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题型突破4　离子反应及应用
1.(2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,下列总反应方程式错误的是(　　)
溶液 现象 化学方程式
A Na2S 产生淡黄色沉淀 3SO2+2Na2S===3S↓+2Na2SO3
B FeCl3 溶液由棕黄色变浅绿色 2FeCl3+SO2+2H2O===2FeCl2+H2SO4+2HCl
C CuCl2 溶液褪色,产生白色沉淀 SO2+2CuCl2+2H2O===2CuCl↓+H2SO4+2HCl
D Na2CO3 (含酚酞) 溶液由红色变无色 2SO2+Na2CO3+H2O===CO2+2NaHSO3
2.(2024·全国甲卷)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:Si+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:S2+2Cl2+3H2O===2S+4Cl-+6H+
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙:CaSO4+C===CaCO3+S
3.(2024·新课标卷)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++N===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-+S+4H+
D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:2Mn+5C2+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
4.(2023·北京卷)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↓
5.(2022·全国乙卷)某白色粉末样品,可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量样品进行如下实验:
①溶于水,得到无色透明溶液;②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出。离心分离;③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。
该样品中确定存在的是(　　)
A.Na2SO4、Na2S2O3 B.Na2SO3、Na2S2O3
C.Na2SO4、Na2CO3 D.Na2SO3、Na2CO3
1.离子方程式的正误分析与判断
(1)是否符合反应事实
离子反应必须符合客观事实,而命题者往往设置不符合“反应原理”的陷阱,如Fe和非氧化性酸反应生成Fe2+,金属和氧化性酸反应不放出H2,Na不能置换出CuSO4中的Cu;忽略氧化还原反应等。
(2)“”“===”“↑”“↓”是否使用恰当
弱电解质水解的离子方程式用“”,若两种离子水解相互促进,可以进行到底,则要写成“===”,如Al3++3HC===Al(OH)3↓+3CO2↑。N和OH-的反应,条件为浓溶液或加热,生成的NH3要标明气体,若为稀溶液,则写成NH3·H2O。
(3)拆分是否正确
①氧化物、弱电解质、沉淀、弱酸的酸式酸根在离子方程式中都不拆。
②强酸、强碱、可溶液性盐的化学式必须拆(浓硝酸、浓盐酸的化学式需要拆,浓硫酸的化学式不拆)。
(4)是否“漏写”离子反应
判断离子方程式书写正误时,只注重常见的沉淀反应,忽略不常见的沉淀反应或忽略中和反应,如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与S生成BaSO4沉淀,又不能漏掉Cu2+与OH-生成Cu(OH)2沉淀。仔细审题,不放过任何一个小的细节,才能确保不漏掉离子反应。
(5)是否符合反应的“量”——过量、少量、足量等
看是否符合题设条件的要求,即过量、少量、等 物质的量、任意量以及滴加顺序对反应产物的影响。如在FeBr2溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,在FeBr2溶液中通入过量Cl2的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++6Cl-+2Br2。
(6)是否符合三个守恒
离子方程式要符合质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒。
2.离子共存的常见条件要求
条件 类型 常见表述 误点点拨
题干 要求 “一定大量共存”、“可能大量共存”或“不能大量共存” 审清关键字词,明确试题要求
常见 的限 定条 件 无色 Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、Cu2+(蓝色)、Mn(紫红色)等有色离子不能大量存在
pH=1或pH=13 溶液显酸性或碱性
因发生氧化还原反应不能大量共存 只能是氧化性离子和还原性离子不共存,并非其他离子反应,同时注意溶液酸碱性影响
透明 “透明”≠“无色”
常见 的隐 含条 件 与Al反应生成H2 溶液既可能显强酸性也可能显强碱性
由水电离出的c(H+)为1×1mol·L-1 溶液既可能显强酸性(pH=2)也可能显强碱性(pH=12)
通入足量NH3 与NH3·H2O反应的离子不能大量共存
含有大量Fe3+的溶液 溶液呈酸性并具有强氧化性
含有S2-、[Al(OH)4]-的溶液 溶液呈碱性
含有大量N的溶液 隐含H+,还原性离子不能同时大量存在
N、CH3COO-、C,Mg2+、HC等组合 存在相互水解的情况,但水解程度较小,在溶液中仍能大量共存
Al3+、Fe3+分别与C、[Al(OH)4]-、HC;Al3+与S2-、HS- 相互促进水解,生成气体或沉淀,不能大量共存
3.常见离子的检验
(1)常见阳离子检验
(2)常见阴离子的检验
1.(2024·山东烟台期中)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===[Al(OH)4]-+4N
B H+、K+、S2、S 不能大量共存,因发生反应:2H++S2===S↓+SO2↑+H2O
C Na+、Fe3+、S、H2O2 能大量共存,粒子间不反应
D H+、Na+、Cl-、Mn 能大量共存,粒子间不反应
2.(2024·重庆开学考)室温下,经过指定操作后,可得到有色澄清溶液的是(　　)
A.含N、Al3+、S、N的溶液中,加入足量NaHCO3溶液
B.含Ba2+、Ag+、Cu2+、N的溶液中,加入足量浓氨水
C.含K+、Na+、Cl-、[Fe(CN)6]3-的溶液中,加入少量FeCl2溶液
D.含Cu2+、K+、Na+、Cl-的溶液中,通入足量H2S气体
3.某溶液中可能仅含有H+、K+、N、Fe3+、Ba2+、I-、S、S2-、OH-中的若干种(不考虑水的电离),观察发现溶液显黄色,下列分析中正确的是(　　)
A.无需要再进行任何实验就可以确定不存在的离子有4种
B.该溶液中最多含有两种阴离子
C.该溶液一定显酸性,可能含Ba2+
D.向该溶液滴入石蕊试液可能会变蓝色
4.(2023·湖北高考联盟联考)用黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣(含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等)提取铁红(Fe2O3)的过程如图所示。下列有关反应离子方程式判断和书写错误的是(　　)
A.酸溶过程中Fe2O3溶解反应的离子方程式为Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
B.滤渣A溶解于NaOH溶液的离子方程式为SiO2+2OH-===Si+H2O
C.“还原”过程产物之一为H2SO4,发生反应的离子方程式为FeS2+16Fe3++9H2O===17Fe2++2S+18H+
D.“氧化”过程发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-===4Fe(OH)3↓
5.(2023·河北沧州模拟)某无色透明溶液,可能含有下列离子:H+、Ba2+、Fe3+、Mg2+、S、Cl-、HC,现做实验如下:
①取少量原溶液滴加石蕊试液呈红色;
②取少量原溶液,加入过量的NaOH溶液,有白色沉淀生成;
③取少量原溶液,加入过量氯化钡溶液,有白色沉淀生成,静置分层;取静置后的上层清液,加入硝酸银溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成。
下列说法错误的是(　　)
A.溶液中一定存在的离子是H+、Mg2+、S
B.溶液中一定不存在的离子是HC、Fe3+、Ba2+
C.②中生成白色沉淀的离子方程式为Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
D.根据③现象可知原溶液中一定含有Cl-
6.某溶液仅由N、Cl-、S、C、N、Fe3+、Al3+和K+中的若干种离子组成,且各离子浓度相等,取适量溶液进行如下实验:
①取该溶液加入过量NaOH溶液,加热,产生无色气体;
②将①过滤、洗涤、灼烧,得到固体a;
③向上述滤液中加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀。
根据以上实验,下列推断错误的是(　　)
A.根据操作①,推断一定存在N
B.②中固体a为氧化铁
C.原溶液中一定不存在C、Al3+,可能含有K+
D.说明原溶液中一定存在N、Cl-、S、N、Fe3+
题型突破4　离子反应及应用
1.(2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,下列总反应方程式错误的是(　　)
溶液 现象 化学方程式
A Na2S 产生淡黄色沉淀 3SO2+2Na2S===3S↓+2Na2SO3
B FeCl3 溶液由棕黄色变浅绿色 2FeCl3+SO2+2H2O===2FeCl2+H2SO4+2HCl
C CuCl2 溶液褪色,产生白色沉淀 SO2+2CuCl2+2H2O===2CuCl↓+H2SO4+2HCl
D Na2CO3 (含酚酞) 溶液由红色变无色 2SO2+Na2CO3+H2O===CO2+2NaHSO3
答案　A
解析　硫化钠与过量二氧化硫反应的产物应为亚硫酸氢钠和单质硫,A错误。
2.(2024·全国甲卷)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:Si+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:S2+2Cl2+3H2O===2S+4Cl-+6H+
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙:CaSO4+C===CaCO3+S
答案　D
解析　氢氟酸是弱酸,在书写离子方程式时不能拆分,A错误;Fe的还原性大于Cu,Cu不能置换出Fe,三氯化铁与铜反应生成Fe2+和Cu2+,B错误;硫代硫酸根离子可被氯气氧化为硫酸根离子,故正确的离子方程式为S2+4Cl2+5H2O===2S+8Cl-+10H+,C错误。
3.(2024·新课标卷)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++N===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-+S+4H+
D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:2Mn+5C2+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
答案　C
解析　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++N===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-+S+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2Mn+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O,D不正确。
4.(2023·北京卷)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↓
答案　B
解析　Cl2和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO、H2O,除了Cl2和H2O不能拆写,其余均可拆写为离子,A项不符合题意;醋酸为弱酸,不能拆写为离子,反应为2CH3COOH+CaCO3===Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O,B项符合题意;FeCl3将Cu氧化为CuCl2而自身被还原为FeCl2,反应为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,C项不符合题意;Na2S将Hg2+转化为沉淀除去,反应为Hg2++S2-===HgS↓,D项不符合题意。
5.(2022·全国乙卷)某白色粉末样品,可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量样品进行如下实验:
①溶于水,得到无色透明溶液;②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出。离心分离;③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。
该样品中确定存在的是(　　)
A.Na2SO4、Na2S2O3 B.Na2SO3、Na2S2O3
C.Na2SO4、Na2CO3 D.Na2SO3、Na2CO3
答案　A
解析　向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体放出,说明固体中存在Na2S2O3,发生反应S2+2H+===S↓+H2O+SO2↑,由于盐酸过量,向②的上层清液中滴加BaCl2溶液,有沉淀生成,则沉淀为BaSO4,说明固体中存在Na2SO4,不能确定是否有Na2SO3和Na2CO3,Na2SO3、Na2CO3与过量稀盐酸反应现象可以被Na2S2O3与过量稀盐酸反应的现象覆盖掉。
命题立意:试题以离子方程式正误判断、离子检验及物质鉴别为载体,主要考查化学用语、元素化合物的性质、定量分析计算等必备知识,但每年的命题素材各不相同,具有较高的区分度。此类试题要求学生能够根据离子及元素化合物的性质对离子方程式的书写作出准确判断,考查学生的信息与加工、逻辑推理和论证能力。
1.离子方程式的正误分析与判断
(1)是否符合反应事实
离子反应必须符合客观事实,而命题者往往设置不符合“反应原理”的陷阱,如Fe和非氧化性酸反应生成Fe2+,金属和氧化性酸反应不放出H2,Na不能置换出CuSO4中的Cu;忽略氧化还原反应等。
(2)“”“===”“↑”“↓”是否使用恰当
弱电解质水解的离子方程式用“”,若两种离子水解相互促进,可以进行到底,则要写成“===”,如Al3++3HC===Al(OH)3↓+3CO2↑。N和OH-的反应,条件为浓溶液或加热,生成的NH3要标明气体,若为稀溶液,则写成NH3·H2O。
(3)拆分是否正确
①氧化物、弱电解质、沉淀、弱酸的酸式酸根在离子方程式中都不拆。
②强酸、强碱、可溶液性盐的化学式必须拆(浓硝酸、浓盐酸的化学式需要拆,浓硫酸的化学式不拆)。
(4)是否“漏写”离子反应
判断离子方程式书写正误时,只注重常见的沉淀反应,忽略不常见的沉淀反应或忽略中和反应,如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与S生成BaSO4沉淀,又不能漏掉Cu2+与OH-生成Cu(OH)2沉淀。仔细审题,不放过任何一个小的细节,才能确保不漏掉离子反应。
(5)是否符合反应的“量”——过量、少量、足量等
看是否符合题设条件的要求,即过量、少量、等 物质的量、任意量以及滴加顺序对反应产物的影响。如在FeBr2溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,在FeBr2溶液中通入过量Cl2的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++6Cl-+2Br2。
(6)是否符合三个守恒
离子方程式要符合质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒。
2.离子共存的常见条件要求
条件 类型 常见表述 误点点拨
题干 要求 “一定大量共存”、“可能大量共存”或“不能大量共存” 审清关键字词,明确试题要求
常见 的限 定条 件 无色 Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、Cu2+(蓝色)、Mn(紫红色)等有色离子不能大量存在
pH=1或pH=13 溶液显酸性或碱性
因发生氧化还原反应不能大量共存 只能是氧化性离子和还原性离子不共存,并非其他离子反应,同时注意溶液酸碱性影响
透明 “透明”≠“无色”
常见 的隐 含条 件 与Al反应生成H2 溶液既可能显强酸性也可能显强碱性
由水电离出的c(H+)为1×1mol·L-1 溶液既可能显强酸性(pH=2)也可能显强碱性(pH=12)
通入足量NH3 与NH3·H2O反应的离子不能大量共存
含有大量Fe3+的溶液 溶液呈酸性并具有强氧化性
含有S2-、[Al(OH)4]-的溶液 溶液呈碱性
含有大量N的溶液 隐含H+,还原性离子不能同时大量存在
N、CH3COO-、C,Mg2+、HC等组合 存在相互水解的情况,但水解程度较小,在溶液中仍能大量共存
Al3+、Fe3+分别与C、[Al(OH)4]-、HC;Al3+与S2-、HS- 相互促进水解,生成气体或沉淀,不能大量共存
3.常见离子的检验
(1)常见阳离子检验
(2)常见阴离子的检验
1.(2024·山东烟台期中)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===[Al(OH)4]-+4N
B H+、K+、S2、S 不能大量共存,因发生反应:2H++S2===S↓+SO2↑+H2O
C Na+、Fe3+、S、H2O2 能大量共存,粒子间不反应
D H+、Na+、Cl-、Mn 能大量共存,粒子间不反应
答案　B
解析　A.Al3+和NH3·H2O生成Al(OH)3沉淀而不是生成[Al(OH)4]-,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,正确;C.Fe3+作催化剂促进H2O2分解,不能大量共存,错误;D.在酸性条件下Mn能将Cl-氧化为Cl2,不能大量共存,错误。
2.(2024·重庆开学考)室温下,经过指定操作后,可得到有色澄清溶液的是(　　)
A.含N、Al3+、S、N的溶液中,加入足量NaHCO3溶液
B.含Ba2+、Ag+、Cu2+、N的溶液中,加入足量浓氨水
C.含K+、Na+、Cl-、[Fe(CN)6]3-的溶液中,加入少量FeCl2溶液
D.含Cu2+、K+、Na+、Cl-的溶液中,通入足量H2S气体
答案　B
解析　A.Al3+和HC发生彻底相互促进水解而生成沉淀,得不到澄清溶液,不符合题意;B.Ag+、Cu2+和足量氨水反应生成[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+溶液,从而溶液澄清透明,且[Cu(NH3)4]2+为深蓝色,符合题意;C.[Fe(CN)6]3-的溶液中,加入少量FeCl2溶液,会生成蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀,不符合题意;D.Cu2+溶液中,通入足量H2S气体会生成黑色的CuS沉淀,不符合题意。
3.某溶液中可能仅含有H+、K+、N、Fe3+、Ba2+、I-、S、S2-、OH-中的若干种(不考虑水的电离),观察发现溶液显黄色,下列分析中正确的是(　　)
A.无需要再进行任何实验就可以确定不存在的离子有4种
B.该溶液中最多含有两种阴离子
C.该溶液一定显酸性,可能含Ba2+
D.向该溶液滴入石蕊试液可能会变蓝色
答案　A
解析　由溶液显黄色知一定含有Fe3+,Fe3+能氧化I-、S2-,Fe3+与OH-能形成沉淀,由电中性原理知一定含有S,而S与Ba2+不能共存。A.可以确定不存在的离子有I-、S2-、OH-、Ba2+,正确;B.该溶液中的阴离子只有S,错误;C.该溶液一定含有S,所以一定不含Ba2+,错误;D.由于含有Fe3+,溶液不可能显碱性,滴入石蕊试液不会变蓝色,错误。
4.(2023·湖北高考联盟联考)用黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣(含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等)提取铁红(Fe2O3)的过程如图所示。下列有关反应离子方程式判断和书写错误的是(　　)
A.酸溶过程中Fe2O3溶解反应的离子方程式为Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
B.滤渣A溶解于NaOH溶液的离子方程式为SiO2+2OH-===Si+H2O
C.“还原”过程产物之一为H2SO4,发生反应的离子方程式为FeS2+16Fe3++9H2O===17Fe2++2S+18H+
D.“氧化”过程发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-===4Fe(OH)3↓
答案　C
解析　硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等,稀硫酸溶解主要除去不与酸反应的SiO2,加入FeS2将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,再加氢氧化钠和空气,调节溶液的pH使Fe3+沉淀,而Mg2+、Al3+都不沉淀,最后洗涤、烘干、研磨使氢氧化铁分解生成氧化铁,从而得到铁红。酸溶过程中Fe2O3溶解反应的离子方程式为Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O,A正确;滤渣A为SiO2,溶解于NaOH溶液的离子方程式为SiO2+2OH-===Si+H2O,B正确;“还原”过程产物之一为H2SO4,发生反应的离子方程式为FeS2+14Fe3++8H2O===15Fe2++2S+16H+,C错误;“氧化”过程发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-===4Fe(OH)3↓,D正确。
5.(2023·河北沧州模拟)某无色透明溶液,可能含有下列离子:H+、Ba2+、Fe3+、Mg2+、S、Cl-、HC,现做实验如下:
①取少量原溶液滴加石蕊试液呈红色;
②取少量原溶液,加入过量的NaOH溶液,有白色沉淀生成;
③取少量原溶液,加入过量氯化钡溶液,有白色沉淀生成,静置分层;取静置后的上层清液,加入硝酸银溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成。
下列说法错误的是(　　)
A.溶液中一定存在的离子是H+、Mg2+、S
B.溶液中一定不存在的离子是HC、Fe3+、Ba2+
C.②中生成白色沉淀的离子方程式为Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
D.根据③现象可知原溶液中一定含有Cl-
答案　D
解析　溶液无色透明,说明不含Fe3+。根据①可知该溶液显酸性,存在大量H+,所以一定不含HC;实验②中加入过量的NaOH溶液,有白色沉淀生成,说明溶液中含有Mg2+,该白色沉淀为氢氧化镁;实验③中加入过量氯化钡溶液,产生白色沉淀,说明溶液中含有S,则原溶液中一定不含Ba2+;静置后的上层清液,加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,且不溶于稀硝酸,则白色沉淀为氯化银,因加入氯化钡时引入Cl-,所以不能确定原溶液是否含Cl-。根据分析可知溶液中一定存在的离子是H+、Mg2+、S,A正确;根据分析可知溶液中一定不存在的离子是HC、Fe3+、Ba2+,B正确;根据分析可知白色沉淀为Mg(OH)2,C正确;观察上述分析,无法确定原溶液中一定含有氯离子,D错误。
6.某溶液仅由N、Cl-、S、C、N、Fe3+、Al3+和K+中的若干种离子组成,且各离子浓度相等,取适量溶液进行如下实验:
①取该溶液加入过量NaOH溶液,加热,产生无色气体;
②将①过滤、洗涤、灼烧,得到固体a;
③向上述滤液中加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀。
根据以上实验,下列推断错误的是(　　)
A.根据操作①,推断一定存在N
B.②中固体a为氧化铁
C.原溶液中一定不存在C、Al3+,可能含有K+
D.说明原溶液中一定存在N、Cl-、S、N、Fe3+
答案　C
解析　加入过量的碱产生的气体为NH3,溶液中有N。由信息②知加入过量的碱产生了沉淀Fe(OH)3,溶液中有Fe3+,C与Fe3+会发生双水解不能共存,则溶液中不存在C。由信息③知溶液中有S。A.溶液中一定有N,A项正确;B.Fe(OH)3受热分解为氧化铁(Fe2O3),B项正确;C.溶液中一定有N、Fe3+、S,又因为溶液中各离子浓度相同,根据电荷守恒,一定还有Cl-和N,一定不存在C和Al3+、K+,C项错误;D.溶液中一定存在N、Fe3+、S、Cl-和N,D项正确。(共28张PPT)
第一篇　新高考题型突破
板块Ⅰ　化学用语与基本概念
题型突破选择题　题型突破4　离子反应及应用
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模拟预测
1.(2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,下列总反应方程式错误的是(　　)
A
溶液 现象 化学方程式
A Na2S 产生淡黄色沉淀 3SO2+2Na2S===3S↓+2Na2SO3
B FeCl3 溶液由棕黄色变浅绿色 2FeCl3+SO2+2H2O===2FeCl2+H2SO4+2HCl
C CuCl2 溶液褪色,产生白色沉淀 SO2+2CuCl2+2H2O===2CuCl↓+H2SO4+2HCl
D Na2CO3 (含酚酞) 溶液由红色变无色 2SO2+Na2CO3+H2O===CO2+2NaHSO3
解析　硫化钠与过量二氧化硫反应的产物应为亚硫酸氢钠和单质硫,A错误。
2.(2024·全国甲卷)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:Si+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:S2+2Cl2+3H2O===2S+4Cl-+6H+
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙:CaSO4+C===CaCO3+S
D
解析　氢氟酸是弱酸,在书写离子方程式时不能拆分,A错误;Fe的还原性大于Cu,Cu不能置换出Fe,三氯化铁与铜反应生成Fe2+和Cu2+,B错误;硫代硫酸根离子可被氯气氧化为硫酸根离子,故正确的离子方程式为S2+4Cl2+5H2O===2S+8Cl-+10H+,C错误。
3.(2024·新课标卷)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++N===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-+S+4H+
D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:2Mn+5C2+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
C
解析　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++N===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-+S+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2Mn+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O,D不正确。
4.(2023·北京卷)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↓
解析　Cl2和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO、H2O,除了Cl2和H2O不能拆写,其余均可拆写为离子,A项不符合题意;醋酸为弱酸,不能拆写为离子,反应为2CH3COOH+CaCO3===Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O,B项符合题意;FeCl3将Cu氧化为CuCl2而自身被还原为FeCl2,反应为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,C项不符合题意;Na2S将Hg2+转化为沉淀除去,反应为Hg2++S2-===HgS↓,D项不符合题意。
B
5.(2022·全国乙卷)某白色粉末样品,可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量样品进行如下实验:
①溶于水,得到无色透明溶液;②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出。离心分离;③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。
该样品中确定存在的是(　　)
A.Na2SO4、Na2S2O3 B.Na2SO3、Na2S2O3
C.Na2SO4、Na2CO3 D.Na2SO3、Na2CO3
A
解析　向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体放出,说明固体中存在Na2S2O3,发生反应S2+2H+===S↓+H2O+SO2↑,由于盐酸过量,向②的上层清液中滴加BaCl2溶液,有沉淀生成,则沉淀为BaSO4,说明固体中存在Na2SO4,不能确定是否有Na2SO3和Na2CO3,Na2SO3、Na2CO3与过量稀盐酸反应现象可以被Na2S2O3与过量稀盐酸反应的现象覆盖掉。
命题立意:试题以离子方程式正误判断、离子检验及物质鉴别为载体,主要考查化学用语、元素化合物的性质、定量分析计算等必备知识,但每年的命题素材各不相同,具有较高的区分度。此类试题要求学生能够根据离子及元素化合物的性质对离子方程式的书写作出准确判断,考查学生的信息与加工、逻辑推理和论证能力。
1.离子方程式的正误分析与判断
(3)拆分是否正确
①氧化物、弱电解质、沉淀、弱酸的酸式酸根在离子方程式中都不拆。
②强酸、强碱、可溶液性盐的化学式必须拆(浓硝酸、浓盐酸的化学式需要拆,浓硫酸的化学式不拆)。
(4)是否“漏写”离子反应
判断离子方程式书写正误时,只注重常见的沉淀反应,忽略不常见的沉淀反应或忽略中和反应,如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与S生成BaSO4沉淀,又不能漏掉Cu2+与OH-生成Cu(OH)2沉淀。仔细审题,不放过任何一个小的细节,才能确保不漏掉离子反应。
(5)是否符合反应的“量”——过量、少量、足量等
看是否符合题设条件的要求,即过量、少量、等 物质的量、任意量以及滴加顺序对反应产物的影响。如在FeBr2溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,在FeBr2溶液中通入过量Cl2的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++6Cl-+2Br2。
(6)是否符合三个守恒
离子方程式要符合质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒。
2.离子共存的常见条件要求
条件类型 常见表述 误点点拨
题干 要求 “一定大量共存”、“可能大量共存”或“不能大量共存” 审清关键字词,明确试题要求
常见 的限 定条 件 无色 Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、Cu2+(蓝色)、Mn(紫红色)等有色离子不能大量存在
pH=1或pH=13 溶液显酸性或碱性
因发生氧化还原反应不能大量共存 只能是氧化性离子和还原性离子不共存,并非其他离子反应,同时注意溶液酸碱性影响
透明 “透明”≠“无色”
条件类型 常见表述 误点点拨
常见 的隐 含条 件 与Al反应生成H2 溶液既可能显强酸性也可能显强碱性
由水电离出的c(H+)为1×1mol·L-1 溶液既可能显强酸性(pH=2)也可能显强碱性(pH=12)
通入足量NH3 与NH3·H2O反应的离子不能大量共存
含有大量Fe3+的溶液 溶液呈酸性并具有强氧化性
含有S2-、[Al(OH)4]-的溶液 溶液呈碱性
含有大量N的溶液 隐含H+,还原性离子不能同时大量存在
N、CH3COO-、C,Mg2+、HC等组合 存在相互水解的情况,但水解程度较小,在溶液中仍能大量共存
Al3+、Fe3+分别与C、[Al(OH)4]-、HC;Al3+与S2-、HS- 相互促进水解,生成气体或沉淀,不能大量共存
3.常见离子的检验
(1)常见阳离子检验
(2)常见阴离子的检验
1.(2024·山东烟台期中)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(　　)
B
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===[Al(OH)4]-+4N
B H+、K+、S2、S 不能大量共存,因发生反应:
2H++S2===S↓+SO2↑+H2O
C Na+、Fe3+、S、H2O2 能大量共存,粒子间不反应
D H+、Na+、Cl-、Mn 能大量共存,粒子间不反应
解析　A.Al3+和NH3·H2O生成Al(OH)3沉淀而不是生成[Al(OH)4]-,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,正确;C.Fe3+作催化剂促进H2O2分解,不能大量共存,错误;D.在酸性条件下Mn能将Cl-氧化为Cl2,不能大量共存,错误。
2.(2024·重庆开学考)室温下,经过指定操作后,可得到有色澄清溶液的是(　　)
A.含N、Al3+、S、N的溶液中,加入足量NaHCO3溶液
B.含Ba2+、Ag+、Cu2+、N的溶液中,加入足量浓氨水
C.含K+、Na+、Cl-、[Fe(CN)6]3-的溶液中,加入少量FeCl2溶液
D.含Cu2+、K+、Na+、Cl-的溶液中,通入足量H2S气体
B
解析　A.Al3+和HC发生彻底相互促进水解而生成沉淀,得不到澄清溶液,不符合题意;B.Ag+、Cu2+和足量氨水反应生成[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+溶液,从而溶液澄清透明,且[Cu(NH3)4]2+为深蓝色,符合题意;C.[Fe(CN)6]3-的溶液中,加入少量FeCl2溶液,会生成蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀,不符合题意;D.Cu2+溶液中,通入足量H2S气体会生成黑色的CuS沉淀,不符合题意。
3.某溶液中可能仅含有H+、K+、N、Fe3+、Ba2+、I-、S、S2-、OH-中的若干种(不考虑水的电离),观察发现溶液显黄色,下列分析中正确的是(　　)
A.无需要再进行任何实验就可以确定不存在的离子有4种
B.该溶液中最多含有两种阴离子
C.该溶液一定显酸性,可能含Ba2+
D.向该溶液滴入石蕊试液可能会变蓝色
解析　由溶液显黄色知一定含有Fe3+,Fe3+能氧化I-、S2-,Fe3+与OH-能形成沉淀,由电中性原理知一定含有S,而S与Ba2+不能共存。A.可以确定不存在的离子有I-、S2-、OH-、Ba2+,正确;B.该溶液中的阴离子只有S,错误;C.该溶液一定含有S,所以一定不含Ba2+,错误;D.由于含有Fe3+,溶液不可能显碱性,滴入石蕊试液不会变蓝色,错误。
A
4.(2023·湖北高考联盟联考)用黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣(含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等)提取铁红(Fe2O3)的过程如图所示。下列有关反应离子方程式判断和书写错误的是(　　)
A.酸溶过程中Fe2O3溶解反应
的离子方程式为Fe2O3+6H+
===2Fe3++3H2O
B.滤渣A溶解于NaOH溶液的离子方程式为SiO2+2OH-===Si+H2O
C.“还原”过程产物之一为H2SO4,发生反应的离子方程式为FeS2+16Fe3++9H2O===17Fe2++2S+18H+
D.“氧化”过程发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-===4Fe(OH)3↓
C
解析　硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等,稀硫酸溶解主要除去不与酸反应的SiO2,加入FeS2将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,再加氢氧化钠和空气,调节溶液的pH使Fe3+沉淀,而Mg2+、Al3+都不沉淀,最后洗涤、烘干、研磨使氢氧化铁分解生成氧化铁,从而得到铁红。酸溶过程中Fe2O3溶解反应的离子方程式为Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O,A正确;滤渣A为SiO2,溶解于NaOH溶液的离子方程式为SiO2+2OH-===Si+H2O,B正确;“还原”过程产物之一为H2SO4,发生反应的离子方程式为FeS2+14Fe3++8H2O===15Fe2++2S+16H+,C错误;“氧化”过程发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-===4Fe(OH)3↓,D正确。
5.(2023·河北沧州模拟)某无色透明溶液,可能含有下列离子:H+、Ba2+、Fe3+、Mg2+、S、Cl-、HC,现做实验如下:
①取少量原溶液滴加石蕊试液呈红色;
②取少量原溶液,加入过量的NaOH溶液,有白色沉淀生成;
③取少量原溶液,加入过量氯化钡溶液,有白色沉淀生成,静置分层;取静置后的上层清液,加入硝酸银溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成。
下列说法错误的是(　　)
A.溶液中一定存在的离子是H+、Mg2+、S
B.溶液中一定不存在的离子是HC、Fe3+、Ba2+
C.②中生成白色沉淀的离子方程式为Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
D.根据③现象可知原溶液中一定含有Cl-
D
解析　溶液无色透明,说明不含Fe3+。根据①可知该溶液显酸性,存在大量H+,所以一定不含HC;实验②中加入过量的NaOH溶液,有白色沉淀生成,说明溶液中含有Mg2+,该白色沉淀为氢氧化镁;实验③中加入过量氯化钡溶液,产生白色沉淀,说明溶液中含有S,则原溶液中一定不含Ba2+;静置后的上层清液,加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,且不溶于稀硝酸,则白色沉淀为氯化银,因加入氯化钡时引入Cl-,所以不能确定原溶液是否含Cl-。根据分析可知溶液中一定存在的离子是H+、Mg2+、S,A正确;根据分析可知溶液中一定不存在的离子是HC、Fe3+、Ba2+,B正确;根据分析可知白色沉淀为Mg(OH)2,C正确;观察上述分析,无法确定原溶液中一定含有氯离子,D错误。
6.某溶液仅由N、Cl-、S、C、N、Fe3+、Al3+和K+中的若干种离子组成,且各离子浓度相等,取适量溶液进行如下实验:
①取该溶液加入过量NaOH溶液,加热,产生无色气体;
②将①过滤、洗涤、灼烧,得到固体a;
③向上述滤液中加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀。
根据以上实验,下列推断错误的是(　　)
A.根据操作①,推断一定存在N
B.②中固体a为氧化铁
C.原溶液中一定不存在C、Al3+,可能含有K+
D.说明原溶液中一定存在N、Cl-、S、N、Fe3+
C
解析　加入过量的碱产生的气体为NH3,溶液中有N。由信息②知加入过量的碱产生了沉淀Fe(OH)3,溶液中有Fe3+,C与Fe3+会发生双水解不能共存,则溶液中不存在C。由信息③知溶液中有S。A.溶液中一定有N,A项正确;B.Fe(OH)3受热分解为氧化铁(Fe2O3),B项正确;C.溶液中一定有N、Fe3+、S,又因为溶液中各离子浓度相同,根据电荷守恒,一定还有Cl-和N,一定不存在C和Al3+、K+,C项错误;D.溶液中一定存在N、Fe3+、S、Cl-和N,D项正确。

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