(浙江选考)2020版高考化学二轮复习专题三第3讲离子反应的应用教案

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3 讲离子反应的应用

离子共存

1．离子共存的含义

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。离子共存问题是离子反应条件和本质的最直接应用。

2．判断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——溶液颜色几种常见离子的颜色：

(2) 二性——溶液的酸碱性

①在强酸性溶液中，OH－及弱酸根阴离子(如CO23－、SO32－、S2－、CH3COO－等) 均不能大量

存在；②在强碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子(如NH4＋、Al3＋、Fe3＋等)均不能大量存在；③酸式弱酸根离子(如HCO3－、HSO3－、HS－等)在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在。

(3) 三特殊——三种特殊情况

①AlO2－与HCO3－不能大量共存：AlO2－＋HCO3－＋H2O===Al(OH)3↓＋CO23－；

②“ NO－3 ＋H＋”组合具有强氧化性，能与S2－、Fe2＋、I－、SO32－等还原性的离子因发生氧化还原反应而不能大量共存；

③NH4＋与CH3COO－、CO23－，Mg2＋与HCO3－等组合中，虽然两种离子都能水解且水解相互促进，

但总的水解程度仍很小，它们在溶液中能大量共存。

(4) 四反应——四种反应类型

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SO42－，NH4＋与OH－，H＋与CH3COO－等；②氧化还原反应，如Fe3＋与I－、S2－，NO3－(H＋)与Fe2＋，MnO4－(H＋)与Br－等；③相互促进的水解反应，如Al 3＋与HCO3－、CO23－、S2－、HS－、AlO2－；Fe3＋与HCO3－、CO23－等；④络合反应，如Fe3＋与SCN－等。

1．水溶液中能大量共存的一组离子是( )

A．NH4＋、Ba2＋、Br－、CO32－

B．Cl －

、SO3

2－

、Fe

2＋

、H

＋

C．K＋、Na＋、SO42－、MnO4－

D．Na＋、H＋、NO3－、HCO3－

解析：选C。A.Ba2＋与CO32－能反应生成BaCO3 沉淀，不能大量共存。 B.SO23－与H＋能反应生成SO2 和H2O，SO23－与Fe2＋能生成沉淀FeSO3，不能大量共存。 C.离子之间不反应，可以大量共存。 D.H＋与HCO3－能反应生成CO2和H2O，不能大量共存。

2．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )

A．能溶解氧化铝的溶液中：K＋、NH4＋、HCO3－、NO3－

－－12 － 1 ＋3＋－2－

B．c(OH) －为1×10－12 mol · L－1的溶液中：Na＋、Al 3＋、I－、SiO23－

C．滴入酚酞显红色的溶液中：Na＋、AlO2－、SO42－、Cl －

D．含有KNO3 的溶液中：Fe2＋、H＋、Cl－、SO42－

解析：选C。能溶解氧化铝的溶液可能是强酸性溶液或强碱性溶液，HCO3－在强酸性和强碱性溶液中都不能大量存在，NH4＋在强碱性溶液中不能大量存在， A 项错误；c(OH－) 为1×10－12 mol·L－1的溶液为酸性溶液，SiO32－不能大量存在， B 项错误；滴入酚酞显红色的溶液是碱性溶液，各离子可以大量共存， C 项正确；H 、NO3 和Fe 因能发生氧化还原反应而不能大量共存，

D项错误。

3．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Cl 2：Fe2＋、H＋、NH4＋、Cl－、SO42－

B．加入少量NaClO溶液：NH4＋、Fe2＋、H＋、SO42－、ClO－

C．加入过量NaOH溶液：Na＋、Fe2＋、NH4＋、SO24－、OH－

D．加入过量NaClO和NaOH的混合溶液：Na＋、SO24－、Cl －、ClO－、OH－

2 ＋－ 2 ＋＋－

解析：选D。A项，Cl2会氧化Fe2＋，错误；B项，ClO－会氧化Fe2＋，且H＋会与ClO－结合成弱电解质HClO，错误；C项，OH－会与Fe2＋反应生成Fe(OH)2沉淀，OH－也会与NH4＋反应生成NH3·H2O，错误； D 项，加入过量的ClO－会氧化Fe2＋生成Fe3＋和Cl－，过量的OH－会除去Fe3＋和NH4＋，最终溶液中含Na＋、Cl －和SO42－，而ClO－和OH－均是过量的，正确。

判断离子共存的步骤

第一步“细审题干关键点”

(1) 注意“一定大量共存”“可能大量共存”还是“不能大量共存”等关键点。

(2) 注意“透明溶液”意味着无难溶物和微溶物，但并不意味着溶液无色。

第二步“分析限制条件”

(1) 常见表示溶液呈酸性的表述

①常温下，pH＝1 的溶液；②使pH 试纸变红的溶液；③使甲基橙呈红色的溶液；④与镁粉反应放出氢气的溶液；

－－14 －1

⑤c（OH－）＝1×10－14 mol · L－1的溶液。

（2）常见表示溶液呈碱性的表述

①常温下，pH＝14 的溶液；②使pH 试纸变蓝的溶液；③使酚酞试液变红的溶液；④c（H ＋－14 －1

＋）＝1×10－14 mol · L－1的溶液。

（3）常见表示溶液既可能呈酸性也可能呈碱性的表述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。

2 ＋3＋2＋－

（4）无色溶液：不含有Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、MnO－4 等。

第三步“抓住反应发生条件”

（1）生成气体、沉淀、弱电解质的复分解反应。

（2）特别注意氧化还原反应。

（3）熟记相互促进的水解反应。

离子检验和推断[ 学生用书P13]

1．熟记常见离子的性质

注意：“两性离子”指既能与强酸反应又能与强碱反应的离子，一般为多元弱酸的酸式

酸根离子。

2．常见溶液酸、碱性的判断

（1）酸性溶液

pH<7（常温）；能使pH 试纸呈红色的溶液；能使甲基橙呈红色或橙色的溶液；能使石蕊试液呈红色的溶液。

（2）碱性溶液

pH>7（常温）；能使pH 试纸呈蓝色的溶液；能使石蕊试液呈蓝色的溶液；能使酚酞试液呈红色的溶液。

（3）呈酸性或碱性的溶液

和Al 反应放出H2的溶液（HNO3除外）；能使甲基橙呈黄色的溶液； c 水（H＋）或 c 水（OH －）等

于10－a mol/L( a>7) 的溶液。

3．常见离子检验“三法”

1．（2018·浙江 4 月选考， T25） 某绿色溶液 A 含有 H ＋、Na ＋、Mg 2＋、Fe 2＋、Cu 2＋、SO 42－

、Cl

－

、CO 23－和 HCO 3－

离子中的若干种，取该溶液进行如下实验 （ 已知 Ag 2SO 4微溶于水，可溶于

酸 ）：

①向溶液中滴加 Ba （OH ）2 溶液，过滤，得到不溶于酸的白色沉淀和绿色滤液 B ；

②取滤液 B ，先用 HNO 3酸化，再滴加 0.001 mol ·L －

1 AgNO 3 溶液，有白色沉淀生成。 下列说法不正确的是 （ ）

A ．溶液 A 中一定存在 H ＋

、 SO 24－

和 Cl －

B ．溶液 A 中不存在 Mg 2＋

、CO 32－

和 HCO 3－

，不能确定 Na ＋

的存在 C ．第②步生成的白色沉淀中只有 AgCl ，没有 Ag 2CO 3

D ．溶液 A 中存在 Fe 2＋

与 Cu 2＋

中的一种或两种，且可以用 NaOH 溶液判断 答案： B 2．某溶液可能含有 Cl －

、SO 24－

、CO 32－

、NH 4＋

、Fe 3＋

、Al 3＋

和 K ＋

。取该溶液 100 mL ，加入过

量 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；向上述滤液中加足量 BaCl 2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 42－、NH 4＋一定存在， Cl －

可能不存在 D ．CO 32－

、Al 3＋

一定不存在， K ＋

可能存在

解析：选 B 。根据加入过量 NaOH 溶液并加热，得到 0.02 mol 气体，说明该溶液中有 NH 4＋

，

3＋

为 0.02 mol ，同时产生红褐色沉淀，说明该溶液中有 Fe 3 ，为 0.02 mol ，可知该溶液中没有

CO 32－

。根据得到不溶于盐酸的 4.66 g 沉淀，说明该溶液中有 SO 24－

，且为 0.02 mol ，则根据溶 液

呈电中性原则可知溶液中一定有 Cl －

，至少有 0.04 mol ，B 正确。

3．（2017·浙江 4 月选考， T25） 某固体混合物中可能含有： K ＋

、Na ＋

、Cl

－

、CO 32－

、SO 24

－

等 离子，将该固体溶解所得到的溶液进行了如下实验：

下列说法正确的是 （ ） A ．该混合物一 定是 K 2CO 3 和 NaCl

B．该混合物可能是Na2CO3和KCl

C．该混合物可能是Na2SO4和Na2CO3

D．该混合物一定是Na2CO3和NaCl

解析：选B。由溶液的焰色反应可知溶液中一定含有Na＋。由加入过量Ba(NO3) 2溶液产生的白色沉淀完全溶于盐酸，可知溶液中一定不含有SO1 24－，一定含有CO23－，由溶液加入AgNO3/HNO3 溶液产生白色沉淀，可知溶液中一定含有Cl －，则该混合物可能为NaCl 和K2CO3，也可能为Na2CO3 和KCl 或Na2CO3 和NaCl。

4．某强酸性溶液X，可能含有Al 3＋、Ba2＋、NH4＋、Fe2＋、Fe3＋、CO23－、SO24－、SiO32－、NO3－中的一种或几种离子，取该溶液进行实验，转化关系如图所示。反应过程中有一种气体在空气中会变为红棕色。回答下列问题：

(2) ________________ 沉淀C是(填化学式) ，由此可确定溶液X 中肯定不存在的阳离子有

(3) 气体 A 是__________ (填化学式) ，产生气体 A 的离子方程式为

(4) _______ ( 填“能”或“不能” ) 根据沉淀E确定溶液X中存在Fe3＋，理由是

离子推断的四项基本原则

解析：(1) 溶液呈强酸性，CO23－能与H＋反应生成CO2 和H2O，SiO32－能与H＋反应生成

H2SiO3 沉淀；由题意知，气体 A 只能由步骤①中发生氧化还原反应得到，故有离子被NO3－氧化，可知

肯定为Fe2＋：3Fe2＋＋4H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，故CO32－、SiO23－、NO3－肯定不存在。(2) 能与Ba(NO3) 2溶液反应生成沉淀的只有SO24－、CO23－，由于CO23－不存在，故只能是SO24－，则沉淀C为BaSO4。溶液中含有SO42－，则Ba2＋一定不存在。(4) 溶液B中含有由Fe2＋被NO3－(H ＋) 氧化得到的Fe3＋，因此沉淀 E 是Fe(OH)3，但不能据此判断溶液X 中是否含有Fe3

＋。

2 －2－－2＋

答案：(1)CO23－、SiO32－、NO3－(2)BaSO4 Ba2＋

(3) NO 3Fe2＋＋4H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O