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专题突破(一) 考查离子反应的三大热点题型
第一章 第二节 离子反应
题型一 判断溶液中离子能否大量存在
1.溶液中离子能否大量共存的判断原理
离子共存即溶液中的离子之间不能发生反应。判断溶液中的离子能否大量共存,事实上是看离子之间能否发生反应,若能发生反应,则不能大量共存;若不能发生反应,则能大量共存。
2.“三看”突破溶液中离子能否大量共存问题
(1)看要求
是“能大量共存”还是“不能大量共存”;是“一定大量共存”还是“可能大量共存”。
(2)看条件
题干是否有隐含条件:①“无色透明”溶液不存在有色离子,例如:Cu2+(蓝色)、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、MnO (紫红色);②酸性溶液不能大量存在与H+反应的离子;③碱性溶液不能大量存在与OH-反应的
离子。
(3)看反应
①能否生成难溶物或微溶物。如Mg2+与OH-,Ca2+与CO、SO都不能大量共存;
②能否生成水。如在酸性溶液中OH-不能大量共存,在碱性溶液中H+不能大量共存;
③能否生成挥发性物质。如H+与CO、HCO、S2-等不能大量共存。
判断下列各组离子在溶液中能否大量共存,不能大量共存的请说明理由。
(1)①Mg2+、Ba2+、NO 、OH-___________________________________
_________________;
②Ba2+、Fe3+、SO 、Cl- _______________________________________
_____________。
(2)①K+、CO 、H+、NO ______________________________________
_________;
②H+ 、SO 、OH-、Na+_____________________________________。
不能大量共存,Mg2+能与OH-反应生
成Mg(OH)2沉淀
BaSO4沉淀
和 H2O
不能大量共存,H+能与OH-反应生成H2O
典例1
在下列条件的溶液中,各组离子能否大量共存,若不能大量共存则指出其原因。
(1)无色透明的溶液中:Fe3+、NH 、I-、CO _____________________
________________________________________________________________
______________;
(2)无色透明的溶液中:K+、Cu2+、NO 、Cl-______________________
____________________________________;
(3)澄清透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、Br-、Cl-_____________;
(4)使酚酞变红色的溶液中:Na+、Al3+、SO 、Cl-__________________
___________________________________________;
不能大量共存。无色透
明的溶液中不能大量存在黄色的Fe3+,且Fe3+与I-反应生成Fe2+和I2而不能大量共存
不能大量共存。无色透
明的溶液中不能大量存在蓝色的Cu2+
能大量共存
酚酞变红色的溶液呈碱性,Al3+不能大量共存
不能大量共存。使
典例2
(5)可与锌反应放出氢气的溶液中:Na+、 Ca2+、Cl-、CO __________
________________________________________________________________
_______________________________________。
共存。与锌反应放出氢气的溶液显酸性,H+与CO 反应生成CO2和H2O;Ca2+与CO 反应生成CaCO3沉淀
不能大量
针对练1. (2023·山西太原高一期末)在无色溶液中能大量共存的一组离子是
√
含Cu2+的溶液呈蓝色,A错误;Ag+与Cl-、OH-均反应生成沉淀,不能大量共存,B错误;NO 、Cl-、Na+、Ca2+在溶液中不反应,且均为无色,可以大量共存,C正确;在溶液中OH-与Mg2+反应生成氢氧化镁沉淀,不能大量共存,D错误。
针对练2. (2023·江苏启东高一调研)在下列条件的溶液中,各组离子一定能够大量共存的是
返回
√
题型二 离子方程式的正误判断
“六个角度”判断离子方程式正误
1.看离子反应是否符合客观事实,不可主观臆造产物及反应。
2.看各物质的化学式拆写是否正确。
3.看是否漏写参加反应的离子。
4.看原子和电荷是否守恒。
5.看反应物或生成物的配比是否正确。
6.看是否符合题设条件。
判断下列反应的离子方程式是否正确,不正确的说明原因并写出正确的离子方程式。
(1)铁与稀硫酸反应:
2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑_______________________________________
______________________________________
(2)石灰石与稀盐酸反应:
CO +2H+===H2O+CO2↑_______________________________________
______________________________
(3)硫酸铜溶液和氢氧化钡溶液反应:
SO +Ba2+===BaSO4↓__________________________________________
_____________________________________________
错误;该反应应生成Fe2+而不是Fe3+,不符
合客观事实;Fe+2H+===Fe2++H2↑。
错误;碳酸钙不能拆写成离子的形式; CaCO3
+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。
错误;漏写参加反应的Cu2+和OH-;Cu2++
SO +Ba2++2OH-===Cu(OH)2↓+BaSO4↓。
典例3
(4)铜与硝酸银溶液反应:
Cu+Ag+===Cu2++Ag___________________________________________
_____________
(5)稀硫酸与氢氧化钡溶液反应:
H++SO +Ba2++OH-===BaSO4↓+H2O_________________________
______________________________________________
(6)将少量的二氧化碳通入澄清石灰水中:
CO2+OH-===HCO ____________________________________________
__________________________
错误;方程式两端电荷不守恒;Cu+2Ag+===
Cu2++2Ag。
错误;反应物配比不正确;
2H++2OH-+SO +Ba2+===BaSO4↓+2H2O。
没看清题目要求,CO2是少量的;CO2+Ca2++
2OH-===CaCO3↓+H2O。
针对练3. 判断下列反应的离子方程式正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)稀硫酸滴在铜片上:Cu+2H+===Cu2++H2↑ ( )
(2)稀硫酸与氢氧化钡溶液混合:SO +Ba2+===BaSO4↓ ( )
Cu的活泼性小于H的活泼性,Cu不能和稀硫酸反应生成H2,故(1)错误;
×
×
(3)稀硝酸滴在大理石上:CaCO3+2H+===Ca2++H2CO3 ( )
(4)氧化铁与稀盐酸混合:Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O ( )
(5)氢氧化铜和稀盐酸反应:OH-+H+===H2O ( )
反应生成的H2CO3不稳定,分解成CO2和水,故(3)错误;
Fe2O3为金属氧化物,在离子方程式中不能拆分为离子,故(4)正确;
Cu(OH)2在离子反应中不能拆分为离子,应为Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O,故(5)错误;
×
√
×
(6)镁和硝酸银溶液反应:Mg+Ag+===Mg2++Ag ( )
返回
电荷不守恒,应为Mg+2Ag+===2Ag+Mg2+,故(6)错误。
×
题型三 离子的检验与推断
解析离子推断题的“四项基本原则”
1.肯定性原则:据现象推断存在或肯定不存在的离子。
2.互斥性原则:如溶液中含有Ba2+,则不存在大量的 。
3.进出性原则:要注意所加试剂引入什么离子,是否造成干扰。
4.守恒原则(电中性原则):阳离子和阴离子同时存在于溶液中且正负电荷总量相等。
某无色透明溶液中可能大量存在Ag+、Mg2+、Cu2+、Fe3+、Na+中的几种。请填写在下列横线处:
(1)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是_______________。
(2)取少量原溶液,加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成;再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失。说明原溶液中肯定存在的离子是________。
Cu2+、Fe3+
无色透明溶液中不可能含有Cu2+、Fe3+等有色离子。
Ag+
加盐酸有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成,则肯定存在Ag+。
典例4
(3)取(2)中的滤液,加入过量的氢氧化钠溶液,出现白色沉淀,说明原溶液中肯定有________,有关的离子方程式为__________________________
_______________________。
(4)原溶液可能大量共存的阴离子是______(填字母)。
加氢氧化钠溶液有白色沉淀出现,肯定含有Mg2+。
Mg2+
H++OH-===H2O、Mg2+
+2OH-===Mg(OH)2↓
B
①取少量该溶液,向其中滴加 BaCl2溶液,产生白色沉淀
②然后继续加入稀盐酸至溶液呈酸性,产生无刺激性气味且能使澄清石灰水变浑浊的气体;白色沉淀部分溶解
③取②中上层清液继续滴加BaCl2溶液至无沉淀时,再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀。根据上述实验,以下推测不正确的是
√
针对练5. (2023·上海高一检测)在酸性溶液中能大量共存且溶液为无色透明的离子组是
√
针对练6. 下列离子方程式正确的是
A.稀硝酸与氢氧化钠溶液反应:H++OH-===H2O
B.将氢氧化铁放入盐酸中:Fe(OH)3+H+===Fe3++3H2O
C.稀硫酸与锌反应:H2SO4+Zn===Zn2++SO +H2↑
D.稀硫酸与氢氧化钡溶液混合产生沉淀:Ba(OH)2+2H+===Ba2++2H2O
√
针对练7. 某白色粉末可能含有Ba(NO3)2、CaCl2、K2CO3,进行如下实验:
①将少量粉末加入水中,振荡,有白色沉淀生成;
②向①的悬浊液中加入过量稀硝酸,白色沉淀消失,并有气泡产生;
③取少量②的溶液,滴入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
依据实验现象,下列关于白色粉末的判断正确的是
A.只含有K2CO3
B.一定含有K2CO3、CaCl2和Ba(NO3)2
C.一定含有K2CO3和CaCl2,可能含有Ba(NO3)2
D.一定含有K2CO3,还含有CaCl2和Ba(NO3)2中的一种
√
返回
①将少量粉末加入水中,振荡,有白色沉淀生成,该沉淀是碳酸钡或碳酸钙,一定含有K2CO3,至少含有Ba(NO3)2和CaCl2中的一种;②向①的悬浊液中加入过量稀硝酸,白色沉淀消失,并有气泡产生,说明含有碳酸根离子;③取少量②的溶液滴入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,该沉淀一定是AgCl,故确定原溶液含有Cl-。根据以上分析,原固体混合物中肯定含有K2CO3、CaCl2,可能含有Ba(NO3)2。
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√
√
2.在含有大量的Cu2+、H+、Cl-的溶液中,还可能大量共存的离子是
√
题点二 离子方程式的正误判断
3.下列离子方程式正确的是
√
4.下列反应的离子方程式书写正确的是
A.金属镁与稀盐酸反应:Mg+2H++2Cl-===MgCl2+H2↑
B.氯化钡溶液与硫酸反应:Ba2++SO ===BaSO4↓
C.碳酸钠溶液与盐酸反应:Na2CO3+2H+===2Na++H2O+CO2↑
D.氢氧化镁与硫酸溶液反应:OH-+H+===H2O
MgCl2为可溶性电解质,应拆分为离子,正确的离子方程式为Mg+2H+===Mg2++H2↑,故A错误;Na2CO3为可溶性强电解质,应拆分为离子,正确的离子方程式为CO +2H+===H2O+CO2↑,故C错误;Mg(OH)2为难溶物,不可拆成离子形式,故D错误。
√
5.下列离子方程式书写正确的是
A.Ba(OH)2和H2SO4两溶液混合:Ba2++OH-+H++SO ===BaSO4↓+H2O
B.氢氧化铜加到盐酸中:OH-+H+===H2O
C.锌和硝酸银溶液反应:Zn+Ag+===Ag+Zn2+
D.FeCl3和NaOH溶液反应:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
A项,应写为Ba2++2OH-+2H++SO ===BaSO4↓+2H2O;B项,应写为Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O;C项,离子方程式中前后电荷不守恒,应写为Zn+2Ag+===2Ag+Zn2+。
硝酸银与三种物质均生成白色沉淀,无法鉴别,故A不符合题意;硫酸与氯化钡反应生成白色沉淀,与碳酸钠反应生成气体,与氯化钠不反应无明显现象,三者现象不同,故可以鉴别,故B符合题意;HCl与氯化钡和氯化钠均不反应,无法鉴别,故C不符合题意;硝酸与氯化钡和氯化钠均不反应,无法鉴别,故D不符合题意。
√
题点三 离子的检验与推断
6.能够用来鉴别BaCl2、NaCl、Na2CO3三种物质的试剂是
A.AgNO3 B.H2SO4
C.HCl D.HNO3
√
7.某溶液中含有Ba2+、Ag+、Cu2+三种离子,现有①NaOH溶液、②K2SO4溶液、③盐酸,将这三种离子逐一沉淀并加以分离,则加入试剂顺序正确的是
A.①②③ B.②③①
C.③①② D.②①③
因为氢氧根离子遇Ag+、Cu2+均会反应有沉淀生成,硫酸根离子遇Ba2+、Ag+会生成沉淀,而盐酸只遇Ag+生成沉淀,若要逐一沉淀并加以分离,则应先加盐酸使Ag+沉淀,再加NaOH溶液使Cu2+沉淀,最后加硫酸钾溶液使Ba2+沉淀(铜离子与钡离子的沉淀试剂可以颠倒,不影响结果),则试剂的加入顺序为③①②或③②①,综上所述,C项符合题意。
√
8.某研究性学习小组欲分析某矿石的主要成分,粉碎后将其溶于过量稀盐酸中充分反应,过滤后用所得滤液进行如下实验,下列说法正确的是
A.取少量滤液向其中滴加少量Na2CO3溶液,无白色沉淀,说明矿石中一定不含Ca2+
B.取少量滤液向其中滴加过量BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明矿石中含有SO
C.取少量滤液,向其中滴加适量NaOH溶液,产生白色沉淀,说明矿石中一定含有Mg2+
D.取少量滤液向其中加入硝酸酸化的硝酸银,产生白色沉淀,说明矿石中一定含有Cl-
因盐酸过量,加入的少量Na2CO3溶液应先和H+反应,即使有Ca2+存在,也不会产生白色沉淀,A项错误;加入过量BaCl2溶液能产生白色沉淀,说明含有SO ,B项正确;加入NaOH溶液产生的白色沉淀不一定是Mg(OH)2,Al(OH)3、Zn(OH)2也是白色沉淀,C项错误;溶液中加入硝酸酸化的硝酸银,产生白色沉淀,不能说明原矿石中含有Cl-,因为在矿石溶解时,加入了过量的稀盐酸,引入了Cl-,D项错误。
√
9.甲、乙、丙、丁分别是Na2CO3、AgNO3、BaCl2、盐酸四种无色溶液中的一种,它们两两反应后的现象如下:甲+乙→沉淀;甲+丙→沉淀;乙+丙→沉淀;丙+丁→沉淀;乙+丁→无色无味气体。则甲、乙、丙、丁四种溶液依次是
A.BaCl2 Na2CO3 AgNO3 盐酸
B.BaCl2 Na2CO3 盐酸 AgNO3
C.Na2CO3 盐酸 AgNO3 BaCl2
D.AgNO3 盐酸 BaCl2 Na2CO3
转化关系中乙+丁→无色无味气体,证明乙、丁为Na2CO3、盐酸;依据反应:甲+乙→沉淀,乙+丙→沉淀,乙和甲丙反应生成沉淀,丙+丁→沉淀,判断为乙为Na2CO3,丁为盐酸,丙为AgNO3,甲为BaCl2,则甲、乙、丙、丁四种溶液依次是BaCl2、Na2CO3、AgNO3、盐酸。
10.向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,写出满足下列条件时溶液中所发生反应的离子方程式。
(1)滴到恰好使溶液呈中性:_____________________________________。
(2)滴到恰好使溶液中的SO 沉淀完全:_____________________________
_________。
+H2O
甲溶液明显呈碱性,说明含有大量的氢氧根离子,则与氢氧根离子反应的铁离子和银离子一定在乙溶液,乙溶液中的阴离子只能是硝酸根离子,则甲溶液中的离子为氢氧根离子、氯离子和钾离子。
经过上述分析,甲溶液含有的离子为OH-、Cl-、K+;
11.某河道两旁有甲、乙两厂,它们排放的工业废水中,共含 K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、NO 六种离子。
(1)甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中所含的三种离子是_______、______、______(填离子符号)。
OH-
Cl-
K+
甲溶液明显呈碱性,说明含有大量的氢氧根离子,则与氢氧根离子反应的铁离子和银离子一定在乙溶液,乙溶液中的阴离子只能是硝酸根离子,则甲溶液中的离子为氢氧根离子、氯离子和钾离子。
乙溶液含有铁离子、银离子和硝酸根离子,加入铁可以置换出金属银;
(2)乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量的________(填“活性炭”或“铁粉”), 可以回收其中的_______(填金属元素符号)。
铁粉
Ag
甲溶液明显呈碱性,说明含有大量的氢氧根离子,则与氢氧根离子反应的铁离子和银离子一定在乙溶液,乙溶液中的阴离子只能是硝酸根离子,则甲溶液中的离子为氢氧根离子、氯离子和钾离子。
铁离子和氢氧根离子反应,银离子和氯离子反应,所以Ag+、Fe3+、
Cl-、OH-可以转化为沉淀,剩余硝酸钾。
(3)另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可以使废水中的__________________________(填离子符号)转化为沉淀。经过滤后的废水主要含________(填化学式), 可用来浇灌农田。
Ag+、Fe3+、Cl-、OH-
KNO3
12.将两种化合物一起溶于水得到一种无色透明溶液,溶液中含有下列离子中的某些离子:K+、Mg2+、Fe3+、Ba2+、SO、OH-、CO和Cl-,取该溶液进行如下实验:
I.取少量溶液滴入紫色石蕊溶液,溶液呈蓝色。
II.取少许溶液滴入BaCl2溶液,无白色沉淀产生。
III.另取少许溶液先滴加硝酸再加AgNO3溶液,产生白色沉淀。
IV.再取少许原溶液滴入少量H2SO4溶液,有白色沉淀产生。
(1)根据以上现象判断,原溶液中肯定不存在的离子是 _________________
______;肯定存在的离子是___________________。
Ba2+、OH-、Cl-
实验III:溶液中有OH-和Cl-,加入稀硝酸与硝酸银,反应的离子方程式:H++OH-===H2O、Cl-+Ag+===AgCl↓;实验IV:溶液中含有Ba2+和OH-,与H2SO4溶液反应的离子方程式:Ba2++SO + 2H++2OH-===BaSO4↓+2H2O。
(2)写出实验III和IV中可能发生反应的离子方程式。
III.__________________________________________;
IV._____________________________________________。
H++OH-===H2O、Cl-+Ag+===AgCl↓
溶液中肯定存在的离子是Ba2+、OH-、Cl-;设各离子数目均为N,根据电荷守恒规律:2×N=1×N+1×N,满足电荷守恒,溶液呈电中性,所以确定溶液中无钾离子。
(3)如溶液中各种离子的浓度相等,确定溶液中______(填“有”或“无”)K+,判断依据是__________________________________________
________________________。
返回
无
溶液中一定有Ba2+、Cl-、OH- ,浓度相等
时电荷守恒,所以无K+