2018年高考化学备考中等生百日捷进提升系列(技能方法)专题05+离子共存类选择题解题方法和策略

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2018年高考化学备考中等生百日捷进提升系列(技能方法)专题05+离子共存类选择题解题方法和策略

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离子共存类试题在高考为常考题型,综合性较强。除了考查离子间相互反应及离子反应发生的条件,还考查了氧化还原反应、水解反应弱、电解质的电离、与图像的结合等相关知识。在近几年的考查中,一般为附加条件的离子共存,并且设置的附加条件越来越多,越来越隐蔽。最早单一条件的离子共存,到近几年的每个选项限制条件、有机物的共存、粒子共存及离子与加入物质间反应情况。这类试题在解题需要充分挖掘隐含条件,细致分析,最终得到结论。在判断离子能否大量共存的题目中,可能由单一限制向多项限制发展,在选项中添加限制条件是高考试题的新变化。
【例题1】常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是
A.使酚酞变红色的溶液中:?Na+、Al3+、SO42-、Cl-
B.与A1反应能放出H2的溶液中:?Fe2+、K+、NO3-、SO42-
C.c(OH-)=1×10-13mo1·L-1的溶液中:NH4+、Ba 2+、Cl-、NO3-
D.水电离的c(H+)=1×10-13mo1·L-1的溶液中:K+、Na+、AlO2-、CO32-
【答案】C
【解析】A.使酚酞变红色的溶液,显碱性,不能大量存在Al3+,故A错误;B.与Al反应能放出H2的溶
点睛:本题考查离子的共存,把握习题中的信息及常见离子之间的反应为解答的关键。本题的易错点为CD,C中c(OH-)=1×10-13mo1·L-1的溶液不是显碱性,根据Kw可知,c(H+)=0.1mol/L。溶液显酸性,D中水电离的c(H+)=1×10-13mo1·L-1的溶液,表示溶液显酸性或碱性,要注意与C的区分。
【例题2】已知某透明澄清的溶液中可能含有NO3- 、Cl- 、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3+、Al3+和K+中的几种,且所含阴离子的物质的量相等。为确定该溶液的成分,某学习小组做了如下实验:①取该溶液100mL,加入过量NaOH溶液,加热得到0.02mol气体,同时产生红褐色沉淀; ②将沉淀过滤、洗涤、灼烧,得到1.6 g固体; ③向上述滤液中加入足量BaCl2溶液,得到4.66 g不溶于盐酸的沉淀。下列说法正确的是
A.不能确定原溶液中是否含有Al3+和K+
B.原溶液中含有的离子只有:Cl- 、SO42-、NH4+、Fe3+
C.原溶液中c(NO3-)=0.2 mol·L-1 c(Fe3+)=0.2 mol·L-1
D.在原溶液中加入足量的铁粉所得溶液中阳离子所带正电荷数减少
【答案】C
【解析】①取该溶液100mL,加入过量NaOH溶液,加热得到0.02mol气体,说明溶液中含有0.02mol NH4+,同时产生红褐色沉淀为氢氧化铁,说明溶液中含有Fe3+,CO32-与Fe3+会发生双水解而不能大量共存,故溶液中一定不含CO32-;②将沉淀过滤、洗涤、灼烧,得到1.6 g固体为氧化铁,则
n[Fe(OH)3]=2n(Fe2O3)=2×=0.02mol; ③向上述滤液中加入足量BaCl2溶液,得到4.66 g
不溶于盐酸的沉淀,则沉淀为硫酸钡,n(SO42-)=n(BaSO4)= =0.02mol。
n(+)=n(NH4+)+3n(Fe3+)=0.02mol+3×0.02mol=0.08mol,n(-)=2 n(SO42-)=2×0.02mol=0.04mol<0.08mol,故溶液中还有其他阴离子,且所含阴离子的物质的量相等,故n(-)=2 n(SO42-)
+n(NO3-)+n(Cl-)=2×0.02mol+0.02mol+0.02mol=0.08mol,因此溶液中一定含有NO3- 、Cl-,一定不含Al3+和K+。故A.原溶液中一定不含Al3+和K+,选项A错误;B.原溶液中含有的离子只有:NO3- 、Cl- 、SO42-、NH4+、Fe3+,选项B错误;C.原溶液中c(NO3-)=0.2 mol·L-1,c(Fe3+)=0.2 mol·L-1,选项C正确;D.在原溶液中加入足量的铁粉,发生反应:2Fe3++ Fe = 3Fe2+所得溶液中阳离子所带正电荷数基本不变,选项D错误。答案选C。
这类试题在解题过程,需要储备的知识有:
1、多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是一句话:一色、二性、三特殊、四反应。
一色:即溶液颜色。若限定无色溶液,则Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO、Co2+、Cr2O、CrO、Cr3+等有色离子不能存在。
二性:即溶液的酸性和碱性。在强酸性溶液电,OH-及弱酸根阴离子(CO、SO、S2-、CH3COO-等)均不能大量存;在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如NH、Mg2+、Al3+、Fe3+等)均不能大量存在;酸式弱酸根离子(如HCO、HSO、HS-、H2PO等)在强酸性或强碱性溶液中均不可能大量存在。
三特殊:指三种特妹情况:①HCO与AlO不能大量共存(发生双水解反应);②H+与NO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;③NH与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO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,它们在溶液中能大量共存(加热就不同了)。
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,②氧化还原反应,③相互促进酌水解反应,④络合反应。
2、常设陷阱
条件类型
高考中的常见表述
误点点拨
常见的限制条件
“无色”
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而不能共存”
只能是氧化性离子和还原性离子不共存,不是其他离子反应类型
常见的易错点
“透明”
“透明”也可“有色”
“不能共存”
易看成“能共存”
常见的隐含条件
“与Al反应放出H2”
溶液既可能显酸性也可能显碱性
“由水电离出c(H+)=1×10-12mol·L-1”
溶液既可能显酸性也可能显碱性
“通入足量的NH3”
与NH3·H2O反应的离子不能存在
常见题干要求
(1)“一定大量共存”
审清关键字
(2)“可能大量共存”
(3)“不能大量共存”
这类试题一般解题步骤为:
1.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.无色透明的溶液中: Fe3+、Mg2+、SCN –、Cl –
B.可以使PH试纸变蓝的溶液中: K+、Na +、、
C.c(Fe2+ ) =1 mol·L-1的溶液中: K+、、、
D.能使石蕊试液变红的溶液中: Na+、、、
【答案】B
存,选项C错误;D、能使石蕊试液变红的溶液呈酸性, 弱酸根离子碳酸氢根离子不能大量存在,选项D错误。答案选B。
2.下列各组离子能在指定环境中大量共存的是
A.在c(HCO3﹣)=0.1 mol?L﹣1 的溶液中:NH4+、AlO2﹣、Cl﹣、NO3﹣
B.在由水电离出的c(H+)=l×l0﹣12 mol?L﹣1 的溶液中:Cu2+、ClO﹣、Na+、SO42﹣
C.在加入铝粉产生 H2 的溶液中:SO42﹣、NO3﹣、Na+、NH4+
D.在使红色石蕊试纸变蓝的溶液中:SiO32﹣、CO32﹣、Na+、F﹣
【答案】D
3.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.无色透明溶液中:K+、MnO4-、Cl-、H+
B.=10-12的溶液中:Na+、K+、NO3-、ClO-
C.pH=12?的无色溶液:K+、Na+、CH3COO-、Br-
D.含Na2SO3?的溶液中:K+、H+、Cl-、NO3-
【答案】C
【解析】A.MnO4-为紫色,故A错误; B.=10-12的溶液,说明溶液显强酸性,则H+与ClO-不能大量共存,B错误;C.pH=12的无色溶液为强碱溶液,则K+、Na+、CH3COO-、Br-与OH-能共存,C正确;D.SO32-有强还原性,则硝酸有强氧化性,要发生氧化还原反应,D错误。答案选C。
4.常温下,在下列给定条件的溶液中,一定能大量共存的离子组是
A.Kw/c(H+)=0.1mol/L的溶液:Na+、K+、SiO32-、NO3-
B.加入铝粉生成H2的溶液:K+、Mg2+、SO42-、HCO3-
C.c(Fe3+)=0.1mo/L的溶液:NO3-、Al3+、Cl-、CO32-
D.能使pH试纸呈红色的溶液:Na+、NH4+、Fe2+、NO3-
【答案】A
点睛:铝既能与酸反应生成氢气又能与碱反应放出氢气,如:铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气;铝与强碱氢氧化钠溶液反应生成氢气,反应方程式是 。
5.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:Al3+、Cu2+、SO42-、Cl- B.中性溶液中:Al3+、NH4+、Cl-、S2-
C.c(OH-)<的溶液中:Na+、Ca2+、ClO-、NO3- D.1mo/L的KNO3?溶液中:H+、Fe2+、SCN-、SO42-
【答案】A
【解析】A.澄清透明的溶液中:Al3+、Cu2+、SO42-、Cl-各离子之间相互不反应,能大量共存,选项A正确;B.Al3+与S2-发生双水解生成沉淀和气体而不能大量共存,选项B错误;C.c(OH-)<的溶液呈酸性,: ClO-结合H+生成次氯酸而不能大量存在,选项C错误;D.1mo/L的KNO3?溶液中:H+、Fe2+、NO3-因发生氧化还原反应而不能大量共存,选项D错误。答案选A。
6.有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-,现取三份100mL该溶液进行如下实验:(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生;(2)第二份加足最NaOH溶液加热后,收集到气体0.04 mol;(3)第三份加足量BaCl2溶液后,干燥后得到沉淀6.27g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33g。根据上述实验,下列推测正确的是
①K+一定存在;②100mL溶液中含0.01molCO32-;③Cl-可能存在;④ Ba2+一定不存在;⑤Mg2+可能存在
A.②③④ B.③④⑤ C.①②③ D.①③④
【答案】D
【解析】第一份:第一份加入AgNO3,溶液有沉淀产生,说明溶液中可能存在:Cl-、CO32-、SO42-;第二份:加足量NaOH溶液加热后生成氨气0.04mol,则溶液中一定含有NH4+;第三份:根据题中信息可知2.33为硫酸钡,n(BaSO4)=n(SO42-)==0.01mol;6.27g为硫酸钡和碳酸钡,所以碳酸钡的物质的量为: =0.02mol;因为一定含CO32-所以不含Mg2+;再根据电荷守恒,正电荷为:n(+)=n(NH4+)=0.04mol;n(-)=2n(CO32-)+2n(SO42-)=0.06mol,故一定有K+,至少0.02mol;①K+一定存在,故正确;②100mL溶液中含0.02molCO32-,故错误;③因含有CO32-、SO42-,故实验过程中无法对Cl-的检验进行确定,无法确定是否含有Cl-,Cl-可能存在,故正确;④ Ba2+一定不存在,故正确;⑤Mg2+一定不存在,故错误。答案选D。
7.某100mL溶液可能含有Na+、NH4+、Fe3+、CO32-、SO42-、Cl-中的若干种,取该溶液进行连续实验,实验过程如图:(所加试剂均过量,气体全部逸出)下列说法不正确的是
A.原溶液一定存在CO32-和SO42-,一定不存在Fe3+
B.原溶液一定存在Cl-,可能存在Na+
C.原溶液中c(CO32-) 是0.1mol·L-1
D.若原溶液中不存在Na+,则c(Cl-)<0.1mol·L-1
【答案】D
点睛:本题考查了常见阴阳离子的检验、无机推断,侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力,解题关键:常见离子的性质及检验方法,试题将定性和定量相结合,提高了试题的难度,题目难度中等。

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