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第2讲 离子反应　离子方程式
2027高考化学一轮总复习
考点综述
1.理解电解质的电离,能用电离方程式表示某些酸、碱、盐的电离。
2.了解离子反应的概念,通过实验事实认识离子反应及离子共存,并能正确书写离子方程式。
考情分析
2025浙江6月选考第7题 考查离子方程式正误判断,涉及拆分、酸性强弱判断等知识点,属于离子反应应用考查
2025浙江1月选考第8题 考查离子方程式正误判断,涉及配平等知识点
2024浙江6月选考第18题 涉及离子方程式的书写,属于离子反应在综合题中的考查
2024浙江1月选考第5题 考查离子的共存问题,涉及离子间的氧化还原反应、沉淀反应、生成配合物的反应、互相促进水解的反应等内容
2024浙江1月选考第18题 涉及离子方程式的书写,属于离子反应在综合题中的考查
2023浙江6月选考第9题 考查离子方程式正误判断,涉及还原性强弱判断、酸性强弱判断等知识点
2023浙江1月选考第7题 考查离子方程式正误判断
2023浙江1月选考第18题 考查离子方程式书写和离子检验,属于离子反应在综合题中的考查
知识点一　电解质及电离
必备知识 全方位凝练
1.电解质和非电解质
(1)分类依据:
(2)电解质的强弱与物质类别的关系:
2.电解质的电离
3.电离方程式的书写
(1)强电解质的电离方程式中,用“===”连接,弱电解质(包括弱酸的酸式酸根离子)的电离方程式中,用“ ”连接。
(2)多元弱酸的电离分步书写,多元弱碱的电离一步写完。
(3)酸式盐的电离:多元强酸酸式盐与多元弱酸酸式盐的阴离子电离情况不同。
[练一练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)铁能导电,所以铁是电解质,液溴不能导电,它是非电解质。(　　)
(2)BaSO4投入水中,导电性弱,故它是弱电解质。(　　)
(3)HClO是弱酸,但NaClO是强电解质。(　　)
(4)强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物。(　　)
(5)强电解质溶液的导电性比弱电解质溶液的导电性强。(　　)
×
×
√
×
×
2.下列各电离方程式中,书写正确的是(　　)
D
关键能力 多维度提升
角度一　电离方程式的书写
1.有八种离子:H+、Na+、Ba2+、Ca2+、OH-、Cl-、 。
(1)由两种离子相结合形成的物质中,属于酸的是　 　　　　,属于难溶盐的是　　 　　。
(2)写出以上离子组成的弱电解质的电离方程式:
　　　　 　　　　。
HCl、H2SO4、H2CO3
BaSO4、BaCO3、CaCO3
2.下列物质在指定条件下电离方程式正确的是(　　)
D
归纳总结
角度二　电解质及其强弱
1.下列说法正确的一组是(　　)
①不溶于水的盐都是弱电解质　②可溶于水的盐都是强电解质　③0.5 mol·L-1一元酸溶液中H+浓度为0.5 mol·L-1　④强酸溶液中的H+浓度不一定大于弱酸溶液中的H+浓度　⑤电解质溶液导电的原因是溶液中有自由移动的阴、阳离子　⑥熔融的电解质都能导电
A.①③⑤⑥ B.只有④⑤
C.②④⑤⑥ D.只有③⑥
B
解析 不溶于水的盐不一定是弱电解质,如BaSO4是强电解质,故①错误;电解质的强弱与溶解性无关,可溶于水的盐可能是弱电解质,如醋酸铅是弱电解质,故②错误;0.5 mol·L-1一元酸溶液中的H+浓度不一定为0.5 mol·L-1,如醋酸,故③错误;强酸溶液中的H+浓度不一定大于弱酸溶液中的H+浓度,H+浓度与酸的浓度、酸的结构以及电离程度有关,故④正确;电解质溶液导电的原因是溶液中有自由移动的阴、阳离子,故⑤正确;如酸在熔融态时不导电,溶于水时才导电,故⑥错误。
2.下列说法正确的是(　　)
A.三氧化硫的水溶液能导电,所以三氧化硫是电解质
B.自由移动离子数目多的电解质溶液导电能力一定强
C.NaHSO4在水溶液及熔融状态下均可电离出Na+、H+、
D.NH3属于非电解质,但其水溶液能够导电
D
解析 三氧化硫本身不能电离出离子,SO3是非电解质,A错误;离子数目多的溶液中,离子浓度不一定大,离子所带电荷数不一定多,其导电能力不一定强,B错误;NaHSO4在熔融状态下只能电离出Na+、 ,C错误。
知识点二　离子反应和离子方程式的书写
必备知识 全方位凝练
1.离子反应
(1)定义:有离子参加的反应称为离子反应。
(2)条件
在稀硫酸中分别加入下列物质,请写出有关反应的离子方程式:
D.加入Zn粒:Zn+2H+===H2↑+Zn2+;
E.加入NaOH溶液:H++OH-===H2O。
从A~E可知离子反应发生的条件:①生成难溶的物质、②生成难电离的物质、③生成易挥发的物质、④发生氧化还原反应。
(3)离子反应的本质
A~E中,混合后溶液中 的物质的量减少的是A;H+的物质的量减少的是BCDE;因此离子反应的本质是溶液中某些离子的物质的量减少。
2.离子方程式
(1)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。
(2)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。如:2H++Fe===Fe2++H2↑表示单质铁与稀硫酸或稀盐酸等非强氧化性强酸的反应。
强酸 HNO3、H2SO4、HClO4、HCl、HBr、HI
弱酸 H2CO3、H2SiO3、CH3COOH、H2C2O4、HClO、HF、H2S、H2SO3
强碱 NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2
弱碱 NH3·H2O、Mg(OH)2、Fe(OH)3
3.电解质的“拆分”原则
(1)易溶的强电解质(强酸、强碱、大多数可溶性盐)写成离子形式。
①常见的强酸、弱酸
注意:浓盐酸、浓硝酸在离子方程式中可拆,浓硫酸一般不拆。
②常见的强碱、弱碱
③ 酸式盐
(2)固体之间的反应、浓硫酸(或浓磷酸)与固体之间的反应,不能电离出离子,所以不写离子方程式。如:Ca(OH)2(s)+2NH4Cl(s) CaCl2(s)+2NH3↑+2H2O。
[练一练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)Fe与稀硫酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑。(　　)
(2)用食醋除去水垢中的CaCO3:CaCO3+2H+===CO2↑+H2O+Ca2+。(　　)
×
×
×
×
C
2.下列解释事实的离子方程式或化学方程式书写错误的是(　　)
A.铜在存在NH3的环境中被氧气腐蚀:2Cu+8NH3+O2+2H2O===2[Cu(NH3)4]2++4OH-
B.锌锰碱性电池放电时正极反应式:MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-
C.向冷的石灰乳中通入Cl2制漂白粉:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
D.一定条件下,由乳酸[CH3CH(OH)COOH]合成聚乳酸的化学方程式:
关键能力 多维度提升
D
角度一　离子方程式的正误判断
1.(2025·浙江6月选考)下列离子方程式正确的是(　　)
A.HC的水解反应:HC+H2O H3O++C
B.CaCO3与醋酸反应:CaCO3+2H+=== Ca2++CO2↑+H2O
C.FeO与硝酸反应:FeO+2H+=== Fe2++H2O
解析 HC水解生成H2CO3和OH-,该反应的离子方程式为HC+H2O H2CO3+OH-,A错误;B.已知醋酸为弱酸,离子方程式书写时不能拆,故CaCO3与醋酸反应的离子方程式为CaCO3+2CH3COOH=== 2CH3COO-+Ca2++CO2↑+H2O,B错误;已知硝酸具有强氧化性,能够氧化Fe2+为Fe3+,故FeO与硝酸反应的离子方程式为3FeO+10H++N=== 3Fe3++5H2O+NO↑,C错误;苯酚钠水溶液中通入少量CO2气体反应生成苯酚和碳酸氢钠,则
A
2.(2025·重庆卷)下列有关离子反应错误的是(　　)
A.亚硫酸氢钠与石灰水反应:S+Ca2+=== CaSO3↓
B.Na2O2与水反应:2Na2O2+2H2O=== 4Na++4OH-+O2↑
C.NO2与水反应:3NO2+H2O=== 2H++2N+NO
D.Cl2与NaBr溶液反应:Cl2+2Br-=== Br2+2Cl-
解析 亚硫酸氢钠(NaHSO3)与石灰水反应时,HS不能拆开,先与OH-中和生成S,再与Ca2+结合生成CaSO3沉淀,正确的离子方程式为HS+OH-+Ca2+=== CaSO3↓+H2O,A错误;Na2O2与水反应的离子方程式为2Na2O2+2H2O=== 4Na++4OH-+O2↑,符合反应实际,B正确;NO2与水反应的离子方程式为3NO2+H2O=== 2H++2N+NO,C正确;Cl2与NaBr溶液反应的离子方程式为Cl2+2Br-=== Br2+2Cl-,符合氧化还原反应规律,D正确。
D
3.(2025·浙江1月选考)下列方程式不正确的是(　　)
解析 D选项很明显左右电荷不平,正确的写法应为5SO2+2Mn+2H2O===5S+2Mn2++4H+。
B
4.(2025·浙江镇海中学高三二模)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.用Na2CO3溶液将水垢中的CaSO4转化为溶于酸的CaCO3:Ca2++C=== CaCO3↓
B.硫酸铁溶液中滴加少量亚硫酸钠溶液:2Fe3++S+H2O=== 2Fe2++S+2H+
C.硫化钠溶液在空气中氧化变质:2S2-+O2+4H+=== 2S↓+2H2O
D.试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:Ag+2H++N=== Ag++NO2↑+H2O
解析 用碳酸钠溶液将水垢中的CaSO4转化为CaCO3时,CaSO4是微溶物,不能拆分为Ca2+和S,正确反应为固体间的转化:CaSO4(s)+C(aq) CaCO3(s)+S(aq),选项A错误。硫酸铁溶液中Fe3+具有强氧化性,可将S氧化为S,自身被还原为Fe2+,题给反应电荷守恒,原子守恒,且酸性条件下H+合理存在,选项B正确;硫化钠溶液在空气中氧化变质时,溶液呈碱性(S2-水解生成OH-),反应中不应出现H+,正确反应为2S2-+O2+2H2O=== 2S↓+4OH-,选项C错误;稀硝酸与银反应生成NO,正确反应为3Ag+4H++N===3Ag++NO↑+2H2O,选项D错误。
A
[视野拓展]
1.(2025·浙江六校联考高三预测)下列离子方程式中不正确的是(　　)
A.MnO2与浓盐酸反应:MnO2+4HCl(浓) === Mn2++2Cl-+Cl2↑+2H2O
B.向CuSO4溶液中加入Na2O2:2Na2O2+2Cu2++2H2O=== 4Na++2Cu(OH)2↓+O2↑
C.用氢氧化钠溶液除去镁粉中的杂质铝:2Al+2OH-+6H2O=== 2[Al(OH)4]-+3H2↑
D.NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液:HC+Ba2++OH-=== BaCO3↓+H2O
2.(2024·全国新课标卷)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
3.(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
角度二　信息型离子方程式的书写
(2025·浙江名校协作体高三上适应考)湿法炼锌过程中产生的净化钴渣(主要含Co3S4、ZnS、Ca2Fe2O5)实现钴锌分离的流程如下。
已知:①固体A微溶于酸和水;
②溶液A中的Co元素以Co2+形式存在;
③Co(OH)2和Zn(OH)2均为不溶于水的两性氢氧化物。
写出步骤Ⅰ中Co3S4发生转化的化学方程式:
　　　　　 　　 　　　　　。写出步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式:　　　　　 　　　　　　　　　。
2Co3S4+6H2SO4+11O2===8SO2+6CoSO4+6H2O　
3Co2++Mn+4H2O===MnO2↓+3CoOOH↓+5H+
解析 步骤Ⅰ中Co3S4与硫酸和氧气反应生成CoSO4和SO2气体,反应的化学方程式为2Co3S4+6H2SO4+11O2===8SO2+6CoSO4+6H2O;步骤Ⅲ中Co2+被氧化为CoOOH,KMnO4被还原为MnO2,反应的离子方程式:3Co2++Mn+4H2O===MnO2↓+3CoOOH↓+5H+。
写出下列反应的离子方程式。
(1)酸性氧化物与碱溶液反应。如CO2通入NaOH溶液中
①CO2少量:　　　　　　　　　　　　　　　　　;
②CO2过量:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
类似该反应的还有SO2与NaOH等碱溶液的反应。
角度三　连续反应型离子方程式
(2)AlCl3溶液和NaOH溶液反应
①NaOH少量:　　　　　　　　　　　　　　　　　;
②NaOH足量:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
类似该反应的还有Na2CO3溶液或
Na[Al(OH)4]溶液与稀盐酸的反应。
(3)Fe与稀硝酸反应
①Fe少量:　　　　　　　　　　　　　　　　　;
②Fe足量:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
Al3++3OH-===Al(OH)3↓　
Al3++4OH-=== [Al(OH)4]-　
方法指导
“分步书写”法
如向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液,可按照反应顺序分别写出两步反应:①Al3++3OH-===Al(OH)3↓,②Al(OH)3+OH-=== [Al(OH)4]-,由①+②可得:Al3++4OH-=== [Al(OH)4]-。
写出下列反应的离子方程式。
(1)FeBr2溶液与Cl2反应
①Cl2少量:　 ;
②Cl2过量:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)NH4HCO3溶液与NaOH溶液反应
①NaOH溶液少量:　　　　　　　　　　　　　　　　　;
②NaOH溶液足量:　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
类似该反应的还有NH4HSO4溶液或NH4Al(SO4)2溶液与NaOH溶液反应。
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-　
角度四　反应先后型离子方程式
方法指导
“假设定序”法
这类反应只要明确离子反应的先后顺序,书写也就迎刃而解了。如FeBr2溶液中通入少量Cl2,在不明确离子反应的先后顺序时,可假设Cl2先与Br-反应,则生成的溴单质还要氧化Fe2+生成Fe3+,这样即可确定Cl2先与Fe2+反应,后与Br-反应,然后根据量的关系书写即可。
写出下列反应的离子方程式。
(1)Ca(OH)2溶液与NaHCO3溶液反应
①NaHCO3溶液少量:　　　　　　　　　　　　　　　　　;
②NaHCO3溶液足量:　　　　　　　 　　　　　　　　　　。
类似该反应的还有Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液反应。
角度五　离子配比型离子方程式
(2)NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应
①向Ba(OH)2溶液中加NaHSO4溶液至Ba2+恰好沉淀:
　　　　　　　　　　　　　　　　　;
②向NaHSO4溶液中加Ba(OH)2溶液至溶液呈中性:
　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)KAl(SO4)2溶液与Ba(OH)2溶液反应
①Ba(OH)2溶液少量:　　　　　　　 　　　　　　　　　　;
②Ba(OH)2溶液过量:　　　　　　　　　　　 　　　　　　。
方法指导
“少定多变”法
(1)根据相对量将少量物质定为“1 mol”,若少量物质有两种或两种以上离子参加反应,则参加反应离子的物质的量之比与物质组成之比相符。
(2)依据少量物质中离子的物质的量,确定过量物质中实际参加反应的离子的物质的量。
(3)依据“先中和后沉淀”的思路正确书写离子方程式。
角度六　离子反应过程中溶液导电性变化的判断
下列几种导电性变化图像,把符合要求的图像字母填在相应题目后面的括号中。
(1)向H2SO4溶液中加入等体积、等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液(　　)
(2)向H2S溶液中通入Cl2直至过量(　　)
(3)向AgNO3溶液中通入少量HCl(　　)
(4)向氨水中通入HCl直至过量(　　)
(5)向NaOH溶液中通入少量Cl2(　　)
(6)向饱和石灰水中不断通入CO2(　　)
D
B
C
B
C
A
解析 (1)H+与OH-反应生成极弱电解质水,Ba2+与S结合生成难溶BaSO4,溶液中自由移动的离子浓度降低。(2)和(4)都是因发生离子反应,使弱电解质生成强电解质,自由移动的离子浓度增加。(3)和(5)虽然发生了离子反应,但自由移动离子的浓度基本未发生改变。(6)开始阶段CO2与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀,离子浓度降低至Ca(OH)2完全反应后,继续通入CO2,CO2、H2O与CaCO3反应生成可溶性的Ca(HCO3)2,自由移动离子的浓度又增加。
方法指导
(1)电解质溶液的导电原理
电解质电离出的阴、阳离子在外加电场的作用下,发生定向移动实现导电过程,一般情况下,自由移动离子的浓度越大,所带的电荷数越多,电解质溶液的导电能力越强。
(2)同一温度下,若强电解质溶液a、弱电解质溶液b、金属导体c的导电能力相同,升高温度,它们的导电能力大小顺序为b>a>c。
知识点三　离子共存及检验
必备知识 全方位凝练
1.判断离子能否大量共存的四个方面
(1)因生成沉淀(或微溶性物质)不能大量共存。
离子 不能大量共存的离子
Ba2+、Ca2+ S、C、S、Si、P等
Ag+ Cl-、Br-、I-、S、C、P、S2-等
H+ [Al(OH)4]-、Si等
S2- Zn2+、Fe2+、Pb2+、Cu2+、Ag+等
C Ba2+、Ca2+、Mg2+、Pb2+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、Ag+等
OH- Mg2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Zn2+等
[Al(OH)4]- H+、HC、HS等
(2)因生成难电离的物质或气体不能大量共存。
离子 不能大量共存的离子
H+ 弱酸阴离子(C、HC、S、HS、S2-、HS-等)
OH- N、HC、HS、HS-等
(3)强氧化性与强还原性的离子(或分子)在溶液中会发生氧化还原反应不能大量共存。
离子 S2- S I- Fe2+
Mn(H+) × × × ×
ClO- × × × ×
N(H+) × × × ×
Fe3+ × × × √
(“×”表示不能大量共存,“√”表示能大量共存)
(4)易水解的阳离子和阴离子会发生相互促进的水解反应而不能大量共存,常见离子如下:
①Al3+与C、HC、S2-、HS-、[Al(OH)4]-、Si。
②Fe3+与C、HC、[Al(OH)4]-、Si。
2.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(依据)
Mg2+ NaOH溶液 开始产生白色沉淀,NaOH溶液过量沉淀不溶解
Al3+ NaOH溶液 开始产生白色沉淀,NaOH溶液过量沉淀溶解
Fe2+ NaOH溶液 先产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,一段时间后有
红褐色物质生成
K3[Fe(CN)6]溶液 产生蓝色沉淀
Fe3+ NaOH溶液 产生红褐色沉淀
Cu2+ NaOH溶液 产生蓝色沉淀
(2)依据生成的气体检验或推断
N 产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
(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(依据)
H+ 紫色石蕊溶液 溶液变红
Na+ 焰色试验 黄色火焰
K+ 焰色试验 紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)
Fe3+ KSCN溶液 溶液呈红色
Fe2+ 先加KSCN溶液再加氯水 先无明显变化,后变红色
3.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(依据)
Cl- Br- I- AgNO3溶液和稀硝酸 产生白色沉淀:AgCl
产生淡黄色沉淀:AgBr
产生黄色沉淀:AgI
S 稀盐酸和BaCl2溶液 加稀盐酸无明显现象,再加BaCl2溶液产生白色沉淀
(2)依据生成的气体检验或推断
阴离子 试剂 实验现象(依据)
C、 HC 稀盐酸和澄清石灰水 产生无色、无味能使澄清石灰水
变浑浊的气体
S、 HS 稀硫酸和品红溶液 加稀硫酸产生有刺激性气味的气体,且气体能使品红溶液褪色
(3)依据显示特殊颜色检验或推断
①OH-
② 有机层(下层)
③I-溶液变蓝,表明有I-
[练一练]
1.在下列溶液中所给离子一定能大量共存的是　　 　　(填序号)。
(1)使酚酞溶液变红的溶液:Na+、Cl-、S、Fe3+
(2)使紫色石蕊溶液变红的溶液:Fe2+、Mg2+、N、Cl-
(3)常温下,c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:N、Al3+、S、N
(4)碳酸氢钠溶液:K+、S、Cl-、H+
(5)含大量Fe3+的溶液:N、Na+、Cl-、SCN-
(6)强碱溶液:Na+、K+、[Al(OH)4]-、C
(7)常温下,pH=1的溶液:K+、Fe2+、Cl-、N
(8)加入铝粉有氢气产生的溶液:K+、Na+、C、S
(9)由水电离出的c水(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液:Na+、K+、Cl-、N
(10)c(H+)∶c(OH-)=1∶10-2的溶液:K+、Ba2+、ClO-、C
(11)澄清透明的溶液:Fe3+、Mg2+、Br-、Cl-
(6)(9)(11)
2.(1)判断下列几组离子能否大量共存,不能大量共存的说明理由。
①Na+、Fe2+、N、S: 　。
②H+、Fe2+、N、S: 　。
③向含有Fe2+、Cl-、Na+、H+的溶液中滴入H2O2:
　 。
(2)S2-与S,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
不能,H+、Fe2+、N能发生氧化还原反应
不能,H2O2在酸性条件下氧化Fe2+
能
2S2-+S+6H+===3S↓+3H2O
Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O
关键能力 多维度提升
C
角度一　离子共存的判断
1.(2025·安徽卷)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
解析 稀硝酸与铜反应生成H+、Cu2+、N、NO和H2O,NO难溶于水,无法大量存在,A不符合题意;70%硫酸与Na2SO3反应生成SO2,溶液中应含H+、Na+、S,HS在强酸性条件下会转化为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,产物有K+、Mn2+、Cl-和H+,这些离子在酸性环境中可大量共存,C符合题意;FeCl3催化H2O2分解生成O2,溶液中应含Fe3+,D不符合题意。
2.(2024·浙江1月选考)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
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-会生成[Fe(CN)6]3-而不能大量共存,故B不符合题意;Si、Ca2+会生成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。
方法指导
判断离子共存的规律
(1)一色。即溶液颜色。若限定为无色溶液,则Cu2+、Fe3+、Fe2+、Mn等有色离子不存在。
(2)二性。即溶液的酸性和碱性。在强酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子(如C、S、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在;在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如N、Al3+、Mg2+、Fe3+等)均不能大量存在;酸式弱酸根离子(如HC、HS、HS-、H2P等)在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在。
(3)三特。指三种特殊情况,①[Al(OH)4]-与HC不能大量共存:[Al(OH)4]-+HC===Al(OH)3↓+C+H2O;②“N+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-等发生反应,而这一种组合常常较为隐蔽,不易被察觉;③N与CH3COO-、C,Mg2+与HC等组合中,虽然两组离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中能大量共存(加热就不同了)。
(4)四反应。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S,N与OH-等;②氧化还原反应,如Fe3+与I-,N(H+)与Fe2+,Mn(H+)与Br-,H+与S2等;③互相促进的水解反应,如Al3+与HC,Al3+与[Al(OH)4]-等;④络合反应,如Fe3+与SCN-等。
角度二　一定情境下的离子推断
1.一瓶无色澄清的溶液,其中可能含有H+、N、Na+、Al3+、Fe3+、I-、N、C、S、[Al(OH)4]-中的某几种离子。取该溶液进行以下实验:
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该溶液的焰色试验不显黄色。
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
B.可以确定没有Na+、Fe3+、C、[Al(OH)4]-,不能确定是否有N
C.该溶液可能是NH4NO3与HI的混合溶液
D.一定没有Al3+、C和N
A
解析 由无色溶液可知一定不含Fe3+;①用pH试纸检验,溶液呈强酸性,一定含大量的H+,则不含C、[Al(OH)4]-;I-、N不能同时存在;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,溶液中含I-,则一定不含N;③该溶液的焰色试验不显黄色,说明不含Na+;综上所述,一定含H+、I-,一定不含Na+、Fe3+、N、C、[Al(OH)4]-,不能确定是否含N、Al3+、S。A项,不能确定是否含S,则向该溶液中加入BaCl2不一定能观察到白色沉淀,故A正确;B项,一定不含Na+、Fe3+、N、C、[Al(OH)4]-,故B错误;C项,根据上述分析,该溶液中一定不含N,故C错误;D项,不能确定是否含Al3+,故D错误。
2.常温下,某含c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液中可能含有Na+、Fe3+、Fe2+、I-、Cl-、C中的某几种离子,现取100 mL该溶液进行如图所示实验:
已知氧化性Fe3+>I2。根据实验结果,判断下列说法正确的是(　　)
A.一定不存在C,可能存在Na+和Cl-
B.一定存在Fe2+、I-、Cl-
C.Fe3+与Fe2+至少存在一种
D.该溶液中c(Cl-)≥0.2 mol·L-1
B
解析 氢离子浓度为0.1 mol·L-1,则溶液中一定不含碳酸根离子;向溶液中通入氯气后,加入四氯化碳萃取、分液,在有机层分离出紫黑色固体,说明原溶液中含有碘离子,溶液中铁离子能够氧化碘离子,则溶液中一定不含铁离子;向水层中加入足量NaOH溶液,过滤得到沉淀和溶液,则溶液中一定含有亚铁离子;沉淀洗涤、灼烧得到氧化铁;由有机层分离得到2.54 g紫黑色固体可知,溶液中碘离子的物质的量为×2=0.02 mol,由沉淀洗涤、灼烧得到1.60 g氧化铁可知,溶液中Fe2+的物质的量为×2=0.02 mol,由电荷守恒可知,溶液中一定含有氯离子,不能确定是否含有钠离子,则溶液中的氯离子的物质的量不小于0.02 mol×2+0.1 mol·L-1×0.1 L-0.02 mol=0.03 mol,该溶液中c(Cl-)≥0.3 mol·L-1。
归纳总结
离子推断的“四原则”
本 课 结 束
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