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第4講 電解質(zhì)、離子反應(yīng)
高考備考導(dǎo)航
考試要求:1.了解離子反應(yīng)的概念、離子反應(yīng)發(fā)生的條件。2.了解電解質(zhì)的概念。了解強電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的概念。3.理解電解質(zhì)在水中的電離以及電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性。4.能正確書寫離子方程式。
名師點撥:1.離子方程式的正誤判斷:要熟悉常見的陷阱,如(1)原理錯誤;(2)拆寫錯誤;(3)配平錯誤;(4)符號運用錯誤;(5)不符合題目中量的要求等。
2.離子檢驗:要提高靈活運用各種離子檢驗方法的能力,并熟悉各類命題陷阱。
3.離子能否大量共存:警惕隱含限制條件,如:溶液的顏色、酸堿性、水解問題、氧化還原反應(yīng)發(fā)生的條件等。
4.熟練掌握陌生情景中離子方程式的書寫步驟。
本講包括離子方程式的書寫、離子能否大量共存的判斷和離子之間的推斷等幾個方面。在高考中主要以選擇題為主,設(shè)錯方式主要為反應(yīng)物“量”的關(guān)系、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)式拆分或電荷不守恒等,結(jié)合無機化工流程及實驗考查離子方程式的書寫是考試的難點。預(yù)計2022年高考仍然會在離子方程式的正誤判斷、在特定條件下離子能否大量共存及陌生的離子方程式的書寫等方面進行考查。
考點一 電解質(zhì)及其電離
核心知識梳理
1.電解質(zhì)和非電解質(zhì)
(1)電解質(zhì):在 水溶液里 或 熔融狀態(tài)下 能夠?qū)щ姷幕衔?。如AlCl3在熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電,但溶于水導(dǎo)電,是電解質(zhì)。
(2)非電解質(zhì):在水溶液里和 熔融狀態(tài)下 都不能導(dǎo)電的化合物。如大多數(shù)有機物,部分氣態(tài)氫化物,非金屬氧化物。
2.強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)
(1)強電解質(zhì):在水溶液中能 完全 電離的電解質(zhì)。電解質(zhì)完全以離子形式存在,沒有電解質(zhì)分子存在。如強酸、強堿、大多數(shù)鹽、活潑金屬氧化物。
(2)弱電解質(zhì):在水溶液中 部分 電離的電解質(zhì)。既有離子又有電解質(zhì)分子存在。如弱酸、弱堿、水、極少數(shù)鹽[HgCl2、(CH3COO)2Pb等]。
特別提醒
電解質(zhì)的相關(guān)判斷4個注意點
(1)單質(zhì)和混合物既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。
(2)電解質(zhì)不一定導(dǎo)電,如固體NaCl、液態(tài)HCl均不導(dǎo)電;導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是電解質(zhì),如金屬單質(zhì)、電解質(zhì)溶液均可導(dǎo)電,但都不是電解質(zhì)。
(3)電解質(zhì)的強弱與電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的強弱、溶解性大小沒有必然聯(lián)系。如CaCO3的溶解度很小,其溶液導(dǎo)電能力很弱,但CaCO3屬于強電解質(zhì)。溶液的導(dǎo)電能力取決于電荷濃度的大小,電荷濃度越大,導(dǎo)電能力越強。
(4)電解質(zhì)溶于水和加熱熔融時破壞的化學(xué)鍵不一定一樣,溶于水破壞離子鍵和某些共價鍵,而加熱熔融只破壞離子鍵。
3.電解質(zhì)的電離
—電解質(zhì)在水溶液中或熔融狀態(tài)下,離解成 自由移動離子 的過程
↓
—
[微點撥] (1)電解質(zhì)和非電解質(zhì)一定都是化合物,某些導(dǎo)電的單質(zhì)和水溶液既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。
(2)電解質(zhì)一定是指自身電離生成離子的化合物,有些化合物的水溶液能導(dǎo)電,但溶液中的離子不是它自身電離產(chǎn)生的,不屬于電解質(zhì),如CO2、SO2、NH3、SO3等是非電解質(zhì)。
4.電離方程式的書寫
(1)強電解質(zhì)的電離方程式中用“===”連接。
如Na2SO4:Na2SO4===2Na++SO
(2)弱電解質(zhì)部分電離,用“”表示。
如HClO:HClOH++ClO-
①多元弱酸分步電離,且電離程度逐步減弱,以第一步電離為主。
如H2CO3:H2CO3H++HCO
HCOH++CO
②多元弱堿分步電離,但通常一步寫出。如Fe(OH)3的電離方程式為Fe(OH)3Fe3++3OH-。
③兩性氫氧化物雙向電離。如Al(OH)3的電離方程式為 H++AlO+H2OAl(OH)3Al3++3OH- 。
(3)酸式鹽的電離。
①強酸酸式鹽完全電離,一步寫出。如NaHSO4在水溶液中的電離方程式為NaHSO4===Na++H++SO,在熔融狀態(tài)下的電離方程式為 NaHSO4===Na++HSO 。
②多元弱酸酸式鹽,第一步完全電離,其余的部分電離。如NaHCO3在水溶液中的電離方程式為: NaHCO3===Na++HCO、HCOH++CO 。
[微點撥] 書寫電離方程式“三注意”
(1)注意符合客觀事實,不能隨意書寫離子符號。
(2)注意質(zhì)量守恒:電離方程式兩邊原子種類、數(shù)目不變。
(3)注意電荷守恒:電離方程式右側(cè)的電荷總數(shù)等于左側(cè)的電荷總數(shù)。
5.外加電解質(zhì)對原電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的影響
(1)若未發(fā)生離子反應(yīng),則導(dǎo)電能力增強。如NaCl溶液中加入KNO3固體,導(dǎo)電能力增強。
(2)若發(fā)生離子反應(yīng),則根據(jù)溶液中離子濃度和所帶電荷數(shù)目的變化來判斷導(dǎo)電能力的變化。
①如100 mL 0.1 mol·l-1 HCl溶液中加入0.005 mol KOH(s) Cl-濃度不變,K+代替了部分H+,導(dǎo)電能力不變。
②若加入0.1 mol KOH(s)二者反應(yīng)生成強電解質(zhì)KCl,但KOH過量,溶液導(dǎo)電能力增強。
③稀氨水中加入少量冰醋酸,溶液的導(dǎo)電能力增強,因為它們相互反應(yīng),生成強電解質(zhì)CH3COONH4。
④向100 mL 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中逐漸加入0.005 mol CuSO4(s),由于兩者反應(yīng)生成BaSO4沉淀和Cu(OH)2沉淀,溶液的導(dǎo)電能力減弱。
基礎(chǔ)小題自測
1.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。
(1)Cl2的水溶液能導(dǎo)電,所以Cl2是電解質(zhì)。( × )
(2)強電解質(zhì)飽和溶液一定比弱電解質(zhì)飽和溶液的導(dǎo)電性強。( × )
(3)NaCl溶液、Cu熔化能導(dǎo)電,故NaCl溶液、Cu均為電解質(zhì)。( × )
(4)Na2O溶于水和水反應(yīng)生成NaOH,NaOH電離出離子,所以NaOH是電解質(zhì),Na2O是非電解質(zhì)。( × )
(5)H2SO3在水溶液中電離:H2SO32H++SO。( × )
(6)BaSO4投入水中,導(dǎo)電性較弱,故它是弱電解質(zhì)。( × )
[提示] 盡管BaSO4難溶于水,但溶解的部分完全電離,故其為強電解質(zhì)。
(7)弱電解質(zhì)溶液中存在兩種共價化合物分子。( √ )
[提示] 弱電解質(zhì)溶液中,有未電離的弱電解質(zhì)分子和水分子這兩種共價化合物分子。
(8)強電解質(zhì)都是離子化合物,弱電解質(zhì)都是共價化合物。( × )
[提示] HCl、H2SO4都是共價化合物但卻是強電解質(zhì)。
(9)CaO是強電解質(zhì),是因為它的水溶液能導(dǎo)電。( × )
[提示] CaO是強電解質(zhì),是因為熔化時,能完全電離,能導(dǎo)電,它的溶液能導(dǎo)電,是因為CaO和H2O反應(yīng)生成Ca(OH)2,Ca(OH)2能電離出自由移動的Ca2+和OH-。
(10)在溶于水或熔融狀態(tài)下能夠自身發(fā)生電離的化合物一定是電解質(zhì)。( √ )
2.(1)(2021·經(jīng)典習(xí)題選萃)今有15種物質(zhì):①Fe?、谙∠跛帷、跦NO3?、芤喊薄、軸O2?、蘅諝狻、逳aCl?、郆aSO4?、酦a2CO3?、庖掖肌?Al2O3 ?石墨 ?NaOH ?氨水 ?Na2O2。按照表中提示的信息,把符合左欄條件的物質(zhì)的序號填入右欄相應(yīng)的位置。
序號
符合的條件
物質(zhì)的序號
(1)
混合物
②⑥?
(2)
電解質(zhì),但熔融狀態(tài)下并不導(dǎo)電
③
(3)
電解質(zhì),熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電
⑦⑧⑨???
(4)
電解質(zhì),但難溶于水
⑧?
(5)
非電解質(zhì)
④⑤⑩
(6)
既不是電解質(zhì),也不是非電解質(zhì),但能導(dǎo)電
①②??
(2)寫出下列物質(zhì)的電離方程式。
①H2SO4: H2SO4===2H++SO
②H2SO3: H2SO3H++HSO、HSOH++SO
③HF: HFH++F-
④Ca(OH)2: Ca(OH)2===Ca2++2OH-
⑤Mg(OH)2: Mg(OH)2Mg2++2OH-
⑥CH3COOH: CH3COOHH++CH3COO-
⑦NaHS(溶于水): NaHS===Na++HS-、HS-H++S2-
⑧Ca(HSO4)2(溶于水): Ca(HSO4)2===Ca2++2H++2SO
⑨Al2O3(熔融): Al2O32Al3++3O2-
⑩KAl(SO4)2: KAl(SO4)2===K++Al3++2SO
3.深度思考:
(1)SO2和NH3的水溶液均導(dǎo)電,SO2、NH3是電解質(zhì)嗎?
(2)某物質(zhì)的水溶液導(dǎo)電性很強,該物質(zhì)一定是強電解質(zhì)嗎?
[提示] (1)不是,SO2、NH3本身不電離,兩者屬于非電解質(zhì)。
(2)不一定,電解質(zhì)的強弱與溶液的導(dǎo)電性沒有必然聯(lián)系。
考點突破提升
微考點1 電解質(zhì)及其電離
典例1 (2021·湖北咸寧模擬)下列關(guān)于電解質(zhì)的敘述正確的是( C )
A.強電解質(zhì)易溶于水,弱電解質(zhì)微溶于水或難溶于水
B.在溶液中導(dǎo)電能力強的電解質(zhì)是強電解質(zhì),導(dǎo)電能力弱的電解質(zhì)是弱電解質(zhì)
C.Al(OH)3在水中的酸式電離:
Al(OH)3AlO+H2O+H+
D.NaHCO3溶于水:NaHCO3Na++HCO
[解析] 電解質(zhì)的強弱與其溶解度無關(guān),A項錯誤;溶液的導(dǎo)電能力與溶液中離子濃度及離子所帶電荷有關(guān),與電解質(zhì)的強弱無關(guān),強電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力不一定比弱電解質(zhì)溶液強,B項錯誤;Al(OH)3是弱電解質(zhì),部分電離,電離方程式應(yīng)該用“”,C項正確;NaHCO3溶于水完全電離出Na+和HCO,HCO部分電離出H+和CO,電離方程式為NaHCO3===Na++HCO,HCO'H++CO,D項錯誤。
〔對點集訓(xùn)1〕 (1)(2021·經(jīng)典習(xí)題選萃)下列關(guān)于電解質(zhì)和非電解質(zhì)的判斷正確的是( D )
A.氯化鈉溶液、石墨、乙醇都是電解質(zhì)
B.固體NaCl不導(dǎo)電,屬于非電解質(zhì)
C.KClO3和SO3溶于水后能導(dǎo)電,故KClO3和SO3為電解質(zhì)
D.Na2O2在熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ?,所以Na2O2是電解質(zhì)
[解析] 氯化鈉溶液為混合物,石墨是單質(zhì),二者既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì),乙醇在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電,屬于非電解質(zhì),故A項錯誤;雖然固體NaCl不能導(dǎo)電,但在水溶液里或熔融狀態(tài)下均能導(dǎo)電,屬于電解質(zhì),故B項錯誤;KClO3溶于水能導(dǎo)電,屬于電解質(zhì);SO3溶于水后能導(dǎo)電,是因為SO3與水反應(yīng)生成電解質(zhì)硫酸,硫酸電離產(chǎn)生自由移動的離子,而SO3本身不能電離產(chǎn)生自由移動的離子,所以SO3屬于非電解質(zhì),故C項錯誤;Na2O2在熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姡覟榛衔?,屬于電解質(zhì),故D項正確。
萃取精華:
電解質(zhì)與非電解質(zhì)概念的剖析與理解
(2)(2021·經(jīng)典習(xí)題匯編)下列選項說法不正確的是( A )
A.BaSO4的水溶液不易導(dǎo)電,故BaSO4是弱電解質(zhì)
B.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液的pH>1,證明CH3COOH是弱電解質(zhì)
C.25 ℃時,0.1 mol·L-1的硫化氫溶液比等濃度的硫化鈉溶液的導(dǎo)電能力弱
D.醋酸、一水合氨、水都是弱電解質(zhì)
[解析] 強、弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別在于電解質(zhì)在水溶液中是否完全電離,雖然BaSO4難溶于水,但只要是溶于水的部分均完全電離,因此BaSO4是強電解質(zhì),故A項錯誤,符合題意;0.1 mol·L-1CH3COOH溶液的pH>1,則CH3COOH電離生成的H+濃度小于0.1 mol·L-1,證明CH3COOH為弱電解質(zhì),故B項正確,不符合題意;H2S是弱電解質(zhì),Na2S是強電解質(zhì),H2S溶液中離子濃度比等濃度的Na2S溶液小,導(dǎo)電能力弱,故C項正確,不符合題意;醋酸、一水合氨在水溶液中均只能部分電離,屬于弱電解質(zhì),故D項正確,不符合題意。
萃取精華:
強、弱電解質(zhì)概念的剖析與理解
微考點2 透過離子濃度和所帶電荷數(shù)目的變化辨析溶液導(dǎo)電能力的變化
典例2 (2021·經(jīng)典習(xí)題選萃)把0.1 mol KOH固體分別加入到下列100 mL的液體中,溶液的導(dǎo)電能力無變化的是( D )
A.純凈水 B.0.1 mol·L-1 HCl
C.1.0 mol·L-1 CH3COOH D.0.5 mol·L-1 H2SO4
[解析] 溶液導(dǎo)電能力與離子濃度成正比、與離子所帶電荷數(shù)目成正比,加入0.1 mol KOH后,溶液導(dǎo)電能力無變化,說明溶液中離子濃度和所帶電荷數(shù)目變化不大,據(jù)此分析解答。水是弱電解質(zhì)、KOH是強電解質(zhì),水中加入KOH后,KOH電離出陰、陽離子導(dǎo)致溶液導(dǎo)電能力增強,故A項錯誤;HCl、KOH都是強電解質(zhì),加入0.1 mol KOH后,二者反應(yīng)生成強電解質(zhì)KCl,但KOH過量,所以溶液中總離子濃度增大,則溶液導(dǎo)電能力增強,故B項錯誤;醋酸是弱電解質(zhì)、KOH是強電解質(zhì),加入0.1 mol KOH后,二者恰好完全反應(yīng),溶液中溶質(zhì)由弱電解質(zhì)醋酸變?yōu)閺婋娊赓|(zhì)醋酸鉀,溶液中離子濃度增大,則溶液導(dǎo)電能力增強,故C項錯誤;硫酸和KOH都是強電解質(zhì),二者混合后恰好完全反應(yīng)生成強電解質(zhì)硫酸鉀,溶液中離子濃度和離子所帶電荷數(shù)目無變化,則溶液導(dǎo)電能力無變化,故D項正確。
〔對點集訓(xùn)2〕 (2021·經(jīng)典習(xí)題選萃)電導(dǎo)率是衡量電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力大小的物理量,根據(jù)溶液電導(dǎo)率變化可以確定滴定反應(yīng)的終點。如圖是KOH溶液分別滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲線示意圖。下列示意圖中,能正確表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲線的是( D )
[解析] 首先,HCl為強電解質(zhì),CH3COOH為弱電解質(zhì),滴加NH3·H2O弱電解質(zhì)先與HCl反應(yīng),生成同樣為強電解質(zhì)的NH4Cl,但溶液體積不斷增大,溶液稀釋,所以電導(dǎo)率下降;其次,當(dāng)HCl被中和完后,氨水繼續(xù)與CH3COOH弱電解質(zhì)反應(yīng),生成強電解質(zhì)CH3COONH4,所以電導(dǎo)率增大;最后,HCl與CH3COOH均反應(yīng)完后,繼續(xù)滴加NH3·H2O弱電解質(zhì),電導(dǎo)率變化不大,因為溶液被稀釋,有下降趨勢,故D項正確。
微考點3 突破典型物質(zhì)的電離方程式的書寫
典例3 (2021·北京高三檢測)下列示意圖與化學(xué)用語表述內(nèi)容不相符的是(水合離子用相應(yīng)離子符號表示)( B )
A
B
C
D
NaCl===
Na++Cl-
CuCl2===
Cu2++2Cl-
CH3COOH
CH3COO-+H+
H2(g)+Cl2(g)
===2HCl(g)
ΔH=
-183 kJ·mol-1
[解析] NaCl為強電解質(zhì),則電離方程式為NaCl===Na++Cl-,故A項正確,不符合題意;電解氯化銅生成Cu和氯氣,方程式為CuCl2Cu+Cl2↑,故B項錯誤,符合題意;醋酸為弱電解質(zhì),存在電離平衡,則電離方程式為CH3COOHCH3COO-+H+,故C項正確,不符合題意;焓變等于斷裂化學(xué)鍵吸收的能量減去成鍵釋放的能量,則ΔH=(436+243-431×2)kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1,由狀態(tài)及焓變可知熱化學(xué)方程式為H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-183 kJ·mol-1,故D項正確,不符合題意。
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電離和水解反應(yīng)的區(qū)分
〔對點集訓(xùn)3〕 (1)(2021·經(jīng)典習(xí)題匯編)下列相關(guān)電離方程式正確的是( B )
A.0.10 mol·L-1NaHCO3溶液中溶質(zhì)的電離方程式為
NaHCO3===Na++H++CO
B.CH3COONH4溶液中溶質(zhì)的電離:
CH3COONH4===CH3COO-+NH
C.碳酸在水溶液中的電離:H2CO3===2H++CO
D.NaH2PO4溶液中H2PO的電離:
H2PO+H2OH3PO4+OH-
[解析] NaHCO3為弱酸酸式鹽,HCO不可拆,在水溶液中的電離主要為NaHCO3===Na++HCO,故A項錯誤;CH3COONH4是可溶性鹽,屬于強電解質(zhì),在水溶液中的電離方程式為CH3COONH4===CH3COO-+NH,故B項正確;H2CO3為多元弱酸,用可逆號表示,以第一步電離為主,電離方程式為H2CO3H++HCO,故C項錯誤;H2PO+H2OH3PO4+OH-是H2PO的水解方程式,其電離方程式應(yīng)為H2POHPO+H+,故D項錯誤。
(2)(2021·湖北孝感模擬)下列說法正確的是( B )
A.KHCO3是強電解質(zhì),故KHCO3的電離方程式為KHCO3===K++H++CO
B.常溫下,0.1 mol·L-1的BOH溶液的pH=11,則BOH的電離方程式為BOHB++OH-
C.25 ℃ NaA溶液的pH>7,則HA的電離方程式為HA===H++A-
D.CaCO3的飽和水溶液導(dǎo)電性很弱,故CaCO3的電離方程式為CaCO3Ca2++CO
[解析] A項,HCO不完全電離,KHCO3電離應(yīng)分步書寫;B項,BOH為弱堿,部分電離;C項,HA為弱酸,部分電離;D項,CaCO3難溶,但屬于強電解質(zhì),全部電離。
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書寫電離方程式的思維導(dǎo)圖
考點二 離子反應(yīng)和離子方程式
核心知識梳理
1.離子反應(yīng)
(1)定義
在 水溶液 中或 熔融 狀態(tài)下,有離子參加或生成的化學(xué)反應(yīng)。
(2)反應(yīng)實質(zhì)
溶液中離子的種類或濃度發(fā)生改變。一般向著 減小 某些離子濃度的方向進行。
(3)反應(yīng)的類型及條件
①復(fù)分解反應(yīng)。
A.生成 難溶 物質(zhì),如BaSO4、AgCl、Al(OH)3等。
B.生成 難電離 的物質(zhì),如CH3COOH、NH3·H2O、H2O等。
C.生成 易揮發(fā) 的物質(zhì),如CO2、SO2、NH3等。
②溶液中進行的氧化還原反應(yīng),如:向FeCl2溶液中加入氯水的反應(yīng):
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- ,
再如Cu與FeCl3溶液的反應(yīng):
Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+ 。
③絡(luò)合反應(yīng),如:向FeCl3溶液中加入KSCN的反應(yīng):
Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 。
④發(fā)生強烈水解相互促進類型。
離子間可發(fā)生強烈水解相互促進
如:硫酸鋁溶液與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為:
Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑ 。
2.離子方程式
(1)定義
用實際參加反應(yīng)的 離子符號 來表示離子反應(yīng)的式子。
(2)書寫步驟
①寫:根據(jù)客觀事實寫出正確的 化學(xué)方程式 ,并配平。
②拆:把 易溶 且易 電離 的物質(zhì)寫成離子形式。
③刪:刪去方程式兩邊 不參加反應(yīng)的 離子。
④查:檢查方程式兩邊是否符合 質(zhì)量 守恒和 電荷 守恒,是氧化還原反應(yīng)的還要保證 得失電子 守恒。
(3)意義
離子方程式不僅可以表示 某一個具體 的化學(xué)反應(yīng),而且還可以表示 同一類型 的離子反應(yīng)。
例如,離子方程式H++OH-===H2O表示 強酸 和 強堿 在溶液中的反應(yīng),并生成 可溶性 鹽的一類反應(yīng),如:
2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
Ba(OH)2+2HNO3===Ba(NO3)2+2H2O
特別提醒
(1)離子方程式書寫中,濃硫酸不能拆寫成離子形式,而濃硝酸、濃鹽酸要拆寫成離子形式。
(2)多元弱酸的酸式酸根不能拆寫成離子形式,如NaHCO3不能拆寫成“Na++H++CO”。
(3)易溶、易電離的物質(zhì)(可溶性強電解質(zhì)、包括強酸、強堿、大多數(shù)可溶性鹽)用實際參加反應(yīng)的離子符號表示,非電解質(zhì)、弱電解質(zhì)、難溶物、氣體、單質(zhì)、氧化物、過氧化物均用化學(xué)式表示。
(4)氨水作為反應(yīng)物寫成“NH3·H2O”;作為生成物,若有加熱條件或濃度很大時,寫成“NH3↑+H2O”。
(5)拆寫時,微溶物的澄清溶液要寫成離子形式;呈渾濁狀態(tài)或沉淀時要寫成化學(xué)式,如澄清石灰水表示為“Ca2++2OH-”,而石灰乳表示為“Ca(OH)2”。
(6)鹽類水解的離子方程式一般用“”。
(7)強化記憶鹽、堿的溶解性
鉀、鈉、銨鹽、硝酸鹽都易溶;
硫酸鹽不溶鉛和鋇;鹽酸鹽不溶銀亞汞;
微溶物有四種;強堿都易溶,Ca(OH)2是微溶。
說明①四種微溶物是指Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2。
②AgCl、AgBr、AgI、BaSO4及微溶的CaSO4、Ag2SO4都難溶于稀強酸。
[微點撥] (1)濃鹽酸(約36%)、濃硝酸(約69%)中含有的水足以保證其電離,在離子方程式中寫離子符號,而在濃硫酸(約98%)中存在的主要是硫酸分子,寫化學(xué)式。
(2)在寫離子方程式時,HCO、HS-、HSO等弱酸的酸式酸根離子不能拆開寫,而HSO必須拆寫。
3.離子方程式的正誤判斷方法
(1)“一查”是否符合客觀事實。
如2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑是錯誤的,因為H+不能把Fe氧化成Fe3+,而只能氧化成Fe2+。
(2)“二查”“===”“”“↑”“↓”是否使用恰當(dāng)。
①用飽和FeCl3溶液制備膠體:若離子方程式寫成Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+是錯誤的,原因是Fe(OH)3膠體不是沉淀,不能標(biāo)“↓”,只注明“膠體”即可。
②NaHCO3溶液因水解呈堿性:若離子方程式寫為HCO+H2O===H2CO3+OH-是錯誤的,原因是HCO水解過程很微弱,應(yīng)用“”表示而不能用“===”。
(3)“三查”拆分是否正確。
只有易溶于水的強電解質(zhì)能拆寫成離子,其他物質(zhì)均不能拆寫。如Ca(HCO3)2+2H+===Ca2++2CO2↑+2H2O是錯誤的,原因是未將Ca(HCO3)2拆分成Ca2+和HCO。
(4)“四查”是否“漏寫”離子反應(yīng)。
如稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應(yīng)的離子方程式寫成Ba2++SO===BaSO4↓是錯誤的,原因是忽略了氫離子和氫氧根離子的中和反應(yīng)。
(5)“五查”反應(yīng)物的“量”——過量、少量、足量等。
如把過量的NaHCO3溶液與Ca(OH)2溶液混合的離子方程式寫成HCO+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O是錯誤的,原因是未考慮反應(yīng)物中量的關(guān)系,正確的離子方程式為2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+2H2O+CO。
(6)“六查”是否符合三個守恒。
①質(zhì)量守恒:如Na+H2O===Na++OH-+H2↑是錯誤的,原因是反應(yīng)前后氫原子的數(shù)目不等。
②電荷守恒:如Fe3++Cu===Fe2++Cu2+。是錯誤的,原因是電荷不守恒。
③得失電子守恒:氧化還原反應(yīng)型的離子方程式要符合得失電子守恒。如將氯化亞鐵溶液和稀硝酸混合發(fā)生反應(yīng)的離子方程式寫成Fe2++4H++NO===Fe3++2H2O+NO↑是錯誤的,原因是氧化劑得到電子總數(shù)和還原劑失去電子總數(shù)不相等。
(7)查看是否忽略隱含的反應(yīng)。
如將少量SO2通入漂白粉溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式寫成Ca2++2ClO-+SO2+H2O===CaSO3↓+2HClO是錯誤的,原因是忽略了HClO可以將亞硫酸鹽氧化。
4.“三法”突破與量有關(guān)的離子方程式的書寫
(1)分步書寫法:如向AlCl3溶液中加入過量NaOH溶液,可按照反應(yīng)順序分別寫出兩步反應(yīng):Al3++3OH-===Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O,相加可得:Al3++4OH-===AlO+2H2O。
(2)假設(shè)定序法:如Cl2與FeBr2溶液反應(yīng)。在不明確離子反應(yīng)的先后順序時,可假設(shè)Cl2先與Br-反應(yīng),則生成的溴單質(zhì)還要氧化Fe2+生成Fe3+,這樣即可確定Cl2先與Fe2+反應(yīng),后與Br-反應(yīng),然后再根據(jù)量的關(guān)系書寫即可。
(3)“少定多變”法:如Ca(OH)2溶液與NaHCO3溶液反應(yīng),若NaHCO3溶液少量,則按1 mol HCO參加反應(yīng)著手書寫,其他離子根據(jù)需要來確定,即HCO+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O。
①“定”量少的反應(yīng)物,其離子的化學(xué)計量數(shù)按化學(xué)式確定,即取1 mol。
②“變”過量的反應(yīng)物,其離子的化學(xué)計量數(shù)根據(jù)反應(yīng)實際需要量來確定,不受化學(xué)式中比例的制約,是可變的。
對與用量有關(guān)的離子反應(yīng),若能按其成因進行歸類梳理,就不僅可以知其然,而且還可以知其所以然。如離子配比型反應(yīng),較為多見的問題實際上是Ca2+(或Ba2+)、HCO、OH-的幾種組合,最后的結(jié)果其實只有兩種寫法的離子方程式。
基礎(chǔ)小題自測
1.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。
(1)所有的化學(xué)反應(yīng)都能寫成離子方程式。( × )
[提示] 不是在水溶液中或熔融狀態(tài)下進行的反應(yīng),不是自由移動的離子之間的反應(yīng),不能寫離子方程式。如銅和濃硫酸的反應(yīng),銨鹽與堿兩種固體加熱制取氨氣等。
(2)H++OH-===H2O可表示所有強酸和強堿的中和反應(yīng)。( × )
[提示] 部分強酸和強堿反應(yīng)可用H++OH-===H2O來表示,有些強酸與強堿的反應(yīng)不能,如
2H++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O。
(3)濃鹽酸與鐵屑反應(yīng):2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑。( × )
[提示] 濃鹽酸與鐵屑反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2+。
(4)將氯氣溶于水制備次氯酸:
Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-( × )
[提示] 生成物中的弱電解質(zhì)HClO應(yīng)寫成化學(xué)式。
(5)向稀硝酸中滴加Na2SO3溶液:
SO+2H+===SO2↑+H2O。( × )
(6)向NaClO和NaCl混合溶液中滴入少量FeSO4溶液,反應(yīng)的離子方程式為
2Fe2++ClO-+2H+===Cl-+2Fe3++H2O。( × )
(7)NaHSO4溶液中加入Ba(OH)2溶液至溶液呈中性:Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O。( × )
(8)(NH4)2Fe(SO4)2溶液與過量NaOH溶液反應(yīng)制Fe(OH)2:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓。( × )
(9)用食醋除去水垢中的CaCO3:
CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。( × )
(10)明礬溶于水產(chǎn)生Al(OH)3膠體:
Al3++3H2O===Al(OH)3↓+3H+。( × )
(11)鋁片溶于NaOH溶液中:
2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑。( √ )
(12)NH4HCO3溶液中加過量NaOH溶液并加熱:
NH+OH-H2O+NH3↑。( × )
(13)FeO和稀HNO3的反應(yīng):FeO+2H+===Fe2++H2O。( × )
(14)向NaClO溶液中通入少量SO2
2ClO-+SO2+H2O===2HClO+SO。( × )
(15)碳與濃硝酸反應(yīng)的離子方程式為C+4H++4NOCO2↑+4NO2↑+2H2O。( √ )
2.寫出教材中??嫉?0個典型反應(yīng)的離子方程式。
(1)鈉與水的反應(yīng): 2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑ ;
(2)氯氣與水的反應(yīng): Cl2+H2OH++Cl-+HClO??;
(3)實驗室用MnO2和濃鹽酸共熱制取Cl2:
MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O?。?br />
(4)向AlCl3溶液中加入過量NaOH溶液: Al3++4OH-===AlO+2H2O?。?br />
(5)向Al2(SO4)3溶液中加入過量氨水:
Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH??;
(6)碳酸鈣中加入醋酸溶液:
CaCO3+2CH3COOH===Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑?。?br />
(7)銅與稀硝酸的反應(yīng):
3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O?。?br />
(8)銅與濃硝酸的反應(yīng):
Cu+4H++2NO===Cu2++2NO2↑+2H2O
(9)FeCl3溶液與銅的反應(yīng):
2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+?。?br />
(10)向NaAlO2溶液中通入足量CO2:
AlO+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO 。
3.深度思考:
(1)離子方程式H++OH-===H2O能表示所有強酸與強堿之間發(fā)生的中和反應(yīng)嗎?
(2)向0.1 mol·L-1的KHSO4溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液。
①當(dāng)SO恰好完全沉淀時的離子方程式: H++SO+Ba2++OH-===BaSO4↓+H2O 。
②當(dāng)溶液呈中性時的離子方程式: 2H++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O 。
[提示] (1)不能。H++OH-===H2O只表示強酸與強堿生成可溶性鹽和水的反應(yīng),如NaOH溶液與鹽酸的反應(yīng)等;但Ba(OH)2溶液與稀H2SO4的反應(yīng)就不能用離子方程式H++OH-===H2O表示。
考點突破提升
微考點1 離子方程式正誤判斷
典例1 (1)(2020·浙江7月選考,13,2分)能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式的是( C )
A.(NH4)2Fe(SO4)2溶液與少量Ba(OH)2溶液反應(yīng):SO+Ba2+===BaSO4↓
B.電解MgCl2水溶液:2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑
C.乙酸乙酯與NaOH溶液共熱:
CH3COOCH2CH3+OH-CH3COO-+CH3CH2OH
D.CuSO4溶液中滴加稀氨水:Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓
[解析] Ba(OH)2中的OH-還會與(NH4)2Fe(SO4)2中的Fe2+反應(yīng),正確的離子方程式為Ba2++2OH-+Fe2++SO===BaSO4↓+Fe(OH)2↓,A項不正確;Mg2+會與電解生成的OH-反應(yīng),生成Mg(OH)2沉淀,B項不正確;乙酸乙酯、乙醇為有機物,是非電解質(zhì),不可拆分,C項正確;離子方程式中NH3·H2O為弱電解質(zhì),不能拆分,D項不正確。
(2)(2020·全國Ⅲ理綜)對于下列實驗,能正確描述其反應(yīng)的離子方程式的是( A )
A.用Na2SO3溶液吸收少量Cl2:3SO+Cl2+H2O===2HSO+2Cl-+SO
B.向CaCl2溶液中通入CO2:Ca2++H2O+CO2===CaCO3↓+2H+
C.向H2O2溶液中滴加少量FeCl3:2Fe3++H2O2===O2↑+2H++2Fe2+
D.同濃度同體積NH4HSO4溶液與NaOH溶液混合:NH+OH-===NH3·H2O
[解析] 本題考查離子方程式的正誤判斷,考查的化學(xué)核心素養(yǎng)是證據(jù)推理與模型認(rèn)知。由于氯氣少量,SO不能被氯氣完全氧化為SO,剩余的SO在酸性溶液中轉(zhuǎn)化為HSO,A項正確;CO2與CaCl2溶液不反應(yīng),B項錯誤;向H2O2溶液中滴加少量FeCl3溶液,F(xiàn)eCl3為催化劑,發(fā)生的反應(yīng)為2H2O22H2O+O2↑,C項錯誤;D項中NH4HSO4與NaOH的物質(zhì)的量相等,反應(yīng)的離子方程式為H++OH-===H2O,D項錯誤。
〔對點集訓(xùn)1〕 (1)(2020·天津高考)下列離子方程式書寫正確的是( B )
A.CaCO3與稀硝酸反應(yīng):CO+2H+===H2O+CO2↑
B.FeSO4溶液與溴水反應(yīng):2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-
C.NaOH溶液與過量H2C2O4溶液反應(yīng):H2C2O4+2OH-===C2O+2H2O
D.C6H5ONa溶液中通入少量CO2:2C6H5O-+CO2+H2O===2C6H5OH+CO
[解析] 本題考查離子方程式的正誤判斷,考查的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是宏觀辨識與微觀探析。碳酸鈣難溶于水,在離子方程式中應(yīng)寫成化學(xué)式,A項錯誤;Br2能夠氧化Fe2+,B項正確;NaOH與過量H2C2O4反應(yīng)生成NaHC2O4,C項錯誤;苯酚的酸性比HCO強,無論向苯酚鈉溶液中通入少量CO2或過量CO2,均只生成HCO,D項錯誤。
(2)(2021·江蘇高三檢測)下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是( A )
A.室溫下用稀NaOH溶液吸收Cl2:Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O
B.用鋁粉和NaOH溶液反應(yīng)制取少量H2:Al+2OH-===AlO+H2↑
C.室溫下用稀HNO3溶解銅:Cu+2NO+2H+===Cu2++2NO2↑+H2O
D.向Na2SiO3溶液中滴加稀鹽酸:Na2SiO3+2H+===H2SiO3↓+2Na+
[解析] B項所給離子方程式電荷不守恒,且反應(yīng)物中缺少水,正確寫法應(yīng)為2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑;C項所給離子方程式電荷不守恒、質(zhì)量不守恒,且反應(yīng)原理錯誤,應(yīng)生成NO,正確寫法應(yīng)為3Cu+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O;D項中硅酸鈉為可溶性強電解質(zhì),應(yīng)拆寫成離子形式,正確寫法應(yīng)為SiO+2H+===H2SiO3↓。
[易錯警示] 離子方程式正誤判斷的“陷阱”
(1)“拆分”陷阱。離子方程式的正誤判斷中,常常設(shè)置物質(zhì)是否能“拆分陷阱”,氧化物、弱電解質(zhì)、沉淀、多元弱酸的酸式酸根在離子方程式中均不能拆分。在復(fù)習(xí)時,應(yīng)熟記常見的弱電解質(zhì)、難溶電解質(zhì)及常見多元弱酸的酸式酸根離子。
(2)“守恒”陷阱。離子方程式除符合質(zhì)量守恒外,還應(yīng)符合電荷守恒,做題時往往只注意質(zhì)量守恒,而忽略了電荷守恒,這也是命題者經(jīng)常設(shè)置的“陷阱”。
(3)“原理”陷阱。離子反應(yīng)應(yīng)符合客觀事實,如Fe和非氧化性酸反應(yīng)應(yīng)生成Fe2+,金屬和氧化性酸反應(yīng)不生成H2;同時還可能出現(xiàn)的錯誤有忽略隱含反應(yīng),不符合配比關(guān)系,“===”“”使用不正確以及反應(yīng)條件書寫不完整等。
(4)“量比”陷阱。在離子方程式正誤判斷中,做題時往往忽略相對量的影響,命題者往往設(shè)置“離子方程式合理,但不符合相對量”關(guān)系的陷阱。突破“陷阱”的方法一是審準(zhǔn)“相對量”的多少,二是看離子反應(yīng)是否符合題設(shè)量的關(guān)系。
(3)(2021·山東濱州高三檢測)下列方程式中,正確的是( D )
A.Na2CO3水解的離子方程式:CO+2H2OH2CO3+2OH-
B.HF的電離方程式:HF===H++F-
C.NaOH溶液與鹽酸反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:H++OH-===H2O ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D.大理石與CH3COOH溶液反應(yīng)的離子方程式:CaCO3+2CH3COOH===2CH3COO-+Ca2++H2O+CO2↑
[解析] Na2CO3分兩步水解,以第一步為主,水解生成HCO,A項錯誤;HF為弱酸,弱電解質(zhì),應(yīng)用可逆符號,B項錯誤;熱化學(xué)方程式必須標(biāo)注物質(zhì)的狀態(tài),C項錯誤;(CH3COO)2Ca可溶于水,D項正確。
微考點2 根據(jù)題目信息書寫離子方程式
典例2 (1)(2021·山東濰坊高三模擬節(jié)選)研究水體中碘的存在形態(tài)及其轉(zhuǎn)化是近年的科研熱點。I-與I2在水體和大氣中的部分轉(zhuǎn)化如圖所示。
①水體中的I-在非酸性條件下不易被空氣中的O2氧化,原因是2H2O+4I-+O22I2+4OH-的反應(yīng)速率慢,反應(yīng)程度小。
A.I-在酸性條件下與O2反應(yīng)的離子方程式為
4H++4I-+O2===2I2+2H2O 。
B.在酸性條件下I-易被O2氧化可能的原因是 增大c(H+),降低了c(OH-),使平衡2H2O+4I-+O22I2+4OH-正向移動,反應(yīng)易于進行(合理即可) 。
②有資料顯示:水體中若含有Fe2+,會對O3氧化I-產(chǎn)生影響。為檢驗這一結(jié)論,進行如下探究實驗:分別將等量的O3通入到20 mL下列試劑中,一段時間后,記錄實驗現(xiàn)象與結(jié)果。已知每1 mol O3參與反應(yīng),可生成1 mol O2。
序
號
試劑
組成
反應(yīng)前溶
液的pH
反應(yīng)后溶
液的pH
I-的
轉(zhuǎn)化率
Fe(OH)3
的生成量
A
3×10-2mol·L-1NaI
a mol·L-1NaCl
5.3
11.0
約10%
—
B
3×10-2mol·L-1NaI
1.5×10-2mol·L-1
FeCl2
5.1
4.1
約100%
大量
C
1.5×10-2mol·L-1
FeCl2
5.2
3.5
—
少量
ⅰ.a= 3×10-2 。
ⅱ.A中反應(yīng)為可逆反應(yīng),其離子方程式為 H2O+2I-+O3I2+2OH-+O2 。
ⅲ.C中溶液的pH下降,用離子方程式解釋原因 2Fe2++O3+5H2O===2Fe(OH)3↓+4H++O2 。
[解析]?、偎w中的I-在非酸性條件下不易被空氣中的O2氧化,原因是2H2O+4I-+O22I2+4OH-的反應(yīng)速率慢,反應(yīng)程度小。A.I-在酸性條件下與O2反應(yīng)的離子方程式是4H++4I-+O2===2I2+2H2O。B.在酸性條件下I-易被O2氧化的可能原因是增大了c(H+),降低了c(OH-),使平衡2H2O+4I-+O22I2+4OH-正向移動,反應(yīng)易于進行。
②ⅰ.由BC兩組數(shù)據(jù)可知,Cl-的濃度為3×10-2 mol·L-1,則a=3×10-2。ⅱ.A中反應(yīng)為可逆反應(yīng),O3將I-氧化為I2,反應(yīng)后溶液pH=11.0,呈堿性,反應(yīng)的離子方程式是H2O+2I-+O3I2+2OH-+O2。ⅲ.C中溶液的pH下降,原因是亞鐵離子被氧化成鐵離子生成難溶的Fe(OH)3,消耗了OH-,溶液的酸性增強,用離子方程式解釋原因為2Fe2++O3+5H2O===2Fe(OH)3+4H++O2。
(2)按要求寫出對應(yīng)的離子方程式。
①將氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其離子方程式為 HCO+NH3·H2O===NH+CO+H2O 。
②NO被H2O2氧化為NO的離子方程式為
2NO+3H2O2===2H++2NO+2H2O 。
③Ag2SO3難溶于水,能溶于氨水,其溶于氨水時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
Ag2SO3+4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]++SO+4H2O 。
[解析]?、侔彼虷CO反應(yīng)生成CO。
②NO與過氧化氫在酸性溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸和水。
③Ag2SO3溶于氨水生成[Ag(NH3)2]+、SO和H2O。
〔對點集訓(xùn)2〕 (1)寫出下列基礎(chǔ)反應(yīng)類離子方程式。
①金屬鋁與稀鹽酸反應(yīng):
2Al+6H+===2Al3++3H2↑ 。
②碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng):
CO+2H+===H2O+CO2↑ 。
③CO2通入足量澄清石灰水中:
Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O 。
④氫氧化鐵與鹽酸反應(yīng):
Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 。
⑤小蘇打與醋酸反應(yīng):
HCO+CH3COOH===CH3COO-+CO2↑+H2O 。
⑥CH3COONa溶液與HCl溶液的反應(yīng):
CH3COO-+H+===CH3COOH 。
⑦在石灰乳中加入Na2CO3溶液:
Ca(OH)2+CO===CaCO3↓+2OH- 。
⑧氯化鋁溶液中加入過量氨水:
Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH 。
(2)寫出下列多重反應(yīng)類離子方程式。
①稀硫酸與Ba(OH)2溶液反應(yīng):
2H++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O 。
②Ba(OH)2溶液與(NH4)2SO4溶液混合:
Ba2++2OH-+2NH+SO===BaSO4↓+2NH3·H2O 。
③Fe3O4溶于HI溶液中:
Fe3O4+8H++2I-===3Fe2++4H2O+I2 。
④FeI2溶液中通入過量Cl2:
3Cl2+2Fe2++4I-===6Cl-+2Fe3++2I2 。
⑤向NH4HCO3溶液中加入過量的Ba(OH)2溶液并加熱:
Ba2++2OH-+NH+HCONH3↑+2H2O+BaCO3↓ 。
萃取精華:
多重反應(yīng)的理解及其離子方程式書寫的易錯點
(3)(2021·經(jīng)典習(xí)題匯編)根據(jù)有關(guān)信息,寫出符合要求的離子方程式。
①化學(xué)在環(huán)境保護中起著十分重要的作用,催化反硝化法可用于治理水中硝酸鹽的污染。催化反硝化法中,H2能將NO還原為N2。上述反應(yīng)的離子方程式為:
2NO+5H2N2+2OH-+4H2O 。
②利用I2的氧化性可測定鋼鐵中硫的含量。做法是將鋼鐵中的硫轉(zhuǎn)化成H2SO3,然后用一定濃度的I2溶液進行滴定,滴定反應(yīng)的離子方程式為:
I2+H2SO3+H2O===4H++2I-+SO 。
③某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2)、導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等,正極材料可再生利用,其中一步工藝流程為用氫氧化鈉溶液進行“正極堿浸”,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為: 2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑ 。
④Fe的一種含氧酸根FeO具有強氧化性,在其鈉鹽溶液中加入稀硫酸,溶液變?yōu)辄S色,并有無色氣體產(chǎn)生。該反應(yīng)的離子方程式是:
4FeO+20H+===4Fe3++3O2↑+10H2O 。
⑤向菱鎂礦(主要成分為MgCO3,含少量FeCO3)中首先加入稀硫酸,過濾后,再加入H2O2。
A.MgCO3與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為:
MgCO3+2H+===Mg2++CO2↑+H2O 。
B.加入H2O2氧化時,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
2FeSO4+H2O2+H2SO4===Fe2(SO4)3+2H2O 。
C.硫與熱的NaOH溶液反應(yīng),產(chǎn)物中元素的最高價態(tài)為+4價,寫出該反應(yīng)的離子方程式:
3S+6OH-2S2-+SO+3H2O 。
萃取精華:
配比型:當(dāng)一種反應(yīng)物中有兩種或兩種以上組成離子參與反應(yīng)時,因其組成比例不協(xié)調(diào)(一般為復(fù)鹽或酸式鹽),當(dāng)一種組成離子恰好完全反應(yīng)時,另一種組成離子不能恰好完全反應(yīng)(有剩余或不足),因而跟用量有關(guān)。
酸式鹽與堿反應(yīng)的離子方程式常用“定1法”:根據(jù)相對量將少量物質(zhì)定為“1 mol”,若少量物質(zhì)中有兩種或兩種以上離子參加反應(yīng),則參加反應(yīng)離子的物質(zhì)的量之比與物質(zhì)組成之比相符。依據(jù)少量物質(zhì)中離子的物質(zhì)的量,確定過量物質(zhì)中實際參加反應(yīng)的離子的物質(zhì)的量。
考點三 離子共存、離子檢驗與推斷
核心知識梳理
1.離子共存
離子共存問題是離子反應(yīng)的條件和本質(zhì)的最直接應(yīng)用,所謂幾種離子在同一溶液中能大量共存,就是指離子之間 不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)??;若離子之間能 發(fā)生化學(xué)反應(yīng) ,則一般不能大量共存。
2.分析離子能否大量共存必備知識
(1)中學(xué)常見的六種有顏色的離子
MnO (紫紅色)、 Cu2+ (藍色)、 Fe3+ (棕黃色)、 Fe2+ (淺綠色)、 Cr2O (橙色)、 CrO (黃色)
(2)常見的表示溶液呈酸性的表述
①pH=1的溶液(常溫下);
②使pH試紙變 紅 的溶液;
③使甲基橙呈 紅色 的溶液;
④與鎂粉反應(yīng)放出 H2 的溶液;
⑤c(OH-)=1×10-14 mol/L的溶液(常溫下)。
(3)常見的表示溶液呈堿性的表述
①pH=14的溶液(常溫下);
②使pH試紙變 藍 的溶液;
③使酚酞試液變 紅 的溶液;
④c(H+)=1×10-14 mol/L的溶液(常溫下)。
(4)常見的表示溶液可能呈酸性也可能呈堿性的表述
①與鋁粉反應(yīng)放出 H2 的溶液;
②由水電離出的c(OH-)=1×10-12 mol/L的溶液(常溫下);
③與NH4HCO3反應(yīng)能產(chǎn)生氣體的溶液。
3.判斷離子能否大量共存的“四個要點”
判斷離子能否大量共存的“四個要點”,關(guān)鍵是看“一色、二性、三特殊、四反應(yīng)”。
(1)一色——溶液顏色,無色溶液中不存在 有色 離子。
(2)二性——溶液的酸堿性:
①在強酸性溶液中, OH- 及弱酸根離子(如CO、SO、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在;
②在強堿性溶液中, H+ 及弱堿陽離子(如NH、Al3+、Mg2+、Fe3+等)均不能大量存在;
③弱酸的酸式酸根離子(如HCO、HSO、HS-等)在強酸性和強堿性溶液中均不能大量存在。
(3)三特殊——三種特殊情況:
①AlO與HCO不能大量共存,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為AlO+HCO+H2O=== Al(OH)3↓+CO 。
②“NO+H+”組合具有強氧化性,能與S2-、Fe2+、I-、SO等具有還原性的離子發(fā)生 氧化還原 反應(yīng)而不能大量共存。
③NH與CH3COO-、CO,Mg2+與HCO等組合中,雖然兩種離子都能水解且水解相互促進,但總的水解程度仍很小,它們在溶液中能大量共存。
(4)四反應(yīng)——離子不能大量共存的四種反應(yīng)類型:
①發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)
離子間因發(fā)生反應(yīng)生成沉淀而不能大量共存。常見的離子組有:H+與 SiO ; OH- 與Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等;Ag+與 Cl- 、Br-、I-等; SO(或CO) 與Ba2+、Ca2+、Ag+等。
離子間因發(fā)生反應(yīng)生成弱電解質(zhì)而不能大量共存。常見的離子組有: H+ 與OH-、CH3COO-、F-、ClO-等。
離子間因發(fā)生反應(yīng)生成氣體而不能大量共存。常見的離子組有: H+ 與CO、HCO、SO等;加熱條件下,OH-與 NH 。
②發(fā)生氧化還原反應(yīng)
離子間因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。常見的離子組有:在酸性條件下,MnO或 NO 與Fe2+、I-等。
③發(fā)生相互促進的水解反應(yīng)
離子間因發(fā)生相互促進的水解反應(yīng)而不能大量共存的有:
Al3+ 或Fe3+與AlO、HCO等。
④發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)
離子間因發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能大量共存的一般指Fe3+與 SCN- ,該反應(yīng)通常還可以作為檢驗Fe3+的實驗依據(jù)。
4.三種常見離子的檢驗
(1)SO的檢驗。
①檢驗方法。
②排除干擾。
Ag+的干擾
先用鹽酸酸化,能防止Ag+干擾
CO、SO
的干擾
因為BaCO3、BaSO3也是白色沉淀,與BaSO4白色沉淀不同的是這些沉淀能溶于鹽酸中,因此檢驗SO時,必須先用足量鹽酸酸化(不能用HNO3、H2SO4酸化)
[微點撥] 所用的鋇鹽不能用Ba(NO3)2溶液,因為在酸性條件下,SO、HSO會被溶液中的NO氧化成SO,從而得出錯誤結(jié)論。
(2)CO的檢驗。
①檢驗方法。
②排除干擾。
HCO
的干擾
若被檢溶液中含有的離子是HCO,則加入CaCl2(或BaCl2)溶液時不會產(chǎn)生白色沉淀,故可用BaCl2(或CaCl2)溶液排除干擾
SO
的干擾
因為CaSO3與CaCO3都是白色沉淀,且CaSO3也能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體(SO2),但SO2是有刺激性氣味的氣體,故可以通過生成的氣體無色無味來排除SO的干擾
(3)Fe2+的檢驗。
①溶液中只含F(xiàn)e2+,可用KSCN溶液和氯水檢驗,不考慮干擾問題。
②溶液中含F(xiàn)e2+、Fe3+,不含Cl-時,可加入酸性KMnO4溶液,溶液褪色,說明溶液中含有Fe2+,不能用KSCN溶液和氯水,原因是Fe3+會形成干擾。
③溶液中含有Fe2+、Fe3+、Cl-時,可通過加入K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液生成藍色沉淀說明溶液中含有Fe2+,不能用酸性KMnO4溶液,原因是Cl-也能使酸性KMnO4溶液褪色,Cl-能形成干擾。
基礎(chǔ)小題自測
1.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。
(1)Ba2+與SO、Fe3+與S2-都是因為復(fù)分解反應(yīng)而不能大量共存。( × )
(2)S2O與H+因發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)而不能大量共存。( × )
(3)1.0 mol·L-1的KNO3溶液中:H+、Fe2+、Cl-、SO能大量共存。( × )
(4)水溶液中:Fe2+、H+、ClO-、Cl-能大量共存。( × )
(5)檢驗?zāi)橙芤褐写嬖贖SO的實驗操作為取少量該溶液,滴加少量BaCl2溶液,無明顯現(xiàn)象,再滴加過量稀硝酸,若產(chǎn)生白色沉淀,說明含有HSO。( √ )
(6)c(H+)= 0.1 mol·L-1的溶液中可能大量存在Na+、NH、SO、S2O。( × )
(7)使pH試紙顯藍色的溶液中可能大量存在Cu2+、NO、Fe3+、SO。( × )
(8)與鋁粉反應(yīng)放出H2的無色溶液中可能大量存在NO、Fe2+、Na+、SO。( × )
(9)使紅色石蕊試紙變藍的溶液中可能大量存在SO、CO、Na+、K+。( √ )
(10)常溫下=1×10-12的溶液中可能大量存在K+、AlO、CO、Na+。( √ )
(11)酸性溶液中可能大量存在Fe2+、Al3+、NO、SO。( × )
(12)使甲基橙變紅色的溶液中可能大量存在Mg2+、K+、SO、SO。( × )
(13)0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中可能大量存在Al3+、SO、Cl-、K+。( × )
(14)0.1 mol·L-1 NaAlO2溶液中可能大量存在:H+、Na+、Cl-、SO。( × )
(15)檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2,可取樣品滴加酸性KMnO4溶液,若KMnO4溶液褪色,說明含有Fe2+。( × )
2.深度思考:
(1)OH-與NH不能大量共存是因為反應(yīng)生成 NH3·H2O ;OH-與Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Cr3+不能大量共存,是因為反應(yīng)生成 沉淀??;OH-與HCO、HS-、HSO、HPO不能大量共存是因為分別生成 CO、S2-、SO、PO 和H2O。
(2)H+不能與CO(HCO)、S2-(HS-)、SO(HSO)、ClO-、F-、CH3COO-大量共存是因為生成 弱電解質(zhì)或弱離子?。籋+與SiO不能大量共存是因為生成 H2SiO3 沉淀;H+與AlO不能大量共存是因為生成 Al(OH)3或Al3+ 。
(3)CO不能和Ba2+、Ca2+大量共存是因為生成 沉淀?。籆O與Fe3+、Al3+不能大量共存是因為 相互促進水解生成沉淀和氣體 。
(4)SO與Ba2+不能大量共存主要是因為生成 BaSO3 沉淀;SO與Al3+不能大量共存是因為 相互促進水解生成沉淀和氣體 ;SO與MnO(H+)、NO(H+)、Fe3+不能大量共存是因為 SO被氧化 。
考點突破提升
微考點1 未限定條件的離子共存
典例1 (2020·江蘇單科,4,2分)常溫下,下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是( A )
A.0.1 mol·L-1氨水:Na+、K+、OH-、NO
B.0.1 mol·L-1鹽酸:Na+、K+、SO、SiO
C.0.1 mol·L-1KMnO4溶液:NH、Na+、NO、I-
D.0.1 mol·L-1AgNO3溶液:NH、Mg2+、Cl-、SO
[解析] B項,SiO在酸性溶液中不能大量存在,錯誤;C項,I-具有還原性,KMnO4具有氧化性,二者會發(fā)生氧化還原反應(yīng),錯誤;D項,Cl-與Ag+不能大量共存,SO與Ag+也不能大量共存,錯誤。
〔對點集訓(xùn)1〕 (2021·經(jīng)典習(xí)題匯編)找出下列不能大量共存的離子組,按要求填空。
①K+、NH、OH-、SO
②K+、Ca2+、Cl-、NO
③Na+、Ba2+、Cl-、NO
④H+、Na+、Fe2+、MnO
⑤Na+、Ca2+、Cl-、SO
⑥K+、Na+、CO、H+
⑦Mg2+、NH、Cl-、SO
⑧Na+、Al3+、Cl-、CO
⑨Fe2+、H+、SO、ClO-
⑩NH、Ba2+、Br-、CO
?Fe3+、Al3+、SCN-、Cl-
?Al3+、Na+、Cl-、SiO
因發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)而不能大量共存的是 ①⑤⑥⑨⑩ ;
因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存的是 ④⑨?。?br />
因離子間發(fā)生水解相互促進反應(yīng)而不能大量共存的是 ⑧??。?br />
因離子間發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能大量共存的是 ? 。
[解析] ①NH與OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)NH3·H2O,發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),不能大量共存。
②K+、Ca2+、Cl-、NO離子之間不發(fā)生反應(yīng),在溶液中能夠大量共存。
③Na+、Ba2+、Cl-、NO離子之間不發(fā)生反應(yīng),在溶液中能夠大量共存。
④MnO(H+)具有強氧化性,F(xiàn)e2+具有還原性,二者因發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe3+和Mn2+,不能大量共存。
⑤Ca2+與SO結(jié)合生成CaSO4微溶物,發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),不能大量共存。
⑥若H+少量,則H+與CO結(jié)合生成HCO,不能大量共存,若H+足量,則H+與CO反應(yīng)生成二氧化碳和水,發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),不能大量共存。
⑦Mg2+、NH、Cl-、SO離子之間不發(fā)生反應(yīng),在溶液中能夠大量共存。
⑧Al3+與CO均能水解,且互相促進,生成Al(OH)3沉淀和CO2氣體,不能大量共存。
⑨酸性條件下,ClO-與Fe2+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cl-和Fe3+,ClO-與SO發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cl-和SO,H+與SO發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成SO2氣體,故Fe2+、H+、SO、ClO-不能大量共存。
⑩Ba2+與CO結(jié)合生成BaCO3沉淀,發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),不能大量共存。
?Fe3+與SCN-結(jié)合生成Fe(SCN)3絡(luò)合物,發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),不能大量共存。
?Al3+與SiO均能水解,且互相促進,生成Al(OH)3沉淀和H2SiO3沉淀,不能大量共存。
微考點2 有限制條件的離子共存問題
典例2 (2021·江蘇檢測)常溫下,下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是( B )
A.無色透明溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN-、Cl-
B.=1×10-12的溶液中:K+、Na+、CO、NO
C.c(Fe2+)=1 mol·L-1的溶液中:K+、NH、MnO、SO
D.能使甲基橙變紅的溶液中:Na+、NH、SO、HCO
[解析] 有顏色的離子不能在無色透明溶液中存在,F(xiàn)e3+是棕黃色離子,無色溶液中不能存在Fe3+;且Fe3+與SCN-發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),生成Fe(SCN)3,不能大量共存,故A項錯誤;=1×10-12的溶液呈堿性,K+、Na+、CO、NO離子之間不反應(yīng),且都不與氫氧根離子反應(yīng),故能大量共存,故B項正確;Fe2+具有還原性,MnO具有氧化性,二者發(fā)生氧化還原反應(yīng),在酸性溶液中生成Fe3+和Mn2+,在中性溶液中生成Fe3+和MnO2,在堿性溶液中生成Fe(OH)3和MnO,故Fe2+與MnO不能大量共存,故C項錯誤;能使甲基橙變紅的溶液呈酸性,H+與HCO反應(yīng)生成CO2和H2O,故酸性溶液中不能大量存在HCO,故D項錯誤。
〔對點集訓(xùn)2〕 (2021·山東棗莊上學(xué)期期末)某溶液中可能含有Na+、NH、SO、Cl-、Fe2+、Fe3+、CO中的若干種,且各離子濃度均相同。為確定其組成,進行如下實驗:
①向溶液中加入足量硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,過濾;②向①的濾液中加入足量NaOH溶液,有沉淀生成,微熱,有氣體產(chǎn)生。下列說法正確的是( A )
A.溶液中存在NH、SO、Fe2+、Cl-
B.溶液中一定存在Na+和Cl-
C.溶液中可能存在Fe2+、Fe3+中的一種或兩種
D.無法確定溶液中是否存在CO
[解析] 本題以化學(xué)實驗為載體,考查了離子的性質(zhì)、電荷守恒等知識點,考查學(xué)生整合化學(xué)信息、分析和解決化學(xué)問題的能力。
由題意分析知,①中白色沉淀為BaSO4,說明原溶液中含有SO。由實驗②中有沉淀生成知,原溶液中至少含有Fe2+和Fe3+中的一種,則原溶液中一定不存在CO;由“微熱,有氣體產(chǎn)生”可知,該氣體為NH3,說明原溶液中含有NH。由溶液中各離子濃度相等及溶液呈電中性可知,溶液中一定含有的離子是Fe2+、NH、SO、Cl-,一定不含的離子是Na+、Fe3+、CO。根據(jù)上述分析可知,A項正確。
萃取精華:
要注意題干要求,審清關(guān)鍵詞,如“能不能”“一定”“可能”“一定不能”“因發(fā)生氧化還原反應(yīng)不能”等;其次對“無色透明”的理解,“無色”對應(yīng)“有色”,應(yīng)掌握常見有色離子,“透明”對應(yīng)“渾濁”,應(yīng)掌握常見的沉淀反應(yīng),另外還需特別關(guān)注一些限定或隱含條件,特別是一些酸、堿性的變相說法。
解題時要注意題目所隱含的條件。如①溶液無色透明時,則溶液中一定沒有有色離子,如Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO;②強堿性溶液中肯定不存在與OH-反應(yīng)的離子,如Fe3+、Fe2+、HCO、NH、Al3+等;③強酸性溶液中肯定不存在與H+反應(yīng)的離子,如HCO、CO、S2-、CH3COO-、AlO等。
微考點3 常見離子的檢驗
典例3 (2021·山東青島高三檢測)向四支試管中分別加入少量相同的無色溶液,然后進行如下操作,由現(xiàn)象得到的結(jié)論正確的是( B )
選項
操作
現(xiàn)象
結(jié)論
A
滴加BaCl2溶液
生成白
色沉淀
原溶液中有SO
B
滴加氯水和CCl4,振蕩、靜置
下層溶液
顯紫色
原溶液中有I-
C
用潔凈鉑絲蘸取溶液進行焰色反應(yīng)
火焰呈
黃色
原溶液中有Na+、無K+
D
滴加稀NaOH溶液,將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口
試紙不
變藍
原溶液中無NH
[解析] 滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成,不能說明原溶液中有SO,因為若溶液中含有SO、CO、Ag+等,滴加BaCl2溶液也會生成白色沉淀,故A錯誤;氯水中的氯氣和碘離子反應(yīng)生成碘單質(zhì),四氯化碳能把碘單質(zhì)從水溶液中萃取出來,四氯化碳的密度比水大,下層溶液顯紫色,所以滴加氯水和四氯化碳,若下層溶液顯紫色,說明原溶液中有碘離子,故B正確;Na+的黃色火焰可以覆蓋K+的淺紫色火焰,故檢驗K+需透過藍色鈷玻璃觀察火焰,C錯誤;氨氣極易溶于水,若溶液中含有少量的NH,需滴加濃NaOH溶液且加熱才會放出氨氣,故D錯誤。
[微點撥] 高考中有關(guān)離子檢驗的答題模板
??
例如,檢驗?zāi)橙芤褐泻蠪e2+而不含F(xiàn)e3+的方法是取適量溶液于潔凈的試管中,滴加幾滴KSCN溶液,無明顯現(xiàn)象,再向溶液中滴加幾滴H2O2溶液(或新制氯水),溶液變?yōu)榧t色,說明溶液中含有Fe2+而不含F(xiàn)e3+。
〔對點集訓(xùn)3〕 (2021·山東濱州高三檢測)下列有關(guān)物質(zhì)檢驗的實驗結(jié)論正確的是( B )
選項
實驗操作及現(xiàn)象
實驗結(jié)論
A
某溶液中加入鹽酸酸化的氯化鋇,有白色沉淀生成
一定含有SO
B
向某溶液中加入2滴KSCN溶液,溶液不顯紅色。再向溶液中加入幾滴新制的氯水,溶液變?yōu)榧t色
該溶液中一定含有Fe2+
C
將某氣體通入品紅溶液中,品紅溶液褪色
該氣體一定為SO2
D
將少量某物質(zhì)的溶液滴加到新制的銀氨溶液中,水浴加熱后有銀鏡生成
該物質(zhì)一定屬于醛類
[解析] 還可能含有Ag+,A項錯誤;B項正確;還可能是Cl2,C項錯誤;該物質(zhì)也可能是甲酸、甲酸酯、甲酸鹽等,D項錯誤。
[易錯警示] C項,Cl2和SO2均能使品紅褪色,區(qū)別是加熱褪色后的溶液,若變紅,則為SO2,不變紅,則為Cl2;D項,能發(fā)生銀鏡反應(yīng),只能說明有醛基,但該物質(zhì)不一定屬于醛類:如甲酸、甲酸酯、葡萄糖、麥芽糖均含有醛基,但分別屬于羧酸類、酯類和糖類物質(zhì)。
微考點4 常見物質(zhì)的鑒別與離子的推斷
典例4 (1)(2021·湖北孝感模擬)已知甲、乙、丙、丁分別是HCl、BaCl2、AgNO3、K2CO3四種溶液中的一種,現(xiàn)將它們兩兩混合,現(xiàn)象如表所示:
反應(yīng)物
甲+乙
丙+丁
甲+丁
甲+丙
乙+丁
實驗
現(xiàn)象
白色
沉淀
白色
沉淀
白色
沉淀
白色
沉淀
無色
氣體
由上述現(xiàn)象可推知甲、乙、丙、丁依次是( A )
A.AgNO3、HCl、BaCl2、K2CO3
B.AgNO3、HCl、K2CO3、BaCl2
C.BaCl2、K2CO3、AgNO3、HCl
D.HCl、BaCl2、AgNO3、K2CO3
[解析] 結(jié)合物質(zhì)混合的現(xiàn)象及AgNO3與其他三種物質(zhì)反應(yīng)均生成沉淀,則甲為AgNO3,乙與其他物質(zhì)反應(yīng)可生成沉淀、可生成氣體,則乙為HCl,所以丁為K2CO3,則丙為BaCl2,則可推知甲、乙、丙、丁依次是AgNO3、HCl、BaCl2、K2CO3。
(2)(2021·陜西漢中調(diào)研)某固體混合物中可能含有Na+、K+、SO、Cl-、CO等離子,取兩份該固體的溶液進行如下實驗:第一份加入過量的Ba(NO3)2溶液產(chǎn)生白色沉淀,分離濾液和沉淀。向白色沉淀中滴入過量鹽酸,所得溶液澄清;向濾液中滴加AgNO3溶液生成不溶于稀硝酸的白色沉淀。第二份溶液進行焰色反應(yīng),火焰呈黃色。下列關(guān)于該混合物組成的說法正確的是( B )
A.一定是K2CO3和NaCl
B.可能是Na2CO3和KCl
C.可能是Na2SO4和Na2CO3
D.一定是Na2CO3和NaCl
[解析] 加Ba(NO3)2溶液產(chǎn)生白色沉淀,向白色沉淀中滴入過量鹽酸,所得溶液澄清,說明是生成白色沉淀BaCO3,混合物一定有CO,肯定無SO;濾液中不存在SO,向濾液中滴加AgNO3溶液生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,沉淀應(yīng)為AgCI,混合物一定有Cl-;焰色反應(yīng)火焰呈黃色,說明一定有Na+;K+無法確定。據(jù)此分析可知,B是正確的。
[方法技巧] 離子推斷的四項基本原則
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〔對點集訓(xùn)4〕 (2021·山東濰坊高三檢測)某強酸性溶液X中僅含有NH、Al3+、Ba2+、Fe2+、Fe3+、CO、SO、SO、Cl-、NO中的一種或幾種,取該溶液進行連續(xù)實驗,實驗過程如下。下列有關(guān)推斷合理的是( B )
A.溶液中一定含有H+、Al3+、NH、Fe2+、SO、Cl-
B.根據(jù)上述連續(xù)實驗不能確定溶液X中是否含有Fe3+
C.沉淀H為Al(OH)3、BaCO3的混合物
D.若溶液X為100 mL,產(chǎn)生的氣體A為112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則X中c(Fe2+)=0.05 mol·L-1
[解析] 在強酸性溶液中一定不會存在CO、SO;加入過量硝酸鋇生成沉淀,則該沉淀C為BaSO4,說明溶液中含有SO,生成氣體A,則A只能是NO,說明溶液中含有還原性離子,則一定為Fe2+,溶液B中加入過量NaOH溶液,沉淀F只能為Fe(OH)3,生成氣體D,則D為NH3,說明溶液中含有NH;溶液E中通入CO2氣體,生成沉淀H,則H為Al(OH)3,E為NaOH和NaAlO2,說明溶液中含有Al3+,再根據(jù)離子共存知識,溶液中含有Fe2+,則一定不含NO,含有SO,那么就一定不含Ba2+,不能確定是否含有Fe3+和Cl-,依據(jù)分析可知:溶液中一定存在H+、NH、Al3+、Fe2+、SO,一定不含有Ba2+、CO、SO、NO,不能確定是否含有Fe3+和Cl-。依據(jù)分析可知,溶液中一定存在H+、NH、Al3+、Fe2+、SO,不能確定Cl-是否存在,選項A錯誤;根據(jù)上述連續(xù)實驗不能確定溶液X中是否含有Fe3+,選項B正確;根據(jù)上述分析可知H為Al(OH)3,BaCO3與過量的二氧化碳生成碳酸氫鋇,易溶于水,選項C錯誤;生成氣體A的離子反應(yīng)方程式為3Fe2++NO+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O,產(chǎn)生的氣體A為112 mL,物質(zhì)的量為=0.005 mol,故n(Fe2+)=3×0.005 mol=0.015 mol,c(Fe2+)=0.15 mol·L-1,選項D錯誤。
(2)(2021·貴州貴陽月考)某溶液中除水電離出的OH-,H+之外,還含有Na+、Fe2+、Al3+、Ba2+、SO、NO、Cl-中的4種,這4種離子的物質(zhì)的量均為0.1 mol。若向該溶液中加入少量稀硫酸,無沉淀生成但有氣泡產(chǎn)生。下列說法錯誤的是( B )
A.該溶液中肯定不含Ba2+
B.若向該溶液中加入過量的稀硫酸,溶液中的陰離子會減少一種
C.若向該溶液中加入足量NaOH溶液,濾出沉淀,洗凈灼燒后最多能得8.0 g固體
D.該溶液中除水電離出的OH-、H+之外所含離子是Na+、Fe2+、SO、NO
[解析] 加入少量稀硫酸,無沉淀生成但有氣泡產(chǎn)生,說明一定不存在鋇離子,一定存在硝酸根離子和亞鐵離子;根據(jù)溶液的電中性可以判斷溶液中還存在硫酸根離子和鈉離子。根據(jù)以上分析可知,溶液中一定不存在鋇離子,選項A正確;溶液中氫氧根離子、硫酸根離子不會消失,根據(jù)離子方程式NO+3Fe2++4H+===NO↑+3Fe3++2H2O可知,亞鐵離子不足,加入足量的稀硫酸后,硝酸根離子不會消失,選項B錯誤;若向該溶液中加入足量的NaOH溶液,充分反應(yīng)后,過濾、洗滌、灼燒,最終所得固體為氧化鐵,根據(jù)鐵離子守恒,生成氧化鐵的物質(zhì)的量為0.05 mol,質(zhì)量為0.05 mol×160 g·mol-1=8.0 g,選項C正確;根據(jù)分析可知,該溶液中除H+、OH-之外所含離子是Fe2+、Na+、NO、SO,選項D正確。
(3)(2021·山東東營高三檢測)某溶液中僅含下列離子中的某些離子,且所含離子的物質(zhì)的量濃度相同。某同學(xué)向溶液中加入過量稀硫酸后,有氣泡產(chǎn)生,但無沉淀生成。
陰離子
SO、NO、Cl-、CO
陽離子
Fe2+、Na+、Ca2+、Al3+
請回答下列問題:
①溶液中一定不存在的陽離子是 Ca2+、Al3+ 。
②向原溶液中滴加NaOH溶液,現(xiàn)象是 先出現(xiàn)白色沉淀,然后變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)榧t褐色??;整個過程中發(fā)生反應(yīng)的方程式為 Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3或4Fe2++8OH-+2H2O+O2===4Fe(OH)3↓ 。
③向溶液中加入過量稀硫酸,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 NO+3Fe2++4H+===2H2O+NO↑+3Fe3+ 。
[解析] 加入過量稀硫酸后,無沉淀生成,說明不存在Ca2+,因為硫酸鈣微溶于水,能沉淀;有氣泡產(chǎn)生,有兩種可能性,第一種存在CO,但如果存在CO,陽離子只能為Na+,這樣離子濃度就不可能相等,那就只能是第二種可能性,也就是NO和Fe2+同時存在,產(chǎn)生NO氣體,又根據(jù)離子的物質(zhì)的量濃度相同,所以溶液中可能存在的組合有Fe2+、NO、Cl-或SO、NO、Fe2+、Na+。
①由以上推測可知溶液中一定不存在的陽離子是Ca2+、Al3+。
②向原溶液中滴加NaOH溶液,現(xiàn)象是先出現(xiàn)白色沉淀,然后變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)榧t褐色;整個過程中發(fā)生反應(yīng)的方程式為Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓、4Fe(OH2)+2H2O+O2===4Fe(OH)3或者合并寫成4Fe2++8OH-+2H2O+O2===4Fe(OH)3↓。
③向溶液中加入過量稀硫酸,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為NO+3Fe2++4H+===2H2O+NO↑+3Fe3+。
萃取精華:
離子大量共存的分析方法
①抓住關(guān)鍵詞語。如“一定大量共存”“可能大量共存”或“不能大量共存”等。
②理解兩大條件。若溶液可能呈強酸性也可能呈強堿性時,“可能大量共存”的含義是在兩種條件下只要有一種能大量共存即符合題目要求。“一定大量共存”的含義是兩種條件下離子均能大量共存才符合題目要求。
③警惕幾種隱含情況。a.含有大量Fe3+的溶液,隱含是酸性溶液,并具有強氧化性。b.含有大量NO的溶液,隱含酸性條件下具有強氧化性。c.含有大量AlO的溶液,隱含是堿性溶液。d.含大量S2-、SO的溶液,隱含是堿性溶液。
④分析離子間發(fā)生的反應(yīng)
結(jié)合題給條件和離子種類分析所給離子之間能否發(fā)生以下反應(yīng):復(fù)分解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、相互促進的水解反應(yīng),絡(luò)合反應(yīng)(如Fe3+與SCN-的反應(yīng))等。
離子檢驗實驗設(shè)計題常用的答題模板
本講要點速記:
1.電解質(zhì)相關(guān)概念判斷的2個依據(jù)
(1)以化合物水溶液或熔融狀態(tài)下是否導(dǎo)電判斷電解質(zhì)與非電解質(zhì)。
(2)以水溶液中是否完全電離判斷強、弱電解質(zhì)。
①記“強”判“弱”
強酸:H2SO4、HNO3、HClO4、HCl(HBr、HI)
強堿:NaOH、KOH、Ba(OH)2和Ca(OH)2
其他酸、堿一般為弱酸、弱堿。
②鹽一般是強電解質(zhì)
2.書寫離子方程式的4個步驟
寫——拆——刪——查。
書寫時要關(guān)注兩大守恒:原子守恒和電荷守恒。
3.離子方程式正誤判斷的6個方面
(1)是否符合客觀事實
(2)是否正確使用符號
(3)是否正確拆分
(4)是否寫全所有反應(yīng)
(5)是否符合“量”的關(guān)系
(6)是否滿足守恒規(guī)律
4.離子共存的判斷
(1)看條件——題給條件
一看題干要求,需辨別的離子組是“能大量共存”還是“不能大量共存”,是“可能”還是“一定”。
二看附加條件,如:①溶液的顏色,若為無色溶液,則 MnO、Fe3+、Cu2+、Fe2+等有色離子不能大量存在;②溶液的酸、堿性;③特定離子或分子的存在等。
(2)看反應(yīng)——所給離子之間能否發(fā)生反應(yīng)
5.無色溶液中離子檢驗的一般思路
這是一份2022屆高考化學(xué)(人教版)一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案:第34講 烴和鹵代烴 Word版含解析,共35頁。
這是一份2022屆高考化學(xué)(人教版)一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案:第24講 難溶電解質(zhì)的溶解平衡 Word版含解析,共16頁。
這是一份2022屆高考化學(xué)(人教版)一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案:第23講 鹽類的水解 Word版含解析,共29頁。
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