第5讲-离子反应与离子共存(课件 练习(含解析) 学案)2025届高中化学一轮复习

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第5讲-离子反应与离子共存(课件 练习(含解析) 学案)2025届高中化学一轮复习

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第 5 讲
离子反应与离子共存
2025
2025:基于主题教学的高考化学一轮复习专题系列讲座
2024全国甲卷-2题 选择题中离子方程式的正确书写
2024全国甲卷-26题 流程题中陌生离子方程式的书写
2024全国新课标卷-4题 选择题中离子方程式的正确书写
2024全国新课标卷-26题 流程题中陌生离子方程式的书写
2024北京卷-5题 选择题中离子方程式的正确书写
2024北京卷-18题 用离子方程式解释流程题中的某些现象
2024北京卷-19题 无机反应中离子方程式的常规考查
2024河北卷-15题 实验题中根据反应物和生成物正确书写离子反应方程式
2024河北卷-16题 流程题中陌生离子方程式的书写
2024年——离子反应与离子共存考向考点统计
2024山东卷-18题 根据流程中推断出的某种物质书写离子方程式
2024江苏卷-16题 原理题中简单离子方程式的书写
2024浙江卷1月-5题 离子共存的判断
2024浙江卷1月-18题 流程题中给出反应物与生成物书写正确的离子方程式
2024浙江卷6月-8题 选择题中离子方程式的正确书写
2024浙江卷6月-18题 流程题中根据物质书写正确的离子方程式
2024湖南卷-6题 选择题中离子方程式的正误判断
2024湖南卷-16题 流程题中陌生离子方程式的书写
2024年——离子反应与离子共存考向考点统计
2024湖北卷-18题 实验题中根据实验原理正确书写离子方程式
2024上海卷-6题 实验题中根据物质书写正确的离子方程式
2024安徽卷-16题 用离子方程式解释实验题中的某些现象
2024甘肃卷-11题 选择题小流程中离子方程式的正误判断
2024黑吉辽卷-13题 选择题小流程中离子方程式的正误判断
2024黑吉辽卷-16题 流程题中陌生离子方程式的书写
2024年——离子反应与离子共存考向考点统计
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
重温经典
模型建构
名师导学
2023
知识重构
离子反应及离子共存命题特点
离子反应最为常见两种命题方式:
第一种是客观中以教材基础知识为内容的离子反应方程式判定或者在给定条件下进行离子共存判定。离子共存判断只有部分新高考省市出现,但是多以离子反应方程式正误判断较多。
第二种是在主观题中结合试题提供的信息在离子反应及氧化还原反应理论基础书写相应离子方程式。
离子反应及离子共存命题特点
电解质相关概念
电解质:在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物;
非电解质:在水溶液中和熔融状态下都不能够导电的化合物。
电解质应是一定条件下本身电离而导电的化合物;CO2、SO2、SO3、NH3溶于水后也导电,却是与水反应生成新物质后因电离而导电的,不是本身电离导电的,故属于非电解质。
离子型电解质(强碱、大部分可溶盐)在水溶液中和熔融状态都可以电离。金属氧化物在熔融状态下可以电离。共价型电解质(酸、部分弱碱)在水溶液中可以电离。




电离及电离方程式书写
电离:电解质产生阴阳离子的过程。
电离方程式:用来表示电解质产生离子的过程的式子。
强电解质 弱电解质
概念 水溶液中全部电离的电解质 水溶液中部分电离的电解质
注意 与溶解度无关
电离程度 在水溶液中完全电离 在水溶液中部分电离
电离过程 不可逆过程 可逆过程,存在电离平衡
表示方法 电离方程式用“=” 电离方程式用“ ”
实例 强酸:2、HNO3、H2SO4、HBr、HI、HClO4等 强碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2 绝大多数盐:BaSO4、AgCl、CaCO3 弱酸:HF、HClO、H2S、H2SO3、H3PO4、H2CO3、H2SiO3、CH3COOH等。
弱碱:NH3·H2O、Al(OH)3等不溶性碱
水:H2O
电离及电离方程式书写
要点提示:
电解质的强弱是以电离的程度来区分的,与物质的溶解度、溶液的导电能力没有必然联系。如BaSO4、CaCO3等虽然在水中溶解度很小,溶液的导电性很差,但是由于都是离子化合物,溶于水的部分是全部电离的,是强电解质。
HCl=H++Cl-
NaOH=Na++OH-
NaCl=Na++Cl-
NaHSO4=Na++H++SO42-
HCl = H+ + Cl-
NaOH = Na+ + OH-
NaCl = Na+ + Cl-
NaHSO4 = Na+ + H+ + SO42-
NaHCO3 = Na+ + HCO3-
HCO3- H+ + CO32-
HF H+ + F-
H2CO3 H+ + HCO3-
HCO3- H+ + CO32-
电解质电离方程式书写一般规律
离子反应
概念:有离子参加或有离子生成的反应统称为离子反应。
离子反应的本质
离子反应的本质是溶液中某些物质的物质的量的减少(离子间不共存)。
常见离子不共存类型
复分解型:离子结合产生沉淀气体水;
氧化还原型:离子间发生氧化还原反应;
络合型:离子间发生络合反应。
离子方程式
离子方程式:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
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。
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
例1(2024·全国甲卷·2)下列过程对应的离子方程式正确的是 (  )
A.用氢氟酸刻蚀玻璃: SiO32- + 4F- + 6H+ SiF4↑ + 3H2O
B.用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板: 2Fe3+ + 3Cu 3Cu2+ + 2Fe
C.用硫代硫酸钠溶液脱氯: S2O32- + 2Cl2 + 3H2O 2S + 4Cl- + 6H+
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙: CaSO4 + CO32- CaCO3 + SO42-
例1(2024·全国甲卷·2)下列过程对应的离子方程式正确的是(  )
A. 用氢氟酸刻蚀玻璃: SiO32- + 4F- + 6H+ SiF4↑ + 3H2O
B. 用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板: 2Fe3+ + 3Cu 3Cu2+ + 2Fe
C. 用硫代硫酸钠溶液脱氯: S2O32- + 2Cl2 + 3H2O 2S + 4Cl- + 6H+
D. 用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙: CaSO4 + CO32- CaCO3 + SO42-
A.玻璃的主要成分为 SiO2,用氢氟酸刻蚀玻璃时,SiO2 和氢氟酸反应生成 SiF4 气体和水,反应的方程式为 SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O,A 错误;
B.Fe3+ 可以将 Cu 氧化成 Cu2+,三氯化铁刻蚀铜电路板时反应的离子方程式为 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+,B 错误;
【详解】
例1(2024·全国甲卷·2)下列过程对应的离子方程式正确的是 (  )
A. 用氢氟酸刻蚀玻璃: SiO32- + 4F- + 6H+ SiF4↑ + 3H2O
B. 用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板: 2Fe3+ + 3Cu 3Cu2+ + 2Fe
C. 用硫代硫酸钠溶液脱氯: S2O32- + 2Cl2 + 3H2O 2S + 4Cl- + 6H+
D. 用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙: CaSO4 + CO32- CaCO3 + SO42-
【详解】
C.氯气具有强氧化性,可以氧化硫代硫酸根成硫酸根,氯气被还原为氯离子,反应的离子方程式为 SiO32- + 4Cl2 + 5H2O = 2SO42- + 8Cl- + 10H+,C 错误;
D.碳酸钙的溶解度小于硫酸钙,可以用碳酸钠溶液浸泡水垢使硫酸钙转化为疏松、易溶于酸的碳酸钙,反应的离子方程式为CaSO4 + CO32- = CaCO3 + SO42- ,D 正确,故选 D。
例2(2024·新课标卷·4)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是(  )
A. 试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:
B. 工业废水中的 Pb2+ 用 FeS 去除:
C. 海水提溴过程中将溴吹入 SO2 吸收塔:
D. 用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:
例2(2024·新课标卷·4)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是(  )
A. 试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:
B. 工业废水中的 Pb2+ 用 FeS 去除:
C. 海水提溴过程中将溴吹入 SO2 吸收塔:
D. 用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:
【详解】
A.试管壁上的银镜用稀硝酸清洗,银溶于稀硝酸生成硝酸银和一氧化氮 气体,该反应的离子方程式为 ,A 不正确;
例2(2024·新课标卷·4)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是(  )
A. 试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:
B. 工业废水中的 Pb2+ 用 FeS 去除:
C. 海水提溴过程中将溴吹入 SO2 吸收塔:
D. 用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:
【详解】
B.由于 PbS 的溶解度远远小于 FeS,因此,工业废水中的 Pb2+ 用 Fe S去除,该反应的离子方程为 ,B 不正确;
例2(2024·新课标卷·4)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是(  )
A. 试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:
B. 工业废水中的 Pb2+ 用 FeS 去除:
C. 海水提溴过程中将溴吹入 SO2 吸收塔:
D. 用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:
【详解】
C.海水提溴过程中将溴吹入 SO2 吸收塔,在水溶液中将 Br2 还原为 Br- ,该反应的离子方程式为 ,C 正确;
例2(2024·新课标卷·4)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是(  )
A. 试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:
B. 工业废水中的 Pb2+ 用 FeS 去除:
C. 海水提溴过程中将溴吹入 SO2 吸收塔:
D. 用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:
【详解】
D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度,H2C2O4被氧化为CO2,H2C2O4属于弱酸,该反应的离子方程式为 ,D 不正确,故选 C。
例3(2024·湖南卷·6)下列过程中,对应的反应方程式错误的是 (  )
A 《天工开物》记载用炉甘石(ZnCO3)火法炼锌 2ZnCO3 + C 2Zn + 3CO2↑
B CaH2用作野外生氢剂 CaH2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2H2↑
C 饱和Na2CO3溶液浸泡锅炉水垢 CaSO4(s) + CO32-(aq) CaCO3(s) + SO42-(aq)
D 绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性工业废水中的Cr2O72- 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
【详解】
A.火法炼锌过程中C作还原剂,ZnCO3 在高温条件下分解为 ZnO、CO2,CO2 与 C 在高温条件下生成还原性气体 CO,CO 还原 ZnO 生成 Zn,因此总反应为 ,A 错误;
例3(2024·湖南卷·6)下列过程中,对应的反应方程式错误的是 (  )
A 《天工开物》记载用炉甘石(ZnCO3)火法炼锌 2ZnCO3 + C 2Zn + 3CO2↑
B CaH2用作野外生氢剂 CaH2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2H2↑
C 饱和Na2CO3溶液浸泡锅炉水垢 CaSO4(s) + CO32-(aq) CaCO3(s) + SO42-(aq)
D 绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性工业废水中的Cr2O72- 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
A 《天工开物》记载用炉甘石(ZnCO3)火法炼锌 2ZnCO3 + C 2Zn + 3CO2↑
B CaH2用作野外生氢剂 CaH2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2H2↑
C 饱和Na2CO3溶液浸泡锅炉水垢 CaSO4(s) + CO32-(aq) CaCO3(s) + SO42-(aq)
D 绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性工业废水中的Cr2O72- 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
【详解】
B.CaH2为活泼金属氢化物,因此能与H2O发生归中反应生成碱和氢气,反应方程式为 ,B 正确;
例3(2024·湖南卷·6)下列过程中,对应的反应方程式错误的是 (  )
A 《天工开物》记载用炉甘石(ZnCO3)火法炼锌 2ZnCO3 + C 2Zn + 3CO2↑
B CaH2用作野外生氢剂 CaH2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2H2↑
C 饱和Na2CO3溶液浸泡锅炉水垢 CaSO4(s) + CO32-(aq) CaCO3(s) + SO42-(aq)
D 绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性工业废水中的Cr2O72- 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
【详解】
C.锅炉水垢中主要成分为 CaSO4、MgCO3 等,由于溶解性:CaSO4>CaCO3,因此向锅炉水垢中加入饱和Na2CO3溶液,根据难溶物转化原则可知CaSO4转化为CaCO3,反应方程式为 , C 正确;
例3(2024·湖南卷·6)下列过程中,对应的反应方程式错误的是 (  )
A 《天工开物》记载用炉甘石(ZnCO3)火法炼锌 2ZnCO3 + C 2Zn + 3CO2↑
B CaH2用作野外生氢剂 CaH2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2H2↑
C 饱和Na2CO3溶液浸泡锅炉水垢 CaSO4(s) + CO32-(aq) CaCO3(s) + SO42-(aq)
D 绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性工业废水中的Cr2O72- 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
【详解】
D.Cr2O72- 具有强氧化性,加入具有还原性的 Fe2+,二者发生氧化还原反应生成 Fe3+、Cr3+,Cr 元素化合价由+6降低至+3,Fe 元素化合价由+2升高至+3,根据守恒规则可知反应离子方程式为 ,D 正确;故选 A。
例3(2024·湖南卷·6)下列过程中,对应的反应方程式错误的是 (  )
例4(2022·湖北卷)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A.在0.1 mol·L-1氨水中:Ag+、Cu2+、NO3-、SO32-
B.在0.1 mol·L-1氯化钠溶液中:Fe3+、I-、Ba2+、HCO3-
C.在0.1 mol·L-1醋酸溶液中:SO42-、NH4+、Br-、H+
D.在0.1 mol·L-1硝酸银溶液中:K+、Cl-、Na+、CO32-
【答案】C
【分析】
通过试题提供一定的前提条件判定给出离子间共存的状况,考查学生的必备知识的符号语言的认知水平及能否正确判断出不同情况下离子共存关系,题干中的前提条件为不同电解质溶液考查学生对电解质电离的认知水平。试题评价能力的目标主要有对前提条件的分析与相应知识的辨析能力水平。
例4(2022·湖北卷)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A.在0.1 mol·L-1氨水中:Ag+、Cu2+、NO3-、SO32-
B.在0.1 mol·L-1氯化钠溶液中:Fe3+、I-、Ba2+、HCO3-
C.在0.1 mol·L-1醋酸溶液中:SO42-、NH4+、Br-、H+
D.在0.1 mol·L-1硝酸银溶液中:K+、Cl-、Na+、CO32-
【详解】
A.氨水显碱性,会与Ag+、Cu2+反应,不能大量共存,A项错误;
B.Fe3+、I-会发生氧化还原反应,不能大量共存,B项错误;
C.醋酸显酸性,在醋酸溶液中SO42-、NH4+、Br-、H+均不会发生反应,能大量共存,C项正确;
D.硝酸银中的银离子会与氯离子反应生成沉淀,不能大量共存,D项错误;
例4(2022·湖北卷)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A.在0.1 mol·L-1氨水中:Ag+、Cu2+、NO3-、SO32-
B.在0.1 mol·L-1氯化钠溶液中:Fe3+、I-、Ba2+、HCO3-
C.在0.1 mol·L-1醋酸溶液中:SO42-、NH4+、Br-、H+
D.在0.1 mol·L-1硝酸银溶液中:K+、Cl-、Na+、CO32-
例5(2021·重庆卷)25°时, 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.1.0 mol·L-1氯化钡溶液中: Mg2+、K+、Br-、SO42-
B.1.0 mol·L-1硫酸中: A13+、 Na+、Cl-、NO3-
C.pH=1l 的氨水中: Fe2+、 Na+、NO3-、ClO-
D.pH=1的硝酸中: Fe3+、K+、I-、SO42-
【答案】B
例5(2021·重庆卷)25°时, 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.1.0 mol·L-1氯化钡溶液中: Mg2+、K+、Br-、SO42-
B.1.0 mol·L-1硫酸中: A13+、 Na+、Cl-、NO3-
C.pH=1l 的氨水中: Fe2+、 Na+、NO3-、ClO-
D.pH=1的硝酸中: Fe3+、K+、I-、SO42-
【分析】
通过试题提供一定的前提条件判定给出离子间共存的状况,评价学生的必备知识的符号语言的认知水平及能否正确判断出不同情况下离子共存关系,试题前提条件中不仅设计电解质溶液信息以及溶液的pH不仅评价学生对电解质电离的认识和溶液酸碱性的认识。同时评价学生对多重信息的分析、筛选能力。
例5(2021·重庆卷)25°时, 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.1.0 mol·L-1氯化钡溶液中: Mg2+、K+、Br-、SO42-
B.1.0 mol·L-1硫酸中: A13+、 Na+、Cl-、NO3-
C.pH=1l 的氨水中: Fe2+、 Na+、NO3-、ClO-
D.pH=1的硝酸中: Fe3+、K+、I-、SO42-
【详解】
A.Ba2+与SO42-生成BaSO4,不能大量共存,A项错误;
B.该条件下各离子之间不发生反应,可以大量共存,B项正确;
C. Fe2+会与氨水反应生成Fe(OH)2沉淀,不能大量共存,C项错误;
D.硝酸是强氧化剂会与具有还原性的I-发生氧化还原反应,不能大量共存,D项错误;
例6(2021·湖南卷)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
粒子组 判断和分析
A Na+、Al3+、Cl-、NH3·H2O 不能大量共存,因发生反应:
Al3++4NH3·H2O=AlO2-+4NH4++2H2O
B H+、K+、S2O32-、SO42- 不能大量共存,因发生反应:
2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O
C Na+、Fe3+、SO42-、H2O2 能大量共存,粒子间不反应
D H+、Na+、Cl-、MnO4- 能大量共存,粒子间不反应
【答案】B
例6(2021·湖南卷)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
粒子组 判断和分析
A Na+、Al3+、Cl-、NH3·H2O 不能大量共存,因发生反应:
Al3++4NH3·H2O=AlO2-+4NH4++2H2O
B H+、K+、S2O32-、SO42- 不能大量共存,因发生反应:
2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O
C Na+、Fe3+、SO42-、H2O2 能大量共存,粒子间不反应
D H+、Na+、Cl-、MnO4- 能大量共存,粒子间不反应
【分析】
该试题在离子共存基础上添加了离子反应方程式的判断,不仅考查学生离子不共存的判定同时考查离子方程式书写一般规律。针对离子反应方程式书写规律及物质的基础掌握水平也做出了考查。在评价学生基础知识水平的同时也利用符号和内容的正误判定评价学生的辨析能力和分析能力水平。
例6(2021·湖南卷)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
粒子组 判断和分析
A Na+、Al3+、Cl-、NH3·H2O 不能大量共存,因发生反应:
Al3++4NH3·H2O=AlO2-+4NH4++2H2O
B H+、K+、S2O32-、SO42- 不能大量共存,因发生反应:
2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O
C Na+、Fe3+、SO42-、H2O2 能大量共存,粒子间不反应
D H+、Na+、Cl-、MnO4- 能大量共存,粒子间不反应
【详解】
A.Al3+和NH3·H2O生成Al(OH)3沉淀而不是AlO2-,故A错误;
B.S2O32-和H+反应生成单质硫、二氧化硫和水,离子方程式为:2H++ S2O32-=S↓+SO2↑+H2O,故B正确;
例6(2021·湖南卷)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
粒子组 判断和分析
A Na+、Al3+、Cl-、NH3·H2O 不能大量共存,因发生反应:
Al3++4NH3·H2O=AlO2-+4NH4++2H2O
B H+、K+、S2O32-、SO42- 不能大量共存,因发生反应:
2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O
C Na+、Fe3+、SO42-、H2O2 能大量共存,粒子间不反应
D H+、Na+、Cl-、MnO4- 能大量共存,粒子间不反应
【详解】
C.Fe3+做催化剂促进H2O2分解,不能大量共存,故C错误;
D.在酸性条件下MnO4-能将Cl-氧化为Cl2,不能大量共存,故D错误;
例7(2021·北京卷)使用如图装置(搅拌装置略)探究溶液离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭)→亮”现象的是
选项 A B C D
试剂a CuSO4 NH4HCO3 H2SO4 CH3COOH
试剂b Ba(OH)2 Ca(OH)2 Ba(OH)2 NH3·H2O
例7(2021·北京卷)使用如图装置(搅拌装置略)探究溶液离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭)→亮”现象的是
选项 A B C D
试剂a CuSO4 NH4HCO3 H2SO4 CH3COOH
试剂b Ba(OH)2 Ca(OH)2 Ba(OH)2 NH3·H2O
【答案】D
【分析】
该试题通过实验情景,考查学生对电解质及电离和离子反应相关知识的理解和认知水平。同时利用图像和文字信息评价学生的对信息的理解和分析能力以及对相关知识的辨析能力。
例7(2021·北京卷)使用如图装置(搅拌装置略)探究溶液离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭)→亮”现象的是
选项 A B C D
试剂a CuSO4 NH4HCO3 H2SO4 CH3COOH
试剂b Ba(OH)2 Ca(OH)2 Ba(OH)2 NH3·H2O
A.Ba(OH)2与CuSO4发生离子反应:Ba2++2OH-+Cu2++SO42-=BaSO4↓+Cu(OH)2↓,随着反应的进行,溶液中自由移动的离子浓度减小,灯泡变暗,当二者恰好反应时,溶液中几乎不存在自由移动的微粒,灯泡完全熄灭。当CuSO4溶液过量时,其电离产生的Cu2+、SO42-导电,使灯泡逐渐又变亮,A不符合题意;
【详解】
例7(2021·北京卷)使用如图装置(搅拌装置略)探究溶液离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭)→亮”现象的是
选项 A B C D
试剂a CuSO4 NH4HCO3 H2SO4 CH3COOH
试剂b Ba(OH)2 Ca(OH)2 Ba(OH)2 NH3·H2O
【详解】
B.Ca(OH)2与NH4HCO3发生离子反应:Ca2++2OH-+NH4++HCO3-=CaCO3↓+H2O+NH3·H2O,随着反应的进行,溶液中自由移动离子浓度减小,灯泡逐渐变暗,当二者恰好反应时,溶液中自由移动的微粒浓度很小,灯泡很暗。当 NH4HCO3溶液过量时,其电离产生的NH4+、 HCO3-导电,使灯泡逐渐又变亮,B不符合题意;
例7(2021·北京卷)使用如图装置(搅拌装置略)探究溶液离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭)→亮”现象的是
选项 A B C D
试剂a CuSO4 NH4HCO3 H2SO4 CH3COOH
试剂b Ba(OH)2 Ca(OH)2 Ba(OH)2 NH3·H2O
【详解】
C.Ba(OH)2与H2SO4发生离子反应:Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O,随着反应的进行,溶液中自由移动的离子浓度减小,灯泡变暗,当二者恰好反应时,溶液中几乎不存在自由移动的微粒,灯泡完全熄灭。当H2SO4溶液过量时,其电离产生的H+、SO42-导电,使灯泡逐渐又变亮,C不符合题意;
例7(2021·北京卷)使用如图装置(搅拌装置略)探究溶液离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭)→亮”现象的是
选项 A B C D
试剂a CuSO4 NH4HCO3 H2SO4 CH3COOH
试剂b Ba(OH)2 Ca(OH)2 Ba(OH)2 NH3·H2O
【详解】
D.CH3COOH与氨水发生离子反应:CH3COOH+NH3·H2O=CH3COO-+NH4++H2O,反应后自由移动的离子浓度增大,溶液导电能力增强,灯泡更明亮,不出现亮—灭(或暗)—亮的变化,D符合题意。
例7(2021·北京卷)使用如图装置(搅拌装置略)探究溶液离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭)→亮”现象的是
选项 A B C D
试剂a CuSO4 NH4HCO3 H2SO4 CH3COOH
试剂b Ba(OH)2 Ca(OH)2 Ba(OH)2 NH3·H2O
【详解】
D.CH3COOH与氨水发生离子反应:CH3COOH+NH3·H2O=CH3COO-+NH4++H2O,反应后自由移动的离子浓度增大,溶液导电能力增强,灯泡更明亮,不出现亮—灭(或暗)—亮的变化,D符合题意。
例8(2019·天津卷)下列离子方程式能用来解释相应实验现象的是
实验现象 离子方程式
A 向氢氧化镁悬浊液中滴加氯化铵溶液,沉淀溶解 Mg(OH)2+2NH4+=Mg2++2NH3·H2O
B 向沸水中滴加饱和氯化铁溶液得到红褐色液体 Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+
C 二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色 3SO2+2MnO4-+4H+=3SO42-+2Mn2++2H2O
D 氧化亚铁溶于稀硝酸 FeO+2H+=Fe2++H2O
实验现象 离子方程式
A 向氢氧化镁悬浊液中滴加氯化铵溶液,沉淀溶解 Mg(OH)2+2NH4+=Mg2++2NH3·H2O
B 向沸水中滴加饱和氯化铁溶液得到红褐色液体 Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+
C 二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色 3SO2+2MnO4-+4H+=3SO42-+2Mn2++2H2O
D 氧化亚铁溶于稀硝酸 FeO+2H+=Fe2++H2O
【答案】A
【分析】
该试题实验情景主题,考查学生对常见物质的基础知识掌握情况,同时考查学生对离子反应方程式书写规律的掌握情况。
例8(2019·天津卷)下列离子方程式能用来解释相应实验现象的是
例8(2019·天津卷)下列离子方程式能用来解释相应实验现象的是
实验现象 离子方程式
A 向氢氧化镁悬浊液中滴加氯化铵溶液,沉淀溶解 Mg(OH)2+2NH4+=Mg2++2NH3·H2O
B 向沸水中滴加饱和氯化铁溶液得到红褐色液体 Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+
A、氢氧化镁碱性强于氨水,故A能用来解释相应实验现象;
B、制氢氧化铁胶体条件是加热,在化学式后注明胶体,得不到沉淀,离子方程式为:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,故B不能用来解释相应实验现象;
【详解】
实验现象 离子方程式
C 二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色 3SO2+2MnO4-+4H+=3SO42-+2Mn2++2H2O
D 氧化亚铁溶于稀硝酸 FeO+2H+=Fe2++H2O
【详解】
C、电荷不守恒,正确的离子方程式为:5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++4H++5SO42-,故C不能用来解释相应实验现象;
D、硝酸具有强氧化性,其可将亚铁氧化成铁离子,正确的离子方程式为:3FeO+10H++NO3-=3Fe3++NO↑+5H2O,故D不能用来解释相应实验现象;
例8(2019·天津卷)下列离子方程式能用来解释相应实验现象的是
例9(2024·河北卷·15)市售的溴(纯度99%)中含有少量的 Cl2 和 I2,某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理,设计实验制备高纯度的溴。回答下列问题:(2)将D中溶液转移至_______(填仪器名称)中,边加热边向其中滴加酸化的 KMnO4 溶液至出现红棕色气体,继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成 I2 的离子方程式为_______。
【详解】
例9(2024·河北卷·15)市售的溴(纯度99%)中含有少量的 Cl2 和 I2,某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理,设计实验制备高纯度的溴。回答下列问题:(2)将D中溶液转移至_______(填仪器名称)中,边加热边向其中滴加酸化的 KMnO4 溶液至出现红棕色气体,继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成 I2 的离子方程式为_______。
将D中溶液转移至蒸发皿中,边加热边向其中滴加酸化的 KMnO4 溶液至出现红棕色气体(Br2),即说明KMnO4已将KI全部氧化,发生反应的离子方程式为 ,
KBr几乎未被氧化,继续加热将溶液蒸干所得固体 R 的主要成分为KBr。
例10(2022·全国乙卷)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
向80~90℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤渣②中有MnO2,该步反应的离子方程式为_______。
例10(2022·全国乙卷)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
向80~90℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤渣②中有MnO2,该步反应的离子方程式为_______。
【答案】
Fe2++MnO4-+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+
【分析】
该试题以工业制备为情景,通过流程图提供相应的物质转化关系。考查学生离子方程式书写规律的掌握情况。该试题也利用图像信息和文字信息评价学生对信息的分析与提取能力。
例10(2022·全国乙卷)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
向80~90℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤渣②中有MnO2,该步反应的离子方程式为_______。
【详解】
向80~90℃滤液①中加入KMnO4溶液,可氧化Fe2+,得到Fe(OH)3和MnO2的滤渣②,反应的离子方程式为3Fe2++MnO4-+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+;
例11(2022·辽宁卷)某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制各BiOCl和MnSO4,工艺流程如下:
已知:
①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3,FeS2转变为Fe2O3;
②金属活动性:Fe>(H)>Bi>Cu;
回答下列问题:
生成气体A的离子方程式为_______。
例11(2022·辽宁卷)某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制各BiOCl和MnSO4,工艺流程如下:
已知:
①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3,FeS2转变为Fe2O3;
②金属活动性:Fe>(H)>Bi>Cu;
回答下列问题:
生成气体A的离子方程式为_______。
【答案】
Mn2O3+6H++2Cl-=2Mn2++Cl2↑+3H2O
【详解】
A为氯气,生成气体A的离子方程式为Mn2O3+6H++2Cl-=2Mn2++Cl2↑+3H2O;
【分析】
该试题以工业制备为情景,通过流程图提供相应的物质转化关系。考查学生离子方程式书写规律的掌握情况。该试题也利用图像信息和文字信息评价学生对信息的分析与提取能力。
例12(2021·全国乙卷)磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,TiO2+水解析出TiO2·xH2O沉淀,该反应的离子方程式是_______。
例12(2021·全国乙卷)磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,TiO2+水解析出TiO2·xH2O沉淀,该反应的离子方程式是_______。
【答案】
TiO2+ + (x+1)H2OTiO2·xH2O↓ + 2H+
【详解】
酸溶后将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热,能使TiOSO4完全水解生成TiO2·x H2O沉淀和硫酸,反应的离子方程式为:TiO2++(x+1)H2OTiO2·xH2O↓+2H+
【分析】
该试题以工业制备为情景,通过流程图提供相应的物质转化关系。考查学生离子方程式书写规律的掌握情况。该试题也利用图像信息和文字信息评价学生对信息的分析与提取能力,以及学生是否可以利用类比思想进行模型建构。
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知识重构
离子反应(不共存)的条件:复分解反应型
生成难溶物或微溶物(大量)的离子不能大量共存
阳离子 阴离子
Ba2+、Ca2+、Pb2+ CO32-、SO32-、SO42-、SiO32-、PO43-
Fe3+、Cu2+、Fe2+ OH-、S2-、CO32-、HCO3-、SiO32-、AlO2-
Al3+、Zn2+ OH-、CO32-、HCO3-、SiO32-、AlO2-
H+ SiO32-、AlO2-
生成气体及挥发性物质的离子不能大量共存
离子 不能大量共存的离子
H+ S2O32-、CO32-、SO32-、HCO3-、HSO3-、S2-、HS-
OH- NH4+(浓溶液并加热)
生成难电离物质(水、弱酸、一水合氨等)
H+与酸弱酸根(CH3COO-、CO32-、S2-、SO32-、ClO-等)生成弱酸不能大量共存;OH-与NH4+(稀溶液)生成弱碱不能大量共存;H+与OH-生成水不能大量共存。
离子反应(不共存)的条件:氧化还原型
具有较强氧化性的离子与具有较强还原性的离子会发生氧化还原反应而不能大量共存。
氧化性离子 还原性离子
ClO-、MnO4-(H+)、NO3-(H+)、Fe3+、Cr2O72- Fe2+(可与Fe3+共存)、S2-、I-、SO32-、HS-、HSO3-
当弱酸的酸根与弱碱的阳离子同时存在于水溶液中时,弱酸的酸根水解生成的OH-与弱碱的阳离子水解生成的H+反应生成水,从而使两种离子的水解平衡互相促进而向水解方向移动,甚至完全反应。
离子反应(不共存)的条件:水解相互促进型
常见的因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的离子如下:
(1)Al3+与CO32-、HCO3-、S2-、HS-、AlO2-、SiO32-;
(2)Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、SiO32-。
离子反应(不共存)的条件:络合反应型
离子间因发生络合反应而不能大量共存,常见的反应有如下两种:
I. Fe3+ 与 SCN- 因生成 Fe(SCN)3 而不能大量共存。
II. Ag+ 与 NH3·H2O 因生成 [Ag(NH3)2]+ 而不能大量共存。
离子方程式书写注意问题
正确拆分:书写离子方程式时参加反应的强酸、强碱、可溶性盐在水溶液可以拆成离子符号,酸式盐如果是强酸酸式盐可以拆成酸根离子、碱根离子、氢离子,如果时弱酸酸式盐可以拆成酸式酸根离子、碱根离子。难溶盐、弱碱、金属氧化物不能拆成离子
符号使用恰当:“=”、“ ”、“→”、“↑”、“↓”等符号符合实际。
三守恒:两边原子数、电荷数必须守恒、氧化还原反应离子方程式中氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数要相等。
以客观事实为基础:离子方程式中物质的化学式或者离子符号要符合客观事实或者符合题干信息内容,不可臆造产物及反应。
常见离子方程式书写
氧化还原反应型:
a.找准剂产。根据一般规律及题干信息找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物;
b.电子守恒先配一半。利用氧化还原反应电子守恒配平参与得失电子的原子;
c.补项。酸性环境:缺氢补H+、缺氧补H2O;碱性环境:利用电荷守恒补OH-和H2O。
示例:高锰酸钾与浓盐酸反应
氧化剂(MnO4-)+还原剂(Cl-)→氧化产物(Cl2)+还原产物(Mn2+)
MnO4- + 2Cl- → Cl2 + Mn2+
↓5×2 ↑1×2×5
2MnO4- + 10Cl- → Cl2 + Mn2+
左侧4O,右侧没有O,右侧补4H2O,左侧补8H+
2MnO4- + 10Cl- + 8H+ = 5Cl2 + Mn2+ + 4H2O
常见离子方程式书写
复分解反应类型离子方程式书写
离子不共存分析反应关系罗列分步反应式子,加和方式得总反应方程式。
示例:(19年全国卷I) 向MnSO4溶液加入过量NaHCO3生成MnCO3沉淀的离子方程式
MnSO4
Mn2+
SO42-
10Na+
10HCO3-
10 NaHCO3
Mn2++HCO3-=MnCO3↓+H+
H++HCO3-=CO2↑+H2O
Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O
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离子反应是高中化学重要的基本理论,在学习物质基本化学性质时可以利用离子反应总结一般规律,结合规律可以预测物质或者离子的性质。这也是离子反应在高考试题中常见考查方式和方法。解决这类习题应该首先要注意总结规律、应用规律完善规律。在建立规律的基础上对规律分类,通过分类判断问题属于那一类规律可以达到一个快速解决问题的目的。第5讲-离子反应及离子共存
1.(2023·北京卷·6)下列离子方程式与所给事实不相符的是
A.Cl2制备84消毒液(主要成分是NaClO):Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
B.食醋去除水垢中的CaCO3:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
C.利用覆铜板制作印刷电路板:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
D.Na2S去除废水中的Hg2+:Hg2++S2-=HgS↓
2.(2023·湖南卷·5)下列有关电极方程式或离子方程式错误的是
A.碱性锌锰电池的正极反应:MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-
B.铅酸蓄电池充电时的阳极反应:Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+
C.K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓
D.TiCl4加入水中:TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H++4Cl-
3.(2024.1·浙江卷·5)在溶液中能大量共存的离子组是
A. H+、I-、Ba2+、NO3-
B. Fe3+、K+、CN-、Cl-
C. Na+、SiO32-、Br-、Ca2+
D. NH4+、SO42-、CH3COO-、HCO3-
4.(2024·全国甲卷·2)下列过程对应的离子方程式正确的是
A. 用氢氟酸刻蚀玻璃:SiO32- + 4F- + 6H+=SiF4↑+ 3H2O
B. 用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板:2Fe3+ + 3Cu=3Cu2+ + 2Fe
C. 用硫代硫酸钠溶液脱氯: S2O32- + 2Cl2 + 3H2O=2S + 4Cl- + 6H+
D. 用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙: CaSO4 + CO32-=CaCO3 + SO42-
5.(2024·6·浙江卷·8)下列离子方程式正确的是
A. 用CuSO4溶液除H2S气体: Cu2++S2-=CuS↓
B. H2SO3溶液中滴加Ba(NO3)2溶液:H2SO3+Ba2+=BaSO3↓+2H+
C. NaHCO3溶液中通入少量Cl2:2HCO3-+Cl2=2CO2+Cl-+ClO-+H2O
D. 用溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板:2Fe3+ + Cu=Cu2+ + 2Fe2+
6.(2024·新课标卷·4)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是
A. 试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:Ag+2H++NO3-=Ag++NO2↑+H2O
B. 工业废水中的Pb2+用FeS去除:Pb2++S2-=PbS↓
C. 海水提溴过程中将溴吹入SO2吸收塔:Br2+SO2+2H2O=2Br-+SO42-+4H+
D. 用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
7.(2022·湖北卷)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A.在0.1 mol·L-1氨水中:Ag+、Cu2+、NO3-、SO32-
B.在0.1 mol·L-1氯化钠溶液中:Fe3+、I-、Ba2+、HCO3-
C.在0.1 mol·L-1醋酸溶液中:SO42-、NH4+、Br-、H+
D.在0.1 mol·L-1硝酸银溶液中:K+、Cl-、Na+、CO32-
8.(2021·重庆卷)25°时, 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.1.0 mol·L-1氯化钡溶液中: Mg2+、K+、Br-、
B.1.0 mol·L-1硫酸中: A13+、 Na+、Cl-、
C.pH=1l 的氨水中: Fe2+、 Na+、、ClO-
D.pH=1的硝酸中: Fe3+、K+、I-、
9.(2021·福建卷)室温下,下列各组离子一定能与指定溶液共存的是
A.的溶液:Na+、K+、SO42-、SiO32-
B.的溶液:NH4+、Ca2+、Br-、SCN-
C.的溶液:Mg2+、Fe2+、NO、Cl-
D.的溶液:Na+、K+、Cl-、ClO-
10.(2021·天津卷)常温下,下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A.pH=1的溶液:Fe2+、Mg2+、、
B.pH=12的溶液:K+、Na+、、
C.pH=7的溶液:Na+、Cu2+、S2-、Cl-
D.pH=7的溶液:Al3+、K+、Cl-、
11.(2021·湖南卷)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
粒子组 判断和分析
A Na+、Al3+、Cl-、NH3·H2O 不能大量共存,因发生反应:Al3++4NH3·H2O=AlO2-+4NH4++2H2O
B H+、K+、S2O32-、SO42- 不能大量共存,因发生反应:2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O
C Na+、Fe3+、SO42-、H2O2 能大量共存,粒子间不反应
D H+、Na+、Cl-、MnO4- 能大量共存,粒子间不反应
A.A B.B C.C D.D
12.(2020·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.氨水溶液:Na+、K+、OH-、NO
B.盐酸溶液:Na+、K+、SO、SiO
C.KMnO4溶液:NH、Na+、NO、I-
D.AgNO3溶液:NH、Mg2+、Cl-、SO
13.(2019·江苏卷)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.0.1 mol·L 1NaOH溶液:Na+、K+、、
B.0.1 mol·L 1FeCl2溶液:K+、Mg2+、、
C.0.1 mol·L 1K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl 、OH
D.0.1 mol·L 1H2SO4溶液:K+、、、
14.(2019·天津卷)下列离子方程式能用来解释相应实验现象的是
实验现象 离子方程式
A 向氢氧化镁悬浊液中滴加氯化铵溶液,沉淀溶解
B 向沸水中滴加饱和氯化铁溶液得到红褐色液体
C 二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色
D 氧化亚铁溶于稀硝酸
15.(2019·北京卷)探究草酸(H2C2O4)性质,进行如下实验。(已知:室温下,0.1 mol·L 1 H2C2O4的pH=1.3)
实验 装置 试剂a 现象
① Ca(OH)2溶液(含酚酞) 溶液褪色,产生白色沉淀
② 少量NaHCO3溶液 产生气泡
③ 酸性KMnO4溶液 紫色溶液褪色
④ C2H5OH和浓硫酸 加热后产生有香味物质
由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是
A.H2C2O4有酸性,Ca(OH)2+ H2C2O4 CaC2O4↓+2H2O
B.酸性:H2C2O4> H2CO3,NaHCO3+ H2C2O4 NaHC2O4+CO2↑+H2O
C.H2C2O4具有还原性,2+5+16H+ 2Mn2++10CO2↑+ 8H2O
D.H2C2O4可发生酯化反应,HOOCCOOH+2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H5+2H2O
第5讲-离子反应及离子共存答案及解析
1.【答案】B
【详解】A.Cl2和NaOH溶液反应产生NaCl、NaClO、H2O,除了Cl2和H2O不能拆写,其余均可拆写为离子,A项正确;
B.食醋为弱酸不能拆写为离子,反应为2CH3COOH + CaCO3 = Ca2+ + 2CH3COO- + CO2 + H2O,B项错误;
C.FeCl3将Cu氧化为CuCl2而自身被还原为FeCl2,反应为2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+,C项正确;
D.Na2S将Hg2+转化为沉淀除去,反应为Hg2+ + S2 = HgS↓,D项正确;
故选B。
2.【答案】B
【详解】A.碱性锌锰电池放电时正极得到电子生成MnO(OH),电极方程式为MnO2 + H2O + e- = MnO(OH) + OH-,A正确;
B.铅酸电池在充电时阳极失电子,其电极式为:PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 + 4H+ + SO42-,B错误;
C.K3[Fe(CN)6]用来鉴别Fe2+生成滕氏蓝沉淀,反应的离子方程式为 K+ + Fe2+ + [Fe(CN)6]3- = KFe[Fe(CN)6]↓,C正确;
D.TiCl4容易与水反应发生水解,反应的离子方程式为TiCl4 + (x+2)H2O = TiO2·xH2O↓ + 4H+ + 4Cl-,D正确;
故答案选B。
3.【答案】D
【详解】A.H+、I-、NO3- 三种离子会反生氧化还原反应而不能大量共存,故A不符合题意;
B.Fe3+、CN-会生成 Fe(CN)63- 离子而不能大量共存,故B不符合题意;
C.SiO32-、Ca2+ 会生成 CaSiO3 沉淀而不能大量共存,故C不符合题意;
D.NH4+、CH3COO-、HCO3- 虽然不同程度水解,但水解是微弱的,能大量共存,故D符合题意;
故答案选D。
4.【答案】D
【详解】A.玻璃的主要成分为SiO2,用氢氟酸刻蚀玻璃时,SiO2和氢氟酸反应生成SiF4气体和水,反应的方程式为SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O,A错误;
B.Fe3+可以将Cu氧化成Cu2+,三氯化铁刻蚀铜电路板时反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,B错误;
C.氯气具有强氧化性,可以氧化硫代硫酸根成硫酸根,氯气被还原为氯离子,反应的离子方程式为S2O32- + 4Cl2 + 5H2O = 2SO42- + 8Cl- + 10H+,C错误;
D.碳酸钙的溶解度小于硫酸钙,可以用碳酸钠溶液浸泡水垢使硫酸钙转化为疏松、易溶于酸的碳酸钙,反应的离子方程式为,D正确;
故答案选D。
5.【答案】D
【解析】
【详解】A.H2S在离子方程式中应以化学式保留,正确的离子方程式为Cu2++H2S=CuS↓+2H+,A项错误;
B.酸性条件下NO3-会将H2SO3氧化成H2SO4,Ba2+与SO42-形成BaSO4沉淀,滴加少量Ba(NO3)2时的离子方程式为Ba2++2NO3-+3H2SO3=BaSO4↓+2NO↑+2SO42-+4H++H2O,滴加足量Ba(NO3)2时的离子方程式为3Ba2++2NO3-+3H2SO3=3BaSO4↓+2NO↑+4H++H2O,B项错误;
C.电离平衡常数:Ka1(H2CO3) >Ka(HClO) >Ka2(H2CO3),Cl2与水反应生成的HClO与NaHCO3不反应,正确的离子方程式为Cl2+HCO3-=Cl-+HClO+CO2,C项错误;
D.Cu与FeCl3溶液反应生成CuCl2、FeCl2,反应的离子方程式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,D项正确;
答案选D。
6.【答案】C
A.试管壁上的银镜用稀硝酸清洗,银溶于稀硝酸生成硝酸银和一氧化氮气体,该反应的离子方程式为3Ag+4H++NO3-=3Ag++NO↑+2H2O,A不正确;
B.由于PbS的溶解度远远小于FeS,因此,工业废水中的Pb2+用FeS去除,该反应的离子方程式为Pb2++FeS=PbS+Fe2+,B不正确;
C.海水提溴过程中将溴吹入SO2吸收塔,SO2在水溶液中将Br2还原为Br-,该反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O=2Br-+SO42-+4H+,C正确;
D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度,H2C2O4被氧化为CO2,H2C2O4属于弱酸,该反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,D不正确;
综上所述,本题选C。
7.【答案】C
【详解】
A.氨水显碱性,会与反应,不能大量共存,A项错误;
B.会发生氧化还原反应,不能大量共存,B项错误;
C.醋酸显酸性,在醋酸溶液中均不会发生反应,能大量共存,C项正确;
D.硝酸银中的银离子会与氯离子反应生成沉淀,不能大量共存,D项错误。
8.【答案】B
【详解】
A.Ba2+与生成BaSO4,不能大量共存,A项错误;
B.该条件下各离子之间不发生反应,可以大量共存,B项正确;
C. Fe2+会与氨水反应生成Fe(OH)2沉淀,不能大量共存,C项错误;
D.硝酸是强氧化剂会与具有还原性的I-发生氧化还原反应,不能大量共存,D项错误。
9.【答案】D
【详解】
A.是强酸弱碱盐,的溶液显酸性,H+与生成硅酸沉淀不能大量共存,A不符合题意;
B.的溶液,与生成不能大量共存,B不符合题意;
C.的溶液,H+、、共同作用发生氧化还原反应,不能大量共存,C不符合题意;
D.的溶液,、、、、、能大量共存,D符合题意。
10.【答案】B
【详解】
A.pH=1的溶液中,在酸性条件下与Fe2+会发生氧化还原反应,不能大量共存,故A错误;
B.pH=12的溶液中,K+、Na+、、均不能发生反应,能大量共存,故B正确;
C.pH=7的溶液中,Cu2+、S2-会发生反应生成沉淀,不能大量共存,故C错误;
D.pH=7的溶液中,Al3+、会发生双水解,不能大量共存,故D错误。
11.【答案】B
【详解】
A.Al3+和NH3H2O生成Al(OH)3沉淀而不是生成Al,故A错误;
B.S2和H+反应生成单质硫、二氧化硫和水,离子方程式为:2H++ S2=S↓+SO2↑+H2O,故B正确;
C.Fe3+做催化剂促进H2O2分解,不能大量共存,故C错误;
D.在酸性条件下Mn能将Cl-氧化为Cl2,不能大量共存,故D错误。
12.【答案】A
【详解】
A.在0.1mol·L-1氨水中,四种离子可以大量共存,A选;
B.在0.1mol·L-1盐酸中含有大量氢离子,四种离子中硅酸根可以与氢离子反应生成硅酸沉淀,故不能共存,B不选;
C.MnO4-具有强氧化性,可以将碘离子氧化成碘单质,故不能共存,C不选;
D.在0.1mol·L-1硝酸银溶液中,银离子可以与氯离子、硫酸根离子反应生成氯化银、硫酸银沉淀,不能共存,D不选。
13.【答案】A
【详解】
A.是一个碱性环境,离子相互间不反应,且与OH-不反应,能大量共存;
B.MnO4-具有强氧化性,Fe2+具有还原性,两者会发生氧化还原反应而不能大量共存;
C.Ba2+可以与CO32-发生反应生成沉淀而不能大量存在;
D.酸性条件下H+与HSO3-不能大量共存,同时酸性条件下NO3-表现强氧化性会将HSO3-氧化而不能大量共存。
14.【答案】A
【详解】
A.氢氧化镁碱性强于氨水,故A能用来解释相应实验现象;
B.制氢氧化铁胶体条件是加热,在化学式后注明胶体,得不到沉淀,离子方程式为:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,故B不能用来解释相应实验现象;
C.电荷不守恒,正确的离子方程式为:5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++4H++5SO42-,故C不能用来解释相应实验现象;
D.硝酸具有强氧化性,其可将亚铁氧化成铁离子,正确的离子方程式为:3FeO+10H++NO3-=3Fe3++NO↑+5H2O,故D不能用来解释相应实验现象。
15.【答案】C
【详解】
A.H2C2O4为二元弱酸,能与氢氧化钙溶液发生中和反应,生成白色沉淀草酸钙和水,因此含酚酞的氢氧化钙溶液碱性逐渐减弱,溶液红色褪去,故A正确;
B.产生气泡证明有CO2 产生,因此可证明酸性H2C2O4>H2CO3,反应方程式为:H2C2O4+2NaHCO3=Na2C2O4+2CO2 +2H2O 或H2C2O4+NaHCO3=NaHC2O4+2CO2 +2H2O,故B正确;
C.0.1 mol·L 1 H2C2O4的pH=1.3,说明草酸为弱酸,故在其参与的离子方程式中要写其化学式,不能用草酸根表示,故C不正确;
D.草酸(又称乙二酸),其中含有羧基,因此其能发生酯化反应,反应方程式正确,故D正确。第5讲-离子反应及离子共存
2024年——离子反应与离子共存考向考点统计
一、知识重构
1.考查内容导视
离子反应的考查通常会结合氧化还原反应理论、电化学装置、复分解反应、金属与非金属化学性质等内容为依托进行考查。内容考查难度跨度比较大,较为简单的试题通常是以学生比较熟悉知识为依据来命题,难度较大试题通常是以陌生情景为背景,结合模型书写离子方程式。
2.主干知识点
(1)电解质相关概念
电解质:在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物;
非电解质:在水溶液中和熔融状态下都不能够导电的化合物。
概念共性点:均为化合物
概念不同点:电解质在水溶液中或熔融状态下能够导电,非电解质在水溶液中或者熔融状态下均不导电。
电解质应是一定条件下本身电离而导电的化合物;CO2、SO2、SO3、NH3溶于水后也导电,却是与水反应生成新物质后电离而导电的,不是本身电离导电的,故属于非电解质。
离子型电解质(强碱、大部分可溶盐)在水溶液中和熔融状态都可以电离。金属氧化物在熔融状态下可以电离。共价型电解质(酸、部分弱碱)在水溶液中可以电离。
(2)电离及电离方程式书写
电离:电解质产生阴阳离子的过程。
电离方程式:用来表示电解质产生离子的过程的式子。
强电解质 弱电解质
概念 水溶液中全部电离的电解质 水溶液中部分电离的电解质
注意 与溶解度无关
电离程度 在水溶液中完全电离 在水溶液中部分电离
电离过程 不可逆过程 可逆过程,存在电离平衡
表示方法 电离方程式用“=” 电离方程式用“ ”
实例 强酸:HCl、HNO3、H2SO4、HBr、HI、HClO4等 强碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2 Ca(OH)2 绝大多数盐:BaSO4、AgCl、CaCO3 弱酸:HF、HClO、H2S、H2SO3 、H3PO4、H2CO3 、H2SiO3、CH3COOH、等。 弱碱:NH3·H2O、Al(OH)3等不溶性碱 水:H2O
要点提示:电解质的强弱是以电离的程度来区分的,与物质的溶解度、溶液的导电能力没有必然联系。如BaSO4、CaCO3等虽然在水中溶解度很小,溶液的导电性很差,但是由于都是离子化合物,溶于水的部分是全部电离的,是强电解质。
电解质电离方程式书写一般规律
(3)离子反应
概念:有离子参加或有离子生成的反应统称为离子反应。
离子反应的本质
离子反应的本质是溶液中某些物质的物质的量的减少(离子间不共存)。
离子不共存类型
复分解型:离子结合产生沉淀气体水;
氧化还原型:离子间发生氧化还原反应;
络合型:离子间发生络合反应。
(4)离子方程式
离子方程式:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
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。
二、重温经典
例1(2024·全国甲卷·2)下列过程对应的离子方程式正确的是 (  )
用氢氟酸刻蚀玻璃: SiO32- + 4F- + 6H+=SiF4↑+ 3H2O
用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板: 2Fe3+ + 3Cu=3Cu2+ + 2Fe
用硫代硫酸钠溶液脱氯: S2O32- + 2Cl2 + 3H2O=2S + 4Cl- + 6H+
用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙: CaSO4 + CO32-=CaCO3 + SO42-
【答案】D
【详解】
A.玻璃的主要成分为 SiO2,用氢氟酸刻蚀玻璃时,SiO2 和氢氟酸反应生成 SiF4 气体和水,反应的方程式为 SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O,A 错误;
B.Fe3+ 可以将 Cu 氧化成 Cu2+,三氯化铁刻蚀铜电路板时反应的离子方程式为 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+,B 错误;
C.氯气具有强氧化性,可以氧化硫代硫酸根成硫酸根,氯气被还原为氯离子,反应的离子方程式为 SiO32- + 4Cl2 + 5H2O = 2SO42- + 8Cl- + 10H+,C 错误;
D.碳酸钙的溶解度小于硫酸钙,可以用碳酸钠溶液浸泡水垢使硫酸钙转化为疏松、易溶于酸的碳酸钙,反应的离子方程式为 CaSO4 + CO32- = CaCO3 + SO42-,D 正确,故选 D。
例2(2024·新课标卷·4)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是
A. 试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:Ag+2H++NO3-=Ag++NO2↑+H2O
B. 工业废水中的Pb2+用FeS去除:Pb2++S2-=PbS↓
C. 海水提溴过程中将溴吹入SO2吸收塔:Br2+SO2+2H2O=2Br-+SO42-+4H+
D. 用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
【答案】C
【详解】
A.试管壁上的银镜用稀硝酸清洗,银溶于稀硝酸生成硝酸银和一氧化氮气体,该反应的离子方程式为3Ag+4H++NO3-=3Ag++NO↑+2H2O,A不正确;
B.由于PbS的溶解度远远小于FeS,因此,工业废水中的Pb2+用FeS去除,该反应的离子方程式为Pb2++FeS=PbS+Fe2+,B不正确;
C.海水提溴过程中将溴吹入SO2吸收塔,SO2在水溶液中将Br2还原为Br-,该反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O=2Br-+SO42-+4H+,C正确;
D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度,H2C2O4被氧化为CO2,H2C2O4属于弱酸,该反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,D不正确;
综上所述,本题选C。
例3(2024·湖南卷·6)下列过程中,对应的反应方程式错误的是
A 《天工开物》记载用炉甘石(ZnCO3)火法炼锌 2ZnCO3+C2Zn+3CO↑
B CaH2用作野外生氢剂 CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑
C 饱和Na2CO3溶液浸泡锅炉水垢 CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)
D 绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性工业废水中的Cr2O72- 6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【详解】
A.火法炼锌过程中C作还原剂,ZnCO3在高温条件下分解为ZnO、CO2,CO2与C在高温条件下生成还原性气体CO,CO还原ZnO生成Zn,因此总反应为ZnCO3+2CZn+3CO↑,故A项错误;
B.为活泼金属氢化物,因此能与H2O发生归中反应生成碱和氢气,反应方程式为CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑,故B项正确;
C.锅炉水垢中主要成分为CaSO4、MgCO3等,由于溶解性:CaSO4>CaCO3,因此向锅炉水垢中加入饱和Na2CO3溶液,根据难溶物转化原则可知CaSO4转化为CaCO3,反应方程式为CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq),故C项正确;
D.具有强氧化性,加入具有还原性的Fe2+,二者发生氧化还原反应生成Fe3+、Cr3+,Cr元素化合价由+6降低至+3,Fe元素化合价由+2升高至+3,根据守恒规则可知反应离子方程式为6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,故D项正确;
综上所述,本题选A。
例4(2022·湖北卷)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A.在0.1 mol·L-1氨水中:Ag+、Cu2+、NO3-、SO32-
B.在0.1 mol·L-1氯化钠溶液中:Fe3+、I-、Ba2+、HCO3-
C.在0.1 mol·L-1醋酸溶液中:SO42-、NH4+、Br-、H+
D.在0.1 mol·L-1硝酸银溶液中:K+、Cl-、Na+、CO32-
【答案】C
【详解】
A.氨水显碱性,会与Ag+、Cu2+反应,不能大量共存,A项错误;
B.Fe3+、I-会发生氧化还原反应,不能大量共存,B项错误;
C.醋酸显酸性,在醋酸溶液中SO42-、NH4+、Br-、H+均不会发生反应,能大量共存,C项正确;
D.硝酸银中的银离子会与氯离子反应生成沉淀,不能大量共存,D项错误;
答案选C。
例5(2021·重庆卷)25°时, 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.1.0 mol·L-1氯化钡溶液中: Mg2+、K+、Br-、SO42-
B.1.0 mol·L-1硫酸中: A13+、 Na+、Cl-、NO3-
C.pH=1l 的氨水中: Fe2+、 Na+、NO3-、ClO-
D.pH=1的硝酸中: Fe3+、K+、I-、SO42-
【答案】B
【详解】A.Ba2+与SO42-生成BaSO4,不能大量共存,A项错误;
B.该条件下各离子之间不发生反应,可以大量共存,B项正确;
C. Fe2+会与氨水反应生成Fe(OH)2沉淀,不能大量共存,C项错误;
D.硝酸是强氧化剂会与具有还原性的I-发生氧化还原反应,不能大量共存,D项错误;
答案选B。
例6(2021·湖南卷)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
粒子组 判断和分析
A Na+、Al3+、Cl-、NH3·H2O 不能大量共存,因发生反应:Al3++4NH3·H2O=AlO2-+4NH4++2H2O
B H+、K+、S2O32-、SO42- 不能大量共存,因发生反应:2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O
C Na+、Fe3+、SO42-、H2O2 能大量共存,粒子间不反应
D H+、Na+、Cl-、MnO4- 能大量共存,粒子间不反应
【答案】B
【详解】
A.Al3+和NH3·H2O生成Al(OH)3沉淀而不是AlO2-,故A错误;
B.S2O32-和H+反应生成单质硫、二氧化硫和水,离子方程式为:2H++ S2O32-=S↓+SO2↑+H2O,故B正确;
C.Fe3+做催化剂促进H2O2分解,不能大量共存,故C错误;
D.在酸性条件下MnO4-能将Cl-氧化为Cl2,不能大量共存,故D错误;
答案选B。
例7(2021·北京卷)使用如图装置(搅拌装置略)探究溶液离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭)→亮”现象的是
选项 A B C D
试剂a CuSO4 NH4HCO3 H2SO4 CH3COOH
试剂b Ba(OH)2 Ca(OH)2 Ba(OH)2 NH3·H2O
【答案】D
【详解】
A.Ba(OH)2与CuSO4发生离子反应:Ba2+ + 2OH- + Cu2+ + SO42- = BaSO4↓ + Cu(OH)2↓,随着反应的进行,溶液中自由移动的离子浓度减小,灯泡变暗,当二者恰好反应时,溶液中几乎不存在自由移动的微粒,灯泡完全熄灭。当CuSO4溶液过量时,其电离产生的Cu2+、SO42-导电,使灯泡逐渐又变亮,A不符合题意;
B.Ca(OH)2与NH4HCO3发生离子反应:Ca2+ + 2OH- + NH4+ + HCO3-= CaCO3↓ + H2O + NH3·H2O,随着反应的进行,溶液中自由移动离子浓度减小,灯泡逐渐变暗,当二者恰好反应时,溶液中自由移动的微粒浓度很小,灯泡很暗。当 NH4HCO3溶液过量时,其电离产生的NH4+、 HCO3-导电,使灯泡逐渐又变亮,B不符合题意;
C.Ba(OH)2与H2SO4发生离子反应:Ba2+ + 2OH- + 2H+ + SO42- = BaSO4↓ + 2H2O,随着反应的进行,溶液中自由移动的离子浓度减小,灯泡变暗,当二者恰好反应时,溶液中几乎不存在自由移动的微粒,灯泡完全熄灭。当H2SO4溶液过量时,其电离产生的H+、SO42-导电,使灯泡逐渐又变亮,C不符合题意;
D.CH3COOH与氨水发生离子反应:CH3COOH + NH3·H2O = CH3COO- + NH4+ + H2O,反应后自由移动的离子浓度增大,溶液导电能力增强,灯泡更明亮,不出现亮—灭(或暗)—亮的变化,D符合题意。
例8(2019·天津卷)下列离子方程式能用来解释相应实验现象的是
实验现象 离子方程式
A 向氢氧化镁悬浊液中滴加氯化铵溶液,沉淀溶解 Mg(OH)2 + 2NH4+ = Mg2+ + 2NH3·H2O
B 向沸水中滴加饱和氯化铁溶液得到红褐色液体 Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3↓ + 3H+
C 二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色 3SO2 + 2MnO4- + 4H+ = 3SO42- + 2Mn2+ + 2H2O
D 氧化亚铁溶于稀硝酸 FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O
【答案】A
【详解】
A、氢氧化镁碱性强于氨水,故A能用来解释相应实验现象;
B、制氢氧化铁胶体条件是加热,在化学式后注明胶体,得不到沉淀,离子方程式为:Fe3+ +3 H2O Fe(OH)3(胶体)+ 3H+,故B不能用来解释相应实验现象;
C、电荷不守恒,正确的离子方程式为:5SO2 +2MnO4- + 2H2O = 2Mn2+ + 4H+ +5SO42-,故C不能用来解释相应实验现象;
D、硝酸具有强氧化性,其可将亚铁氧化成铁离子,正确的离子方程式为:3FeO + 10H+ + NO3- = 3Fe3+ + NO↑ + 5H2O,故D不能用来解释相应实验现象;
例9(2024·河北卷·15)市售的溴(纯度99%)中含有少量的 Cl2 和 I2,某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理,设计实验制备高纯度的溴。回答下列问题:(2)将D中溶液转移至_______(填仪器名称)中,边加热边向其中滴加酸化的 KMnO4 溶液至出现红棕色气体,继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成 I2 的离子方程式为_______。
【答案】
蒸发皿 2MnO4- + 10I- + 16H+ = 2Mn2+ + 5I2 + 8H2O
【详解】
将D中溶液转移至蒸发皿中,边加热边向其中滴加酸化的 KMnO4 溶液至出现红棕色气体(Br2),即说明KMnO4已将KI全部氧化,发生反应的离子方程式为 2MnO4- + 10I- + 16H+ = 2Mn2+ + 5I2 + 8H2O ,KBr几乎未被氧化,继续加热将溶液蒸干所得固体 R 的主要成分为KBr。
例10(2022·全国乙卷)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
向80~90℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤渣②中有MnO2,该步反应的离子方程式为_______。
【答案】
Fe2+ + MnO4- + 7H2O = 3Fe(OH)3↓ + MnO2↓ + 5H+
【详解】
向80~90℃滤液①中加入KMnO4溶液,可氧化Fe2+,得到Fe(OH)3和MnO2的滤渣②,反应的离子方程式为3Fe2+ + MnO4- + 7H2O = 3Fe(OH)3↓ + MnO2↓ + 5H+;
例11(2022·辽宁卷)某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制各BiOCl和MnSO4,工艺流程如下:
已知:①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3,FeS2转变为Fe2O3;
②金属活动性:Fe>(H)>Bi>Cu;
回答下列问题:
生成气体A的离子方程式为_______。
【答案】
Mn2O3 + 6H+ + 2Cl- = 2Mn2+ + Cl2↑ + 3H2O
【详解】
A为氯气,生成气体A的离子方程式为 Mn2O3 + 6H+ + 2Cl- = 2Mn2+ + Cl2↑ + 3H2O;
例12(2021·全国乙卷)磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的见下表
金属离子 Fe3+ Al3+ Mg2+ Ca2+
开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4
沉淀完全(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH 3.2 4.7 11.1 13.8
(5)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,TiO2+水解析出TiO2·xH2O沉淀,该反应的离子方程式是_______。
【答案】
TiO2+ + (x+1) H2OTiO2·xH2O↓ + 2H+
【详解】
酸溶后将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热,能使TiOSO4完全水解生成TiO2·x H2O沉淀和硫酸,反应的离子方程式为TiO2++(x+1)H2O TiO2·xH2O + 2H+。
三、模型建构
离子反应(不共存)的条件:
①复分解反应型
生成难溶物或微溶物(大量)的离子不能大量共存
阳离子 不能大量共存的阴离子
Ba2+、Ca2+、Pb2+ CO32-、SO32-、SO42-、SiO32-、PO43-
Fe3+、Cu2+、Fe2+ OH-、S2-、CO32-、HCO3-、SiO32-、AlO2-
Al3+、Zn2+ OH-、CO32-、HCO3-、SiO32-、AlO2-
H+ SiO32-、AlO2-
生成气体及挥发性物质的离子不能大量共存
离子 不能大量共存的离子
H+ S2O32-、CO32-、SO32-、HCO3-、HSO3-、S2-、HS-
OH- NH4+(浓溶液并加热)
生成难电离物质(水、弱酸、一水合氨等)
H+与酸弱酸根(CH3COO-、CO32-、S2-、SO32-、ClO-等)生成弱酸不能大量共存;OH-与NH4+(稀溶液)生成弱碱不能大量共存;H+与OH-生成水不能大量共存。
②氧化还原型
具有较强氧化性的离子与具有较强还原性的离子会发生氧化还原反应而不能大量共存。
氧化性离子 还原性离子
ClO-、MnO4-(H+)、NO3-(H+)、Fe3+、Cr2O72- Fe2+(可与Fe3+共存)、S2-、I-、SO32-、HS-、HSO3-
③水解相互促进型
当弱酸的酸根与弱碱的阳离子同时存在于水溶液中时,弱酸的酸根水解生成的OH-与弱碱的阳离子水解生成的H+反应生成水,从而使两种离子的水解平衡互相促进而向水解方向移动,甚至完全反应。常见的因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的离子如下:
(1)Al3+与CO32-、HCO3-、S2-、HS-、AlO2-、SiO32-;
(2)Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、SiO32-。
④络合反应型
离子间因发生络合反应而不能大量共存,常见的反应有如下两种:
I.Fe3+与SCN-因生成Fe(SCN)3而不能大量共存。
II.Ag+与NH3·H2O因生成[Ag(NH3)2]+而不能大量共存。
离子方程式书写注意问题
正确拆分:书写离子方程式时参加反应的强酸、强碱、可溶性盐在水溶液可以拆成离子符号,酸式盐如果是强酸酸式盐可以拆成酸根离子、碱根离子、氢离子,如果时弱酸酸式盐可以拆成酸式酸根离子、碱根离子。难溶盐、弱碱、金属氧化物不能拆成离子
符号使用恰当:“=”、“ ”、“→”、“↑”、“↓”等符号符合实际。
三守恒:两边原子数、电荷数必须守恒、氧化还原反应离子方程式中氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数要相等。
以客观事实为基础:离子方程式中物质的化学式或者离子符号要符合客观事实或者符合题干信息内容,不可臆造产物及反应。
氧化还原反应型:
a.找准剂产:根据一般规律及题干信息找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物;
b.电子守恒先配一半:利用氧化还原反应电子守恒配平参与得失电子的原子
c.补项:酸性环境:缺氢补H+、缺氧补H2O;碱性环境:利用电荷守恒补OH-和H2O。
四、名师导学
离子反应是高中化学重要的基本理论,在学习物质基本化学性质时可以利用离子反应总结一般规律,结合规律可以预测物质或者离子的性质。这也是离子反应在高考试题中常见考查方式和方法。解决这类习题应该首先要注意总结规律、应用规律完善规律。在建立规律的基础上对规律分类,通过分类判断问题属于那一类规律可以达到一个快速解决问题的目的。

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