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第3讲 离子反应的应用
1.离子共存的本质
几种离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间 ；若离子之间能 ，则不能大量共存。
2.判断离子能否大量共存的“四个要点”
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
离子 Cu2＋ Fe3＋ Fe2＋ MnO4-
溶液颜色 蓝色 棕黄色 浅绿色 紫红色
不发生任何反应
发生反应
考点一 离子共存的判断
无色 ≠澄清
(2)二性——溶液的酸碱性
(3)三特殊——三种特殊情况：
①在酸性溶液中，OH－及弱酸根阴离子(如CO32－、SO32－、S2－、CH3COO－等)不能大量存在。②在碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子(如NH4＋、Al3＋、Fe3＋等)不能大量存在。
①AlO2－与HCO3－不能大量共存：AlO2－＋HCO3－＋H2O=Al(OH)3↓＋CO32－。②NH4+与CH3COO－、CO32－，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，它们在溶液中仍能大量共存。③“NO3－＋H＋”组合具有强氧化性，能与S2－、Fe2＋、I－、SO32－等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
若阴、阳离子发生水解相互促进的反应，水解程度较大而不能大量共存，有的甚至水解完全。如：
特别提醒：发生微弱双水解的离子能共存，例如NH4+与CO32—、 HCO3-、 CH3COO-，Mg2+与HCO3-等组合。
常见的、典型的双水解反应（彻底）：
①Al3＋与AlO2－、CO32－、HCO3－、 HS－、S2－、SiO32－
② Fe3＋与AlO2－、CO32－、HCO3－ 、SiO32－
③ NH4＋与SiO32－、AlO2－
(4)四反应——四种反应类型
四反应是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＋等。③相互促进的水解反应：如Al3＋与CO32－、HCO3－或AlO2－等。④络合反应：如Fe3＋与SCN－等。
提升关键能力
一、判断离子共存，注意附加条件
1.下列溶液中，离子一定能大量共存的有哪些？
(1)使酚酞溶液变红的溶液：Na＋、Cl－、SO42－、Fe3＋(2)使紫色石蕊溶液变红的溶液：Fe2＋、Mg2＋、NO3－、Cl－(3)常温下，c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：NH4+、Al3＋、SO42－、NO3－(4)碳酸氢钠溶液：K＋、SO42－、Cl－、H＋(5)含大量Fe3＋的溶液中：NH4+、Na＋、Cl－、SCN－(6)强碱溶液中：Na＋、K＋、AlO2－、CO32－(7)常温下，pH＝1的溶液中：K＋、Fe2＋、Cl－、NO3－(8)加入铝粉有氢气产生的溶液中：K＋、Na＋、CO32－、SO42－(9)由水电离出的c水(H＋)＝1×10－12 mol·L－1的溶液：Na＋、K＋、Cl－、NO3－(10)c(H＋)∶c(OH－)＝1∶10－2的溶液：K＋、Ba2＋、ClO－、CO32－
(11)澄清透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、Br－、Cl－
√
√
√
溶液中离子共存的判断技巧
归纳总结
(1)审清题干要求的关键词语，如“一定大量共存”“可能大量共存”或“不能大量共存”等。
(2)规避颜色陷阱，如“无色溶液”“透明溶液”等。
(3)注意离子共存的条件，如酸性、碱性及特殊离子存在。
二、因氧化还原反应不能大量共存的离子判断
2.(1)判断下表中所列离子能否发生氧化还原反应。
S2－ SO32－ I－ Fe2＋ Br－ Cl－
MnO4-(H＋)
ClO－ (酸性)
NO3－(H＋) — —
Fe3＋
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
×
×
×
(2)S2－与 SO32－ ，Cl—与ClO—在碱性条件下能否大量共存：____(填“能”或“不能”)。写出上述两组离子在酸性条件下反应的离子方程式：
；
。
能
Cl－＋ClO－＋2H＋=Cl2↑＋H2O
2S2－＋SO32－＋6H＋=3S↓＋3H2O
1.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(证据)
Mg2＋ NaOH溶液 开始产生 色沉淀，NaOH溶液过量沉淀________
Al3＋ NaOH溶液 开始产生 色沉淀，NaOH溶液过量沉淀_____
白
不溶解
白
溶解
考点二 离子的检验和推断
阳离子 试剂 实验现象(证据)
Fe2＋ NaOH溶液 先产生 色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为 色
K3[Fe(CN)6] (铁氰化钾)溶液 产生 色沉淀
Fe3＋ NaOH溶液 产生 色沉淀
Cu2＋ NaOH溶液 产生 色沉淀
白
红褐
蓝
红褐
蓝
(2)依据生成的气体检验或推断
变蓝
3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓
(3)依据显示特殊颜色检验或推断
阳离子 试剂或方法 实验现象(证据)
H＋ 紫色石蕊溶液 溶液变____
Na＋ 焰色试验 ____色火焰
K＋ 焰色试验 色火焰(透过蓝色钴玻璃)
Fe3＋ KSCN溶液 溶液呈 色
Fe2＋ 先加KSCN溶液再加氯水 先无明显变化，后变 色
红
黄
紫
红
红
2.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(证据)
Cl－ Br－ I－ AgNO3溶液和稀HNO3 产生 沉淀：AgCl
产生 沉淀：AgBr
产生 沉淀：AgI
SO42－ 稀盐酸和BaCl2溶液 加稀盐酸 现象，再加BaCl2溶液产生 沉淀
CO32－ CaCl2溶液和稀盐酸 加CaCl2溶液产生 沉淀，再加稀盐酸沉淀 ，产生无色 气体
白色
淡黄色
黄色
无明显
白色
白色
溶解
无味
(2)依据生成的气体检验或推断
阴离子 试剂 实验现象(证据)
CO32－ 稀盐酸和澄清石灰水 产生无色、无味能使澄清石灰水 的气体
HCO3－ 稀盐酸和澄清石灰水 产生无色、无味能使澄清石灰水 的气体
CO32－ 稀H2SO4和品红溶液 加稀硫酸产生有 的气体，且气体能使 褪色
HSO3－ 稀H2SO4和品红溶液 加稀硫酸产生有 的气体，且气体能使 褪色
变浑浊
变浑浊
刺激性气味
品红溶液
刺激性气味
品红溶液
(3)依据显示的特殊颜色检验或推断
①
红
黄
②
Br－
I－
有机层
(下层)
橙红色，表明有____
紫红色，表明有___
Br－
I－
蓝
I－
OH—
滴入酚酞溶液，溶液变 色
滴入紫色石蕊溶液，溶液变 色
×
√
×
×
√
×
离子检验中的常见干扰离子以及排除措施
易错警示
3.某澄清溶液中含有下表离子中的一种或多种。
二、依据图像推断离子
分别取它的水溶液两份进行实验，结果如下：
①向一份溶液中加入过量盐酸，产生气泡，溶液颜色变深，但仍澄清；
②继续向①溶液中加入少许四氯化碳，振荡，静置，下层呈现紫红色，上层溶液呈现黄色；
③向另一份溶液中加入过量氢氧化钠溶液，产生沉淀质量与加入碱液的体积关系如图所示。
根据以上信息，回答下列问题：
(1)原溶液中肯定含有的离子是____________________。
(2)①中生成的气体是____(填化学符号)，它具有的性质是______(填字母)。
A.无色无味 B.能被NaOH溶液吸收
C.属于大气污染物 D.难溶于水
NO
ACD
(3)①中发生反应的离子方程式有__________________________________________
__________________________________________________________________。
(4)③中沉淀溶解的化学方程式是____________________________________。
Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O
三、从定性、定量的角度推断离子或物质
①用pH试纸检验，溶液呈强酸性　②取溶液适量，加入少量CCl4和数滴新制氯水，振荡，CCl4层呈紫红色　③该溶液的焰色试验没有黄色；根据以上实验结果，下列推断正确的是
A.向该溶液中加入BaCl2不一定能观察到白色沉淀
√
①向第一份中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生；
②向第二份中加入足量NaOH溶液后加热，收集到气体 0.896 L(标准状况)；
③向第三份中加入足量BaCl2溶液，得到沉淀6.27 g，沉淀经足量盐酸洗涤后，剩余2.33 g。
试回答下列问题：
(1)肯定存在的离子有_______________________，肯定不存在的离子有____________。
Mg2＋、Fe3＋
(2)可能存在的离子是____，为确定该离子是否存在，可取少许原溶液，然后______
___________________________________________________________________________________________________________(填实验操作)。
Cl－　 加入足量的稀硝酸和硝酸钡溶液，过滤，向滤液中滴入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明有Cl－存在，否则不存在
5.有一混合物的水溶液，可能含有以下离子中的若干种：K＋、NH4＋、Cl－、Mg2＋、Fe3＋、CO32－、SO42－，现取三份各100 mL溶液进行如下实验：
(3)试分别确定肯定存在的离子在原溶液中各自的物质的量浓度：_________________
_________________________________________________________________________。
用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
必做实验提升(一)
1.粗食盐水中常含有的杂质离子：Ca2＋、Mg2＋、SO42-。
2.粗盐的除杂原理及规律
(1)加入试剂的顺序：BaCl2必须在Na2CO3之前加。
(2)过滤之后再加入稀盐酸除去过量的Na2CO3和NaOH。
(3)除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序。
(4)除杂时，每次所加试剂都要略微过量是为了将杂质离子完全沉淀而除去。
1.某溶液中含有较大量的Cl－、 CO32- 和OH－3种阴离子，如果只取一次该溶液就能够分别将3种阴离子依次检验出来，下列实验操作顺序正确的是
①滴加过量Mg(NO3)2溶液　②过滤　③滴加过量AgNO3溶液　④滴加过量Ba(NO3)2溶液
A.①②④②③ B.④②①②③
C.①②③②④ D.④②③②①
1
2
√
实验操作(取少量或适量待检溶液于试管中，加入……试剂，再加入……试剂)

现象描述(①溶液由……变为……，②若有……生成，③若没有……等)

得出结论(如“若……说明……，若……说明……”)
答题规范（1）离子反应的规范解答及实际应用
检验装置D内溶液中有SO32－无 SO42－的实验操作和现象是______________________
__________________________________________________________________________________________________。
取少量装置D内溶液于试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入足量稀盐酸后，沉淀完全溶解，放出无色有刺激性气味的气体
1.按要求回答下列问题：
(1)结晶析出Na2S2O3·5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论：_________
__________________________________________________________________________________________________________________________。
已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解： ＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
(2)榴石矿石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。试设计实验证明榴石矿石中含有FeO(试剂任选，说明实验操作与现象)：____________________________
_______________________________________________________________________________。
取矿石少许，加稀硫酸充分溶解后，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，证明矿石中含有FeO(不能加盐酸溶解)
取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层溶液(或过滤，取滤液)于一试管中，滴加BaCl2溶液，若产生白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质(合理即可)
2.为了探究AgNO3的氧化性，某化学兴趣小组设计了如下实验。
将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag＋除尽后，进行了如下实验，可选用试剂：KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。
请完成下表：
操作 现象 结论
取少量除尽Ag＋后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡 存在Fe3＋
取少量除尽Ag＋后的溶液于试管中，加入________________，振荡 存在Fe2＋
溶液呈红色
K3[Fe(CN)6]溶液
产生蓝色沉淀
【实验结论】 Fe的氧化产物为Fe2＋和Fe3＋。
1.(2021·湖南，12)对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是
1
2
3
√
4
5
1
2
3
4
5
4.(2019·上海，12)能证明亚硫酸钠部分变质所需要的试剂是
A.硝酸钡，稀硫酸 B.稀盐酸，氯化钡
C.稀硫酸，氯化钡 D.稀硝酸，氯化钡
√
继续滴加HCl至无气泡产生

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