资源简介

第3讲　离子反应的应用
【学习目标】
1.运用正确的模型理解掌握离子共存的判断方法及常见离子的检验。
2.能从宏观和微观两个视角理解离子反应,并运用离子反应解决实际问题。
考点一　离子共存
1.离子不能共存的4个角度
(1)因发生复分解反应不能大量共存。
①生成难溶物或微溶物。
Ba2+、Ca2+与S、C、S等不能大量共存;Ag+与S、C、Cl-等不能大量共存;OH-与Mg2+、Ca2+、Al3+、Mn2+、Fe2+、Cu2+等不能大量共存。
②生成难电离或易挥发的物质。
H+与OH-、C、HC、S、HS、F-、CH3COO-、S2等不能大量共存;OH-与H+、N、Mg2+等阳离子及HC、HS等弱酸的酸式酸根离子不能大量共存。
(2)强氧化性与强还原性的离子(或分子)在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存。
判断下表中所列离子能否发生氧化还原反应,能反应的打“√”,不能反应的打“×”。
离子 S2-(HS-) S(HS) I- Fe2+
Mn(H+) 　 　 　 　
ClO- 　 　 　 　
N(H+) 　 　 　 　
Fe3+ 　 　 　 　
【答案】 √　√　√　√　√　√　√　√　√　√　√　√　√　√　√　×
(3)因发生相互促进的水解反应不能大量共存。
注意:N和C、N和HC、N和CH3COO-在同一溶液中能大量共存。
(4)因发生配合反应不能大量共存。
Fe3+与SCN-、Ag+与NH3·H2O等不能大量共存。
2.溶液酸碱性的描述
(1)常见表示溶液呈酸性的描述。
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;④c(H+)=1×10-2 mol·L-1的溶液。
(2)常见表示溶液呈碱性的描述。
①常温下pH=14的溶液;②使pH试纸变蓝的溶液;③使酚酞变红的溶液;④c(OH-)=0.1 mol·L-1的溶液。
(3)常见表示溶液既可能呈酸性又可能呈碱性的描述。
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。
离子共存高考题分角度汇总分析
从四个角度判断溶液中不能大量共存的粒子。
(1)因生成沉淀(或微溶物)而不能大量共存。
①(2024·重庆卷)在稀硫酸中:Na+、Ba2+、N、HC。不共存粒子:
②(2022·湖北卷)在0.1 mol·L-1硝酸银溶液中:K+、Cl-、Na+、C。不共存粒子:
③(2022·湖北卷)在0.1 mol·L-1氨水中:Ag+、Cu2+、N、S。不共存粒子:
④(2021·湖南卷)在水溶液中:Na+、Al3+、Cl-、NH3·H2O。不共存粒子:
⑤(2020·江苏卷)0.1 mol·L-1盐酸中:Na+、K+、S、Si。不共存粒子:
(2)因生成难电离(或挥发性)物质而不能大量共存。
①(2021·湖南卷)在水溶液中:Na+、Fe3+、S、H2O2。不共存粒子:　　　　　
②(2021·湖南卷)在水溶液中:H+、K+、S、S2。不共存粒子:　　　　　
(3)因发生氧化还原反应而不能大量共存。
①(2024·重庆卷)在KMnO4溶液中:Fe2+、H+、Cl-、Br-。不共存粒子:
②(2022·天津卷)在水溶液中:H+、N、ClO-、Cl-。不共存粒子:　　　　　
③(2022·天津卷)在水溶液中:H+、Mg2+、I-、N。不共存粒子:　　　　　
④(2021·湖南卷)在水溶液中:H+、Na+、Cl-、Mn。不共存粒子:　　　　　
(4)因发生相互促进的水解反应而不能大量共存。
①(2024·重庆卷)在Na[Al(OH)4]溶液中:N、Fe3+、Cl-、S。不共存粒子:
②(2022·天津卷)在水溶液中:Na+、Al3+、HC、S。不共存粒子:　　　　　
③(2022·湖北卷)在0.1 mol·L-1氯化钠溶液中:Fe3+、I-、Ba2+、HC。不共存粒子:
　　　　　　
【答案】 (1)①Ba2+和S、H+和HC　②Ag+与Cl-、C　③NH3·H2O与Ag+、Cu2+　④Al3+和NH3·H2O　⑤H+和Si
(2)①Fe3+和H2O2　②H+和S2
(3)①H+、Mn与Fe2+、Cl-、Br-　②H+、ClO-和Cl-　③H+、N和I-　④H+、Mn和Cl-
(4)①[Al(OH)4]-和N、Fe3+　②Al3+和HC　③Fe3+和I-、HC
考点二　离子检验
1.气体法
离子 试剂 现象
N 浓NaOH溶液(加热)和湿润的红色石蕊试纸 生成无色、具有刺激性气味、能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
S 稀硫酸、品红溶液 生成无色、具有刺激性气味、能使品红溶液褪色的气体
C 稀盐酸、澄清石灰水 产生无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体
N 稀硫酸、金属铜 溶液变蓝色,有无色气体产生,遇空气后气体变红棕色
2.显色法
离子 试剂 现象
H+ 紫色石蕊溶液 石蕊溶液变红
I- 氯水、淀粉溶液 淀粉溶液变蓝
Fe3+ KSCN溶液 溶液呈红色
Fe2+ KSCN溶液、氯水 加KSCN后无颜色变化,再滴加氯水溶液变成红色
Na+、K+ 铂丝、稀盐酸 火焰呈黄色(Na+),透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色(K+)
3.沉淀法
离子 试剂 现象
Cl-、 Br-、 I- AgNO3溶液、稀硝酸 白色沉淀(AgCl)、 淡黄色沉淀(AgBr)、 黄色沉淀(AgI)
S 稀盐酸、BaCl2溶液 白色沉淀
Fe2+ NaOH溶液 白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀
K3[Fe(CN)6] (铁氰化钾)溶液 蓝色沉淀 {KFe[Fe(CN)6]}
Al3+ NaOH溶液 先生成白色沉淀,NaOH过量后沉淀逐渐溶解
Cu2+ NaOH溶液 产生蓝色沉淀,加热则沉淀变黑
氨水 先产生蓝色沉淀,氨水过量后,沉淀消失,形成深蓝色溶液
Ag+ 盐酸(或氯化物溶液)、稀硝酸 生成不溶于稀硝酸的白色沉淀
氨水 先生成白色沉淀,若氨水过量,沉淀逐渐溶解
P AgNO3溶液、稀硝酸 生成黄色沉淀,沉淀可溶于稀硝酸
Si 稀硝酸 白色絮状沉淀
S2- CuSO4或 CuCl2溶液 黑色沉淀
[Al(OH)4]- 稀盐酸 开始生成白色沉淀,稀盐酸过量后沉淀逐渐溶解
离子检验中的常见干扰离子及排除措施
1.下列关于离子检验的说法正确的是(　　)
A.向某溶液中加入稀盐酸,将产生的无色无味气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,则原溶液中一定含有C或HC
B.向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生,再加稀盐酸,沉淀不消失,则原溶液中一定有S
C.向溶液中先加入H2O2溶液,再滴加KSCN溶液,溶液变红,则原溶液中含Fe2+而不含Fe3+
D.向某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀不消失,则原溶液中一定有Cl-
【答案】 A
【解析】 能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体是CO2,所以原溶液中一定含有C或HC,A正确;某溶液中加入硝酸钡溶液有白色沉淀产生,再加稀盐酸,沉淀不消失,原溶液中可能含有S,也可能含有S等离子,B错误;H2O2具有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,向某溶液中先滴加H2O2溶液,再滴加KSCN溶液,溶液变为红色,只能证明得到的溶液中含有Fe3+,不能确定原溶液中是否含有Fe2+或Fe3+,C错误;检验溶液中是否含有Cl-,应先加过量Ba(NO3)2溶液排除S干扰,再加入硝酸酸化的AgNO3溶液,D错误。
2.向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作,结论正确的是(　　)
选项 操作 现象 结论
A 滴加CaCl2溶液 生成白色沉淀 原溶液中有S
B 滴加氯水和CCl4,振荡、静置 下层溶液显紫色 原溶液中有I-
C 用洁净的铂丝蘸取溶液进行焰色试验 火焰呈黄色 原溶液中有 Na+、无K+
D 滴加稀NaOH溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无N
【答案】 B
【解析】 滴加CaCl2溶液有白色沉淀生成,不能说明原溶液中有S,若溶液中含有C、Ag+等,滴加CaCl2溶液也都生成白色沉淀,A错误;氯水中的氯气和碘离子反应生成碘单质,四氯化碳把碘单质从水溶液中萃取出来,四氯化碳的密度比水的大,下层溶液显紫色,所以滴加氯水和四氯化碳,若下层溶液显紫色,说明原溶液中有碘离子,B正确;Na+的黄色火焰可以掩盖K+的紫色火焰,检验K+需透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,C错误;氨极易溶于水,若溶液中含有少量的N,需滴加浓NaOH溶液且加热才会放出氨,D错误。
待检离子 干扰离子 排除措施
Cl- S 加过量的Ba(NO3)2溶液
C 加稀硝酸酸化
OH-
S C 加盐酸酸化
S
Ag+
S C 加盐酸后将产生的气体通入品红溶液中,溶液褪色
C S 加硝酸后将产生的无色无味气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊
微点突破2　离子(或物质)检验的正确操作精准表述
[典例] (1)(2021·广东卷,17节选)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中HClO已分解。检验此久置氯水中Cl-存在的操作及现象: 　 。
(2)(2021·全国乙卷,27节选)洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在S来判断。检测的方法是 　 。
【答案】 (1)取少量久置氯水置于试管中,加入过量稀硝酸酸化,再加入少量AgNO3溶液,有白色沉淀生成
(2)取最后一次洗出液置于试管中,加入足量稀盐酸,无明显现象,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成说明洗涤完成,否则洗涤未完成
设计实验检验溶液中离子的思维流程及答题规范
1.(2025·河南卷,16节选)某研究小组设计了如下实验测定某药用硫黄中硫的含量,其中硫转化的总反应为S+2OH-+3H2O2S+4H2O。
主要实验步骤如下。
Ⅰ.如图所示,准确称取m g细粉状药用硫黄于①中,并准确加入V1 mL KOH乙醇溶液(过量),加入适量蒸馏水,搅拌,加热回流。待样品完全溶解后,蒸馏除去乙醇。
Ⅱ.室温下向①中加入适量蒸馏水,搅拌下缓慢滴加足量30% H2O2溶液,加热至100 ℃,保持20 min,冷却至室温。
步骤Ⅱ结束后,若要检验反应后溶液中的S,实验操作是 　 。
【答案】 取适量反应后溶液于试管中,先加入盐酸酸化,无明显实验现象,再加入氯化钡溶液产生白色沉淀,说明含有S
2.(2024·江苏卷,16节选)在AgCl沉淀中埋入铁圈并压实,加入足量0.5 mol·L-1盐酸后静置,充分反应得到Ag。
为判断AgCl是否完全转化,补充完整实验方案:取出铁圈,搅拌均匀,取少量混合物过滤, [实验中必须使用的试剂和设备:稀硝酸、AgNO3溶液,通风设备]。
【答案】 洗涤,向最后一次洗涤液中滴加AgNO3溶液,确保Cl-洗净,开启通风设备,向滤渣中加入足量稀硝酸,搅拌,若固体完全溶解,则AgCl完全转化,若固体未完全溶解,则AgCl未完全转化
1.(2025·天津卷,3)下列离子在溶液中能大量共存的是(　　)
A.Al3+、Na+、S2-、Mn
B.Fe2+、H+、S、Br-
C.N、Mg2+、OH-、I-
D.[Ag(NH3)2]+、K+、OH-、Cl-
【答案】 D
【解析】 Al3+与S2-能发生相互促进的水解反应,A不能大量共存;H+与S能发生反应,B不能大量共存;N与OH-能反应生成NH3·H2O,C不能大量共存。
2.(2024·浙江1月选考,5)在溶液中能大量共存的离子组是(　　)
A.H+、I-、Ba2+、N
B.Fe3+、K+、CN-、Cl-
C.Na+、Si、Br-、Ca2+
D.N、S、CH3COO-、HC
【答案】 D
【解析】 H+、I-、N三种离子会发生氧化还原反应而不能大量共存,故A不符合题意;Fe3+、CN-会反应生成[Fe(CN)6]3-而不能大量共存,故B不符合题意;Si、Ca2+会反应生成CaSiO3沉淀而不能大量共存,故C不符合题意;N、CH3COO-、HC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。
3.(2023·福建卷,3)在指定溶液中能大量共存的离子组是(　　)
A.0.1 mol·L-1 BaCl2溶液中:Br-、Na+、K+
B.0.1 mol·L-1稀硫酸中:N、CH3COO-、Zn2+
C.0.1 mol·L-1FeCl3溶液中:HC、S、N
D.饱和氯水中:I-、Mg2+、Fe2+
【答案】 A
【解析】 A项所给各离子在0.1 mol·L-1氯化钡溶液中可以大量共存;B项中醋酸根离子在酸性条件下不能大量存在;C项中碳酸氢根离子与铁离子发生相互促进的水解反应,不能大量共存;D项中碘离子、亚铁离子与氯水发生氧化还原反应,不能大量共存。
4.(2025·安徽卷,8)下列实验产生的废液中,可能大量存在的粒子组是(　　)
选项 实验 粒子组
A 稀硝酸与铜片制NO H+、Cu2+、N、NO
B 70%硫酸与Na2SO3制SO2 H+、Na+、S、HS
C 浓盐酸与KMnO4制Cl2 H+、K+、Mn2+、Cl-
D 双氧水与FeCl3溶液制O2 H+、Fe2+、Cl-、H2O2
【答案】 C
【解析】 稀硝酸与铜反应后的溶液中可能含有H+、Cu2+、,NO不溶于水,无法大量存在,A不符合题意;70%硫酸与Na2SO3反应生成SO2,反应后的溶液中含有H+、Na+、S,HS可与H+反应生成SO2和H2O,无法大量存在,B不符合题意;浓盐酸与KMnO4反应生成Cl2,反应后的溶液中含有K+、Mn2+、Cl-和H+,这些离子可以大量存在,C符合题意;FeCl3催化H2O2分解生成O2,溶液中应含Fe3+而不是Fe2+,D不符合题意。
5.(2024·江西卷,14)白色固体样品X,可能含有AgNO3、NH4NO3、BaCl2、KCl、Na2SO3、Na2CO3、Al2O3之中的几种或全部。在三个烧杯中各加入适量X。分别加入足量以下三种试剂并微热使之充分反应,实验记录为
编号 试剂 反应后的不溶物 生成的气体
Ⅰ 蒸馏水 白色 无色、有刺 激性气味
Ⅱ 稀盐酸 白色 无色、无味
Ⅲ NaOH 溶液 无不溶物 无色、有刺 激性气味
依据实验现象,下列说法正确的是(　　)
A.可能含Al2O3 B.含BaCl2
C.含Na2SO3 D.不含KCl
【答案】 A
【解析】 白色固体样品X,可能含有AgNO3、NH4NO3、BaCl2、KCl、Na2SO3、Na2CO3、Al2O3之中的几种或全部,在三个烧杯中各加入适量X,分别加入足量题给三种试剂并微热使之充分反应,Ⅰ.加入蒸馏水,微热生成无色、有刺激性气味的气体,是微热条件下N和弱酸阴离子发生相互促进的水解反应生成了NH3,说明一定含NH4NO3,反应生成白色沉淀,白色沉淀可能为不溶于水的氧化铝,也可能为AgNO3和Na2SO3、Na2CO3、BaCl2、KCl反应生成的Ag2SO3、Ag2CO3、AgCl沉淀,或BaCl2和Na2SO3、Na2CO3反应生成的BaSO3、BaCO3沉淀;Ⅱ.加入稀盐酸,反应后的不溶物为白色沉淀,同时生成的气体为无色、无味气体,为CO2,说明一定含Na2CO3,一定不含Na2SO3,白色沉淀一定为AgNO3生成的AgCl,一定存在AgNO3,可能含BaCl2、Al2O3;Ⅲ.加入NaOH溶液,无不溶物,则AgNO3与NH4NO3、NaOH反应生成[Ag(NH3)2]OH,无沉淀产生,Al2O3可溶于NaOH溶液,无法确定原固体是否有Al2O3,因无沉淀生成,含有Na2CO3,则无BaCl2。经过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ确定白色固体样品中一定含有AgNO3、NH4NO3、Na2CO3,一定不含Na2SO3、BaCl2,无法确定是否含有KCl、Al2O3。
6.(2024·浙江6月选考,18节选)D的结构为(X=F或Cl),设计实验先除去样品D中的硫元素,再用除去硫元素后的溶液探究X为何种元素。
(1)实验方案:取D的溶液,加入足量NaOH溶液,加热充分反应,然后 　 。
(2)写出D(用HSO3X表示)的溶液与足量NaOH溶液反应的离子方程式:
　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
【答案】 (1)加入足量Ba(NO3)2溶液充分反应,静置后取上层清液,再加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则有Cl-,反之则有F-
(2)H++SO3X-+3OH-S+X-+2H2O
【解析】 (1)D的结构为(X=F或Cl),取D的溶液,加入足量NaOH溶液,加热充分反应,生成Na2SO4和NaX,然后加入足量Ba(NO3)2溶液充分反应,静置后取上层清液,再加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则有Cl-,反之则有F-。
(2)D(用HSO3X表示)的溶液与足量NaOH溶液反应生成Na2SO4和NaX,离子方程式是H++SO3X-+3OH-S+X-+2H2O。
课时作业
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1.25 ℃时,下列各组离子中可以在水溶液中大量共存的是(　　)
A.H+、N、ClO-、Cl-
B.H+、Mg2+、I-、N
C.Na+、Al3+、HC、S
D.K+、Na+、S、OH-
【答案】 D
【解析】 H+、ClO-、Cl-发生氧化还原反应而不能大量共存,故A不符合题意;H+、I-、N发生氧化还原反应而不能大量共存,故B不符合题意;Al3+与HC发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体而不能大量共存,故C不符合题意;K+、Na+、S、OH-能大量共存,故D符合题意。
2.下列操作中,不会影响溶液中K+、Al3+、Fe3+、Ba2+、Cl-、N等离子大量共存的是(　　)
A.加入ZnSO4 B.加入铁粉
C.通入NH3 D.通入CO2
【答案】 D
【解析】 向溶液中加入硫酸锌溶液,硫酸根离子会与溶液中的钡离子反应,故A不符合题意;向溶液中加入铁粉,铁离子会与铁反应生成亚铁离子,故B不符合题意;向溶液中通入NH3,会使溶液pH增大,铝离子、铁离子会生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀,故C不符合题意;向溶液中通入二氧化碳,二氧化碳与溶液中离子不发生任何反应,不会影响溶液中离子的大量共存,故D符合题意。
3.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)
A.澄清透明的溶液中:Cu2+、Cl-、A、N
B.能使酚酞变红的溶液中:Na+、Mg2+、HC、Br-
C.麦芽糖溶液中:Mn、K+、H+、S
D.含N的溶液中:S、C、Si、Na+
【答案】 A
【解析】 澄清透明的溶液中,Cu2+、Cl-、Al3+、N间互不反应,可以大量共存,A符合题意;能使酚酞变红的溶液呈碱性,Mg2+与HC均可与OH-反应,不能大量共存,B不符合题意;麦芽糖具有还原性,酸性条件下Mn具有强氧化性,粒子间能发生氧化还原反应,不能大量共存,C不符合题意;N与Si能发生相互促进的水解反应,不能大量共存,D不符合题意。
4.室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)
A.0.2 mol·L-1的NH4Cl溶液:Na+、K+、S、Si
B.0.1 mol·L-1的FeCl3溶液:N、Ca2+、Br-、SCN-
C.0.2 mol·L-1的H2SO4溶液:Mg2+、Fe2+、N、Cl-
D.0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液:Na+、K+、Cl-、ClO-
【答案】 D
【解析】 NH4Cl是强酸弱碱盐,N与Si发生相互促进的水解反应,不能大量共存,A错误;0.1 mol·L-1的FeCl3溶液中,Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3,不能大量共存,B错误;
0.2 mol·L-1的H2SO4溶液中,H+、Fe2+、N共同作用发生氧化还原反应,不能大量共存,C错误;0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中,Na+、K+、Cl-、ClO-能大量共存,D正确。
5.(2025·海南三亚模拟)对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析错误的是(　　)
选项 粒子组 判断和分析
A N、I-、H+、Na+ 不能大量共存,因发生反应2N+6I-+8H+3I2+ 2NO↑+4H2O
B OH-、[Al(OH)4]-、Na+、C 能大量共存,粒子间不发生反应
C N、S、K+、OH- 不能大量共存,因发生反应N+OH-NH3·H2O
D ClO-、S、H+、Mg2+ 能大量共存,不生成沉淀
【答案】 D
【解析】 酸性条件下,N和I-发生氧化还原反应生成NO和I2,所以不能大量共存,A正确;几种离子之间不反应,所以能大量共存,B正确;N、OH-能反应生成NH3·H2O,所以不能大量共存,C正确;ClO-和H+反应生成HClO而不能大量共存,D错误。
6.某溶液中大量存在以下五种离子:N、S、Fe3+、H+、M,它们的个数之比为N(N)∶
N(S)∶N(Fe3+)∶N(H+)∶N(M)=2∶3∶1∶3∶1,则M可能为(　　)
A.Mg2+ B.Fe2+
C.C D.Ba2+
【答案】 A
【解析】 设N(Fe3+)为1,则此时溶液中负电荷总数为N(N)+2N(S)=2+2×3=8,正电荷总数为3N(Fe3+)+N(H+)=3×1+3=6,故M为带两个电荷的阳离子,又Fe2+在酸性条件下与N发生氧化还原反应而不能大量存在,Ba2+与S反应生成沉淀而不能大量存在,故M为Mg2+。
7.(2025·黄冈中学模拟)下列各组离子在所给定的条件下可以大量共存的是(　　)
选项 条件 离子
A 加入苯酚显紫色的溶液中 Na+、Mg2+、Cl-、S
B 使淀粉KI试纸变蓝的溶液 S2-、N、Mg2+
C 在含有大量HC的溶液中 K+、Na+、[Al(OH)4]-、Br-
D 能和Ca2+生成沉淀的溶液中 K+、Ba2+、CH3COO-、Cl-
【答案】 A
【解析】 加入苯酚显紫色的溶液中含有Fe3+,Fe3+、Na+、Mg2+、Cl-和S在溶液中不发生任何反应,能大量共存,A正确;使淀粉KI试纸变蓝的溶液中含有氧化性比单质碘强的粒子,能与溶液中的S2-发生氧化还原反应,不能大量共存,B错误;HC和[Al(OH)4]-反应生成Al(OH)3沉淀和C,不能大量共存,C错误;能和Ca2+生成沉淀的溶液中可能含有C或S,C或S能与溶液中的Ba2+反应生成沉淀,不能大量共存,D错误。
8.一杯澄清透明的溶液中,已知各离子的浓度均为0.1 mol·L-1,体积为1 L。可能含有的阳离子为K+、Fe2+、Ba2+、N,可能含有的阴离子为Cl-、N、C、S,向该混合液中加足量稀盐酸,有无色气体生成,且阴离子的种类不变。下列对该溶液的叙述错误的是(　　)
A.该溶液一定含有Fe2+、N、Cl-
B.该溶液一定不含K+、N
C.该溶液一定不含C、Ba2+
D.该溶液可能含有S
【答案】 B
【解析】 加足量稀盐酸有无色气体生成,且阴离子的种类不变,说明该溶液中一定存在Cl-、Fe2+、N,一定不存在C;根据溶液呈电中性原则,Cl-、N的浓度都是0.1 mol·L-1,Fe2+的浓度为0.1 mol·L-1,若存在S,该溶液中一定存在K+、N,但是一定不存在Ba2+,若不存在S,一定不存在K+、N和Ba2+。
9.(2025·陕晋青宁高考适应性考试)下列各组离子在水溶液中可以大量共存的是(　　)
A.S2、H+、I-、Na+
B.C、Cl-、ClO-、K+
C.N、Br-、Cu2+、Ag+
D.K+、Fe3+、[Cu(NH3)4]2+、S
【答案】 B
【解析】 S2、H+反应生成硫单质、二氧化硫和水,不能大量共存,A错误;C、Cl-、ClO-、K+之间互不反应,可以大量共存,B正确;Br-、Ag+生成溴化银沉淀,不能大量共存,C错误;Fe3+在[Cu(NH3)4]2+大量存在的溶液中会生成氢氧化铁沉淀,不能大量共存,D错误。
10.(2025·江苏扬州模拟)常温下,探究0.1 mol/L NH4HSO3溶液的性质。下列实验方案能达到探究目的的是(　　)
选项 探究目的 实验方案
A 检验溶液中是否含有N 向2 mL NH4HSO3溶液中滴加少量0.1 mol/L NaOH溶液,加热,观察能否产生使红色石蕊试纸变蓝的气体
B 检验N是否水解 用玻璃棒蘸取NH4HSO3溶液点在pH试纸上,观察试纸颜色的变化
C 检验HS是否被氧化 向2 mL NH4HSO3溶液中滴加足量Ba(OH)2溶液,观察是否有沉淀生成
D 检验HS是否有还原性 向2 mL NH4HSO3溶液中滴加几滴0.1 mol/L 酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色的变化
【答案】 D
【解析】 加入少量NaOH溶液,HS与OH-反应,N不发生反应,A错误;N水解使溶液显酸性,HS的电离程度大于其水解程度,故溶液也显酸性,B错误;NH4HSO3溶液中滴加足量Ba(OH)2溶液产生BaSO3沉淀,C错误。
二、非选择题
11.在Na+浓度为0.5 mol·L-1的某透明澄清溶液中,还可能含有下表中的若干种离子。
阳离子 K+、Ag+、Mg2+、Ba2+
阴离子 N、C、Si、S
现取该溶液100 mL 进行如下表所示实验(气体体积均在标准状况下测定):
序号 实验内容 实验结果
Ⅰ 向该溶液中加入足量稀盐酸 产生白色沉淀并放出标准状况下0.56 L气体
Ⅱ 将Ⅰ的反应混合液过滤,对沉淀洗涤、灼烧至恒重,称量所得固体质量 固体质量为2.4 g
Ⅲ 向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液 无明显现象
请回答下列问题。
(1)实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是　　　　　　　　　　。
(2)实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算,填写下表中阴离子的浓度(能计算出的,填写计算结果,一定不存在的离子填“0”,不能确定是否存在的离子填“ ”)。
阴离子 N C Si S
c/( mol·L-1)
(4)判断K+是否存在:　　 　　(填“存在”或“不存在”)。若存在,计算其最小浓度为
　　　　 mol·L-1,若不存在说明理由:　 　。
【答案】 (1)Ag+、Mg2+、Ba2+
(2)Si+2H+H2SiO3↓
(3) 　0.25　0.4　0
(4)存在　0.8
【解析】 由题意可知,该溶液为透明澄清溶液,因此该溶液中的离子必能大量共存。由实验Ⅰ、Ⅱ可知,加入足量稀盐酸产生气体,必含有C,其浓度为=0.25 mol·L-1,则该溶液中一定不含Ag+、Mg2+、Ba2+;能生成白色沉淀,因此含有Si,发生的反应为Si+2H+H2SiO3↓,H2SiO3SiO2+H2O,故Si的浓度为=0.4 mol·L-1;由实验Ⅲ可知,该溶液中不含S;根据电荷守恒可知,2c(C)+2c(Si)=2×
0.25 mol·L-1+2×0.4 mol·L-1=1.3 mol·L-1,故含有K+,其最小浓度为1.3 mol·L-1-0.5 mol·L-1=
0.8 mol·L-1。(共48张PPT)
第3讲　离子反应的应用
1.运用正确的模型理解掌握离子共存的判断方法及常见离子的检验。
2.能从宏观和微观两个视角理解离子反应,并运用离子反应解决实际问题。
【学习目标】
考点一
离子共存
1.离子不能共存的4个角度
(1)因发生复分解反应不能大量共存。
①生成难溶物或微溶物。
主干知识整合
②生成难电离或易挥发的物质。
(2)强氧化性与强还原性的离子(或分子)在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存。
强化速练
判断下表中所列离子能否发生氧化还原反应,能反应的打“√”,不能反应的打“×”。
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
×
(3)因发生相互促进的水解反应不能大量共存。
(4)因发生配合反应不能大量共存。
Fe3+与SCN-、Ag+与NH3·H2O等不能大量共存。
2.溶液酸碱性的描述
(1)常见表示溶液呈酸性的描述。
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;④c(H+)=1×10-2 mol·L-1的溶液。
(2)常见表示溶液呈碱性的描述。
①常温下pH=14的溶液;②使pH试纸变蓝的溶液;③使酚酞变红的溶液;④c(OH-)=0.1 mol·L-1的溶液。
(3)常见表示溶液既可能呈酸性又可能呈碱性的描述。
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。
离子共存高考题分角度汇总分析
从四个角度判断溶液中不能大量共存的粒子。
(1)因生成沉淀(或微溶物)而不能大量共存。
关键能力提升
Al3+和NH3·H2O
(2)因生成难电离(或挥发性)物质而不能大量共存。
Fe3+和H2O2
(3)因发生氧化还原反应而不能大量共存。
H+、ClO-和Cl-
(4)因发生相互促进的水解反应而不能大量共存。
考点二
离子检验
1.气体法
主干知识整合
2.显色法
离子 试剂 现象
H+ 紫色石蕊溶液 石蕊溶液变红
I- 氯水、淀粉溶液 淀粉溶液变蓝
Fe3+ KSCN溶液 溶液呈红色
Fe2+ KSCN溶液、氯水 加KSCN后无颜色变化,再滴加氯水溶液变成红色
Na+、K+ 铂丝、稀盐酸 火焰呈黄色(Na+),透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色(K+)
3.沉淀法
Fe2+ NaOH溶液 白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀
K3[Fe(CN)6]
(铁氰化钾)溶液 蓝色沉淀{KFe[Fe(CN)6]}
Al3+ NaOH溶液 先生成白色沉淀,NaOH过量后沉淀逐渐溶解
Cu2+ NaOH溶液 产生蓝色沉淀,加热则沉淀变黑
氨水 先产生蓝色沉淀,氨水过量后,沉淀消失,形成深蓝色溶液
S2- CuSO4或
CuCl2溶液 黑色沉淀
[Al(OH)4]- 稀盐酸 开始生成白色沉淀,稀盐酸过量后沉淀逐渐溶解
离子检验中的常见干扰离子及排除措施
1.下列关于离子检验的说法正确的是(　　)
关键能力提升
A
2.向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作,结论正确的是(　　)
B
模型建构
微点突破2
离子(或物质)检验的正确操作精准表述
[典例] (1)(2021·广东卷,17节选)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中HClO已分解。检验此久置氯水中Cl-存在的操作及现象:
　。
取少量久置氯水置于试管中,加入过量稀硝酸酸化,再加入少量AgNO3溶液,有白色沉淀生成
取最后一次洗出液置于试管中,加入足量稀盐酸,无明显现象,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成说明洗涤完成,否则洗涤未完成
　 。
模型建构
设计实验检验溶液中离子的思维流程及答题规范
主要实验步骤如下。
Ⅰ.如图所示,准确称取m g细粉状药用硫黄于①中,并准确加入V1 mL KOH乙醇溶液(过量),加入适量蒸馏水,搅拌,加热回流。待样品完全溶解后,蒸馏除去乙醇。
考考链接
Ⅱ.室温下向①中加入适量蒸馏水,搅拌下缓慢滴加足量30% H2O2溶液,加热至100 ℃,保持20 min,冷却至室温。
　 。
2.(2024·江苏卷,16节选)在AgCl沉淀中埋入铁圈并压实,加入足量0.5 mol·L-1盐酸后静置,充分反应得到Ag。
为判断AgCl是否完全转化,补充完整实验方案:取出铁圈,搅拌均匀,取少量混合物过滤,
[实验中必须使用的试剂和设备:稀硝酸、AgNO3溶液,通风设备]。
洗涤,向最后一次洗涤液中滴加AgNO3溶液,确保Cl-洗净,开启通风设备,向滤渣中加入足量稀硝酸,搅拌,若固体完全溶解,则AgCl完全转化,若固体未完全溶解,则AgCl未完全转化
1.(2025·天津卷,3)下列离子在溶液中能大量共存的是(　　)
学科素养进阶
D
2.(2024·浙江1月选考,5)在溶液中能大量共存的离子组是(　　)
D
3.(2023·福建卷,3)在指定溶液中能大量共存的离子组是(　　)
A
【解析】 A项所给各离子在0.1 mol·L-1氯化钡溶液中可以大量共存;B项中醋酸根离子在酸性条件下不能大量存在;C项中碳酸氢根离子与铁离子发生相互促进的水解反应,不能大量共存;D项中碘离子、亚铁离子与氯水发生氧化还原反应,不能大量共存。
4.(2025·安徽卷,8)下列实验产生的废液中,可能大量存在的粒子组是(　　)
C
5.(2024·江西卷,14)白色固体样品X,可能含有AgNO3、NH4NO3、BaCl2、KCl、Na2SO3、Na2CO3、Al2O3之中的几种或全部。在三个烧杯中各加入适量X。分别加入足量以下三种试剂并微热使之充分反应,实验记录为
编号 试剂 反应后的不溶物 生成的气体
Ⅰ 蒸馏水 白色 无色、有刺激性气味
Ⅱ 稀盐酸 白色 无色、无味
Ⅲ NaOH溶液 无不溶物 无色、有刺激性气味
依据实验现象,下列说法正确的是(　　)
A.可能含Al2O3 B.含BaCl2 C.含Na2SO3 D.不含KCl
A
Ⅱ.加入稀盐酸,反应后的不溶物为白色沉淀,同时生成的气体为无色、无味气体,为CO2,说明一定含Na2CO3,一定不含Na2SO3,白色沉淀一定为AgNO3生成的AgCl,一定存在AgNO3,可能含BaCl2、Al2O3;Ⅲ.加入NaOH溶液,无不溶物,则AgNO3与NH4NO3、NaOH反应生成[Ag(NH3)2]OH,无沉淀产生,
Al2O3可溶于NaOH溶液,无法确定原固体是否有Al2O3,因无沉淀生成,含有Na2CO3,则无BaCl2。经过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ确定白色固体样品中一定含有AgNO3、NH4NO3、Na2CO3,一定不含Na2SO3、BaCl2,无法确定是否含有KCl、Al2O3。
(1)实验方案:取D的溶液,加入足量NaOH溶液,加热充分反应,然后
　。
加入足量Ba(NO3)2溶液充分反应,静置后取上层清液,再加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则有Cl-,反之则有F-
(2)写出D(用HSO3X表示)的溶液与足量NaOH溶液反应的离子方程式:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

展开更多......

收起↑