+CO;②“NO+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO等因发生氧化还原反应,而不能大量共存;③
NH与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中能大量共存(加热就不同了)。
4.四反应
指离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然不能大量共存。
(1)复分解反应,如Ba2+与SO、NH与OH-、H+与CH3COO-等;
(2)氧化还原反应:如Fe3+与I-、S2-,NO(H+)与Fe2+,MnO(H+)与Br-等;
(3)相互促进的水解反应:如Al3+与HCO,Al3+与AlO等;
(4)配合反应:如Fe3+与SCN-等。
从应试技巧角度掌握离子共存类题目
考向一 抓住题干要求中的关键词语
1.(原创题)在给定的四种溶液中,一定能大量共存的微粒组是( )
A.常温下,由水电离的c(OH-)=1×10-12mol·L-1的溶液中:Ba2+、K+、Br-、SiO
B.常温下葡萄糖溶液中:SCN-、Cl-、K+、NH
C.溴水中:Na+、CO、NH、SO
D.常温下,pH大于7的溶液:Na+、Ba2+、SO、Cl-
解析:A项,由水电离出的c(OH-)=1×10-12mol·L-1的溶液pH可能是2或12,当pH=2时,溶液中SiO不能大量存在;B项,四种离子能在葡萄糖溶液中大量共存;C项,溴水为酸性溶液,CO
不能大量存在;D项,碱性溶液中,Ba2+与SO不能共存。
答案:B
考向二 抓住溶液的酸碱性
2.室温下,下列溶液中各离子能大量共存的是 ( )
A.在pH=13的溶液中:Al3+、Ag+、NO、Cl-
B.在c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液中:Mg2+、NH、NO、Cl-
C.在酸性溶液中:Ba2+、K+、S2-、Cl-
D.既能溶解Al(OH)3,又能溶解H2SiO3的溶液中:Zn2+、Na+、NO、SO
解析:本题从不同的角度说明了溶液的酸碱性。选项A的溶液为强碱性,隐含的条件,Ag+与Cl-不能共存是“溶液中有大量OH-”,OH-与Al3+、Ag+生成沉淀;选项C的溶液为酸性,隐含的条件是“溶液中含有H+”,H+与S2-生成气体;选项D的隐含条件是“溶液为强碱性,含有大量OH-”,OH-与Zn2+生成沉淀。
答案:B
考向三 注意溶液的颜色
3.在一无色透明溶液中,下列各离子组能大量共存的是 ( )
A.H+、Cl-、K+、SiO
B.Cl-、Cu2+、SO、NO
C.K+、Na+、HCO、Ca2+
D.Fe3+、NH、Cl-、I-
解析:本题的隐含条件是“溶液中不含有颜色的离子”,所以有颜色的离子组可直接排除。选项B中的Cu2+是蓝绿色;选项D中的Fe3+是棕黄色,直接排除;选项A中H+和SiO反应生成H2SiO3沉淀。
答案:C
考向四 注意溶液中隐含的氧化还原反应
4.下列各组离子中,因发生氧化还原反应而不能大量共存的是( )
A.H+、SO、Cl-、OH-
B.H+、Fe2+、SO、NO
C.Na+、OH-、SO、H2PO
D.Ba2+、Na+、S2-、SO
解析:A项中H+与OH-因生成弱电解质水而不能大量共存;C项中OH-与H2PO发生复分解反应而不能大量共存;D项中Ba2+与SO因生成BaSO4沉淀而不能大量共存;B项中,在酸性条件下,NO具有强氧化性,会将Fe2+氧化而不能大量共存,B项符合题意。
答案:B
考向五 注意由水电离出的H+或OH-浓度
5.室温时,在由水电离出的c(OH-)=1.0×10-14mol·L-1的溶液中,一定能大量共存的离子组是 ( )
A.K+、Na+、HCO、Cl-
B.K+、MnO、Br-、Cl-
C.Na+、Cl-、NO、SO
D.Al3+、NH、Cl-、SO
解析:由水电离出的c(OH-)=10-14 mol·L-1 的溶液可能呈强酸性或强碱性。A选项中的HCO
在酸性或碱性溶液中都不能大量存在;B选项中的MnO在酸性条件下具有强氧化性,而Br-具有较强还原性,两者不能大量共存;D选项中的Al3+、NH在碱性溶液中不能大量共存。
答案:C
考向六 注意防范与金属铝反应放出H2的思维定势
6.在加入金属Al产生H2的溶液中,一定不能大量共存的离子组是 ( )
A.Na+、Mg2+、Cl-、SO B.K+、AlO、SO、Cl-
C.Ag+、K+、NO、Na+ D.Ba2+、Na+、Cl-、NO
解析:“加入金属Al产生H2”,溶液可能是酸性(不含NO)也可能是碱性。选项A中Mg2+在碱性条件下不能存在,但在酸性条件下可以共存;选项B在酸性条件下与SO生成气体、与AlO生成沉淀,在碱性条件下能共存;C、D两选项中均含有NO,酸性条件下都不产生H2,C选项中Ag+与OH-不能共存,D选项能在碱性条件下共存。
答案:C
考点四 离子的检验与推断
1.常见离子的检验方法
(1)沉淀法
离子
试剂
现象
注意
Cl-、
Br-、I-
AgNO3溶液和稀HNO3
AgCl(白色)、AgBr(淡黄色)、AgI(黄色)
SO
稀盐酸和BaCl2溶液
白色沉淀
先用稀盐酸酸化
Fe2+
K3[Fe(CN)6]溶液
蓝色沉淀
NaOH溶液
白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀
Fe3+
NaOH溶液
红褐色沉淀
(2)气体法
离子
试剂
现象
注意
NH
浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸
产生有刺激性气味的气体,且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
要加热
CO
稀盐酸和石灰水
石灰水变浑浊
SO、
HSO、
HCO
有干扰
SO
稀H2SO4和品红溶液
产生有刺激性气味的气体,且气体能使品红溶液褪色
HSO有干扰
(3)显色法
离子
试剂
现象
注意
I-
氯水(少量)CCl4
下层为紫色
Fe2+
KSCN溶液和氯水
先是无变化,滴加氯水后变红色
先加KSCN溶液,无变化,再加氯水
Fe3+
KSCN溶液
红色
苯酚溶液
紫色
Na+、K+
Pt(Fe)丝和稀盐酸
火焰分别呈黄色、紫色
K+要透过蓝色钴玻璃片观察焰色
2.物质检验的类型
鉴别
利用不同物质的性质差异,通过实验,将它们区别开来
鉴定
根据物质的特性,通过实验,检验出该物质的成分,确定它是否是这种物质
推断
根据已知实验及现象,分析判断,确定被检验的是什么物质,并指出可能存在什么,不可能存在什么
【多维思考】
1.向某溶液中加入稀NaOH溶液,把湿润红色石蕊试纸放在试管口,试纸不变红,则溶液中一定不存在NH该判断是否正确?为什么?
提示:不正确。检验NH时应加入浓的NaOH溶液,并加热。
2.向某溶液中滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀。
(1)再加入稀盐酸,白色沉淀不溶解,能否确定溶液中一定存在SO?
提示:不能。
(2)过滤洗涤后将沉淀转移到另一试管中,再加入稀盐酸,白色沉淀不溶解,能否确定溶液中一定存在SO?
提示:不能。
1.物质检验的技巧和要求
(1)先物理后化学,先利用物质的特殊颜色、状态、气味、焰色反应等进行检验,后利用化学反应检验。
(2)先常温后加热,先鉴别出常温下反应的物质,后鉴别加热条件下反应的物质。
(3)先分组后“逐一”,根据阴(阳)离子或官能团的性质类似分成若干组,然后再逐一鉴别。
(4)检验反应要求具有一定的选择性、典型性和明显性的外部特征。如品红溶液检验SO2,KSCN溶液检验Fe3+,湿润的红色石蕊试纸检验NH3
等颜色的改变,或气体的生成,或沉淀的生成和溶解等特征现象。
(5)检验反应时常需排除干扰,如检验SO应排除CO、SO等干扰,检验CO2、SO2混合气体中的CO2先排除SO2干扰等。
(6)通过①观察颜色;②反应现象;③共存;④电荷守恒;⑤来龙去脉,追踪推断物质组成成分中一定含有、一定不含有、可能含有某物质(离子)。
2.离子推断中的“四项原则”
考向一 排除干扰,确定目标离子
1.下列有关离子检验的叙述正确的是 ( )
选项
操作及现象
结论
A
取少量溶液于试管中,滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,加稀硝酸沉淀不溶解
溶液中含有Ag+或SO
B
取少量溶液于试管中,滴加新制氯水,溶液由无色变为黄色
溶液中含有Br-
C
取少量溶液于试管中,滴加浓氢氧化钠溶液,微热,试管口的红色石蕊试纸变蓝
溶液中含有NH
D
取少量溶液于试管中,滴加新制氯水后再滴加KSCN溶液,溶液变血红色
原溶液中含有Fe2+
解析:A项错误,除Ag+或SO有此现象外,SO或HSO被HNO3氧化为SO,也会得到不溶解于稀硝酸的白色沉淀;B项错误,“无色”排除了Fe2+的存在,但是Br、I-的稀溶液与新制氯水反应分别生成Br2、I2,当两者溶液浓度较稀时均为黄色,浓度较大时才有区别,所以需要再加入适量的苯(或四氯化碳)观察有机层的颜色,才能准确鉴别;C项正确,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,溶液中一定含有NH;D项错误,因先加入新制氯水,再加入KSCN溶液,溶液变血红色,则原溶液可能有三种情况:只含Fe2+,只含Fe3+,含Fe2+和Fe3+。
答案:C
考向二 “步步为营,瞻前顾后”突破离子组成推断题
2.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Na+、Ba2+、Cl-、Br-、SO、SO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pH试纸检验
溶液的pH大于7
②
向①所得溶液中滴加新制氯水,再加入CCl4振荡,静置
CCl4层呈橙色
③
向②所得水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸
有白色沉淀产生
④
向③的滤液中加入AgNO3溶液
有白色沉淀产生
请完成下列问题:
(1)根据步骤①可知,一定不存在的离子是______________。
(2)步骤②发生反应的离子方程式为____________________________、____________________________。
(3)综合上述四步操作,无法确定是否存在的离子有______。
解析:由步骤①结合盐类水解的知识可知,原溶液中一定有SO,则一定不含Ba2+。由步骤②CCl4层呈橙色可知,原溶液中含有Br-。步骤③中白色沉淀为BaSO4,可能为原溶液中含有的SO被氧化生成的SO反应产生的,因此,不能确定原溶液是否含SO。由步骤④可知,白色沉淀为AgCl,但是Cl-可能是加入新制氯水时引入的,因此,不能确定原溶液是否含有Cl-。根据溶液电荷守恒可知,原溶液中一定含有Na+。综上所述,原溶液中一定不存在的是Ba2+,一定存在的是SO、Br-、Na+,不能确定的是Cl-、SO。
答案:(1)Ba2+ (2)Cl2+SO+H2O===SO+2H++2Cl- Cl2+2Br-===Br2+2Cl- (3)Cl-、SO
3.某溶液可能含有Cl-、SO、CO、NH、Fe3+、Al3+和K+
。取该溶液100 mL,加入过量的NaOH溶液,加热,得到0.02 mol气体,同时产生红褐色沉淀;过滤,洗涤,灼烧,得到1.6 g固体;向上述滤液中加入足量的BaCl2溶液,得到4.66 g不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中 ( )
A.至少存在5种离子
B.Cl-一定存在,且c(Cl-)≥0.4 mol/L
C.SO、NH一定存在,Cl-可能不存在
D.CO、Al3+一定不存在,K+可能存在
解析:根据加入过量的NaOH溶液并加热,得到0.02 mol气体,说明有NH,而且为0.02 mol,同时产生红褐色沉淀,说明有Fe3+,而且为0.02 mol,根据互斥性原则可知没有CO,根据不溶于盐酸的4.66 g沉淀,说明有SO,且为0.02 mol,则根据电中性原则可知一定有Cl-,至少有0.04 mol,B正确。
答案:B
1.(2017·高考江苏卷)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.钠与水反应:Na +2H2O===Na++2OH-+H2↑
B.电解饱和食盐水获取烧碱和氯气: 2Cl-+2H2OH2↑+ Cl2↑+2OH-
C.向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸: Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O
D.向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水: Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O
解析:A.电荷不守恒,A错误;B正确;C.配比错误,OH-、H
+、H2O的化学计量数都是2,C错误;D.漏了NH和OH-之间的反应,D错误。答案选B。
答案:B
2.(2017·高考海南卷)能正确表达下列反应的离子方程式为( )
A.用醋酸除去水垢:2H++CaCO3===Ca2++CO2↑+H2O
B.硫化亚铁与浓硫酸混合加热:2H++FeS===H2S↑+Fe2+
C.向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液:2Al3++3CO===Al2(CO3)3↓
D.用氢氧化钠溶液吸收工业废气中的NO2:2NO2+2OH-===NO+NO+H2O
解析:A项,CH3COOH不能拆开;B项,浓硫酸能氧化FeS;C项,Al3+与CO发生相互促进水解反应,在溶液中不存在Al2(CO3)3。
答案:D
3.(2016·高考海南卷)下列反应可用离子方程式“H++OH-===H2O”表示的是( )
A.NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合
B.NH4Cl溶液与Ca(OH)2溶液混合
C.HNO3溶液与KOH溶液混合
D.Na2HPO4溶液与NaOH溶液混合
解析:A项,NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合时,除了H+与OH-反应外,还有SO与Ba2+反应生成BaSO4沉淀;B项,NH4Cl溶液与Ca(OH)2溶液混合产生NH3·H2O;C项,HNO3溶液与KOH溶液混合,为可溶性强酸与强碱反应生成可溶性盐和水的类型,符合该离子反应方程式;D项,HPO不能拆开成H+和PO。
答案:C
4.(2016·高考江苏卷)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.将铜丝插入稀硝酸中:Cu+4H++2NO===Cu2++2NO2+H2O
B.向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉:Fe3++Fe===2Fe2+
C.向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
D.向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸:Na2SiO3+2H+===H2SiO3+2Na+
解析:A.反应原理错,将铜插入稀硝酸中离子方程式应为:3Cu+8H++2NO === 3Cu2++2NO↑+4H2O,错误;B.电荷不守恒,向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉离子方程式应为:2Fe3++Fe===3Fe2+,错误;C.向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH,正确;D.硅酸钠为可溶性盐,可折成离子向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸离子方程式应为:SiO+2H+ ===H2SiO3↓,错误。答案选C。
答案:C
5.(2016·高考天津卷改编)下列实验的反应原理用离子方程式表示正确的是( )
A.室温下,测得氯化铵溶液pH<7,证明一水合氨是弱碱:NH+2H2O===NH3·H2O+H3O+
B.用氢氧化钠溶液除去镁粉中的杂质铝:2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2
C.用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应,证明H2O2具有还原性:2MnO+6H++5H2O2===2Mn2++5O2+2H2O
D.用高锰酸钾标准溶液滴定草酸:2MnO+16H++5C2O===2Mn2++10CO2↑+8H2O
解析:盐类水解一般是微弱的,书写离子方程式时应使用??,A项错误;镁不与NaOH溶液反应,Al与NaOH溶液反应产生H2,B项正确;KMnO4也可以与Cl-发生氧化还原反应,C项错误;H2C2O4属于弱酸,在书写离子方程式时不能拆写成离子形式,D项错误。
答案:B
6.(2016·高考江苏卷)制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中,需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。室温下,分别取母液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是( )
A.通入过量Cl2:Fe2+、H+、NH、Cl-、SO
B.加入少量NaClO溶液:NH、Fe2+、H+、SO、ClO-
C.加入过量NaOH溶液:Na+、Fe2+、NH、SO、OH-
D.加入过量NaClO和NaOH的混合溶液:Na+、SO、Cl-、ClO-、OH-
解析:A.Cl2具有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,Fe2+ 不存在,错误;B.ClO-具有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,Fe2+不存在,错误;C.Fe2+与OH-反应生成氢氧化亚铁沉淀,NH与OH-反应生成一水合氨,Fe2+、NH不存在,错误;D.组内离子都可能在溶液中存在,正确。
答案:D
7.(2017·高考江苏卷)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.无色透明的溶液中: Fe3+、Mg2+、SCN-、Cl-
B.=1×10-12的溶液中:K+、Na+、CO、NO
C.c(Fe2+) =1 mol·L-1的溶液中:K+、NH、MnO、SO
D.能使甲基橙变红的溶液中:Na+、NH、SO、HCO
解析:A.Fe3+和SCN-会发生反应生成血红色的配合物,A错误;B.根据Kw可以求出c(OH-)=0.1 mol/L,溶液显碱性,这4种离子可以大量共存,B正确;C.Fe2+还原性较强,MnO氧化性较强,两者因发生氧化还原反应而不能大量共存,C错误;D.使甲基橙变红的溶液显酸性,HCO不能在酸性溶液中大量共存,D错误。答案选B。
答案:B
8.写出下列反应的离子方程式
(1)(2016·高考全国卷Ⅱ,T28)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程为_________________________________________________________。
(2)(2016·高考全国卷Ⅰ,T27)NaHSO3将废液中的Cr2O还原成Cr3+,该反应的离子方程式为______________________________。
(3)(2016·高考全国Ⅲ,T28)“酸浸”(加硫酸)时V2O5转化为VO,反应的离子方程式为__________________________________。
(4)(2015·高考全国卷Ⅱ,T28)ClO2与碘化钾(酸性条件)反应的离子方程式为_____________________________________。
答案:(1)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
(2)Cr2O+3HSO+5H+===2Cr3++2SO+4H2O
(3)V2O5+2H+===2VO+H2O
(4)2ClO2+10I-+8H+===2Cl-+5I2+4H2O
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