2020届浙江学考一轮复习考点精讲通用版考点7离子共存及离子推断学案

2020届浙江学考一轮复习考点精讲通用版考点7离子共存及离子推断学案

考点7　离子共存及离子推断 知识条目 必考要求 加试要求 ‎1.离子反应的本质及发生的条件 b b ‎2.离子方程式 b b ‎3.有关化学方程式过量问题的计算 b b 一、离子共存的判断 ‎1．离子共存问题的本质 ‎(1)离子共存问题是离子反应条件和本质的直接应用。‎ ‎(2)几种离子能否在同一溶液中大量共存，关键是看离子之间能否反应，若离子之间能够发生反应，则不能大量共存；若离子之间不能发生反应，则能大量共存。‎ ‎2．离子不能大量共存的几种情况 ‎(1)发生复分解型的离子反应 ‎①生成难溶、微溶性的物质，如Ba2＋与CO、SO等；‎ ‎②生成难电离的物质，如H＋与ClO－、CH3COO－等；‎ ‎③生成易挥发的物质，如NH与OH－等。‎ ‎(2)发生氧化还原反应 如Fe3＋与I－、S2－；MnO与Fe2＋等。‎ ‎(3)发生彻底的双水解 如：Al3＋与S2－、CO、AlO、SiO等；Fe3＋与CO、AlO、SiO等。‎ ‎(4)生成配合物 如Fe3＋与SCN－、Ag＋与NH3·H2O等。‎ ‎3．常见离子的性质 ‎(1)常见有色离子 Fe2＋：浅绿色；Cu2＋：蓝色；Fe3＋：棕黄色；MnO：紫色 CrO：黄色；Cr2O橙色；[Fe(SCN)]2＋：血红色；Cu(NH3)：深蓝色 ‎(2)常见阳离子的性质 H＋：能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。‎ Na＋：用焰色反应来检验时，火焰呈黄色。‎ K＋：用焰色反应来检验时，火焰呈紫色(通过钴玻片)。‎ Al3＋：能与适量的NaOH溶液反应生成白色Al(OH)3絮状沉淀，该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。‎ Ag＋：能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应，生成白色AgCl沉淀，不溶于稀HNO3，但溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]＋。‎ NH：铵盐(或浓溶液)与NaOH浓溶液反应，并加热，放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的有刺激性气味气体NH3。‎ Fe2＋：能与少量NaOH溶液反应，先生成白色Fe(OH)2沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液，不显红色，加入少量新制的氯水后，立即显红色。‎ Fe3＋：能与KSCN溶液反应，变成红色Fe(SCN)3溶液。能与NaOH溶液反应，生成红褐色Fe(OH)3沉淀。‎ Cu2＋：蓝色水溶液(浓的CuCl2溶液显绿色)，能与NaOH溶液反应，生成蓝色的Cu(OH)2沉淀，加热后可转变为黑色的CuO沉淀。含Cu2＋溶液能与Fe、Zn片等反应，在金属片上有红色的铜生成。‎ ‎(3)常见阴离子的性质 OH－：能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。‎ Cl－：能与硝酸银反应，生成白色的AgCl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]＋。‎ Br－：能与硝酸银反应，生成淡黄色AgBr沉淀，不溶于稀硝酸。‎ I－：能与硝酸银反应，生成黄色AgI沉淀，不溶于稀硝酸；也能与氯水反应，生成I2，使淀粉溶液变蓝。‎ SO：能与含Ba2＋溶液反应，生成白色BaSO4沉淀，不溶于硝酸。‎ SO：浓溶液能与强酸反应，产生无色有刺激性气味的SO2气体，该气体能使品红溶液褪色。能与BaCl2溶液反应，生成白色BaSO3沉淀，该沉淀溶于盐酸，生成无色有刺激性气味的SO2气体。‎ S2－：能与Pb(NO3)2溶液反应，生成黑色的PbS沉淀。‎ CO：能与BaCl2溶液反应，生成白色的BaCO3沉淀，该沉淀溶于硝酸(或盐酸)，生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。‎ HCO：取含HCO盐溶液煮沸，放出无色无味CO2气体，气体能使澄清石灰水变浑浊。或向HCO盐溶液里加入稀MgSO4溶液，无现象，加热煮沸，有白色沉淀MgCO3生成，同时放出CO2气体。‎ 二、离子推断 ‎1．常见离子的检验方法 根据离子的性质，选择现象明显、操作方便的方法进行检验。‎ ‎(1)常见阳离子的检验 离子 所用的试剂 主要实验现象 H＋‎ ‎①紫色石蕊试液 ‎②锌片 ‎③pH试纸 ‎①紫色石蕊试液变为红色 ‎②锌片表面生成无色气体 ‎③pH试纸变为红色 Ag＋‎ ‎①盐酸或可溶性氯化物溶液，稀硝酸 ‎②氢氧化钠溶液、氨水 ‎①生成白色沉淀，该沉淀不溶于稀硝酸 ‎②生成白色沉淀，该沉淀迅速转变成棕色，此沉淀溶于氨水，形成无色溶液 Na＋‎ 焰色反应 火焰呈黄色 K＋‎ 焰色反应 火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)‎ Fe3＋‎ ‎①氢氧化钠溶液 ‎②KSCN溶液 ‎①生成红褐色沉淀 ‎②溶液呈红色 Fe2＋‎ ‎①KSCN溶液、过氧化氢(或新制氯水)溶液 ‎②铁氰化钾溶液 ‎①加入KSCN溶液后无明显现象，滴加过氧化氢(或新制氯水)溶液后，溶液呈红色 ‎②加入铁氰化钾溶液后，有蓝色沉淀生成 NH 氢氧化钠溶液 加热并用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，试纸变蓝 ‎(2)常见阴离子的检验 离子 所用的试剂 主要实验现象 OH－‎ ‎①紫色石蕊试液 ‎②无色酚酞试液 ‎③pH试纸 ‎①紫色石蕊试液变为蓝色 ‎②无色酚酞试液变为红色 ‎③pH试纸显蓝色至深蓝 Cl－‎ 硝酸银溶液、稀硝酸 生成白色沉淀，此沉淀不溶于稀硝酸 Br－‎ 硝酸银溶液、稀硝酸 生成浅黄色沉淀，此沉淀不溶于稀硝酸 I－‎ ‎①硝酸银溶液、稀硝酸 ‎②淀粉溶液、氯水 ‎①生成黄色沉淀，此沉淀不溶于稀硝酸 ‎②溶液显蓝色 CO ‎①氯化钡溶液、稀盐酸 ‎②稀盐酸、澄清的石灰水 ‎①生成白色沉淀，该沉淀溶于稀盐酸且有无色无味气体产生 ‎②生成了无色无味气体并能使澄清的石灰水变浑浊 SO 稀盐酸、氯化钡 先加稀盐酸，无明显现象，再加氯化 钡，生成白色沉淀 SO ‎①氯化钡、稀盐酸 ‎②稀盐酸或稀硫酸、品红溶液 ‎①生成白色沉淀，此沉淀溶于稀盐酸并放出有刺激性气味气体(SO2)‎ ‎②生成的气体能使品红溶液褪色，加热后溶液恢复红色 ‎2.离子推断 依据题干中所给信息，如选择的试剂和方法、描述的反应现象(颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等)，进行判断、推理。‎ ‎【例1】　下列各组离子在指定条件下，可能大量共存的是(　　)‎ A．能使蓝色石蕊试纸变红色的溶液中：K＋、Na＋、CO、NO B．c(H＋)＝0.1 mol·L－1的溶液中：Fe2＋、Al3＋、SO、NO C．能使淀粉碘化钾试纸变蓝的溶液中：Na＋、NH、Fe2＋、Br－‎ D．水电离出的c(H＋)＝1×10－12 mol/L的溶液中：Na＋、Mg2＋、Cl－、SO ‎【解析】　A．能使蓝色石蕊试纸变红色的溶液为酸性，则CO不能大量存在，故A错误；‎ B．H＋和NO大量存在于溶液中，HNO3和Fe2＋发生氧化还原反应而不能大量共存，故B错误；‎ C．能使淀粉碘化钾试纸变蓝的溶液中含有强氧化剂，则Fe2＋不能大量存在，故C错误；‎ D．水电离出的c(H＋)＝1×10－12 mol/L的溶液，即可能为强酸性也可能为强碱性，该组离子中Mg2＋能在酸性溶液中大量存在，而不能在强碱性溶液中大量存在，其他离子在两种溶液中均能存在，因此该选项正确。‎ ‎【答案】　D ‎【提炼】　注意题干中“可能大量共存”或“一定大量共存”的要求，如本题中D选项，该组离子只在酸性溶液中大量共存，若题干改为“一定大量共存”则该选项错误。‎ ‎【例2】　‎ 已知某工业废水中含有NO，某化学活动小组取一定量的废水，逐滴滴加稀NaOH溶液 ‎，沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积之间的关系如图所示，根据图像分析，溶液中可能存在的离子组是(　　)‎ A．Al3＋、NH、H＋ B．Fe3＋、NH、H＋‎ C．Fe2＋、NO、H＋ D．Ag＋、NH、H＋‎ ‎【解析】　A．由图像可得，一开始没有沉淀生成，发生中和反应，则溶液中有H＋，产生沉淀后，出现直线段说明含有NH，然后沉淀逐渐减少直至完全溶解，故选A。B.Fe(OH)3不能在NaOH溶液中溶解；C.先加KNO3，后加HCl，那么溶液中相当于存在HNO3，则Fe2＋就不能大量存在；D.AgOH易分解为Ag2O，不溶于NaOH溶液。‎ ‎【答案】　A ‎【提炼】　因发生复分解反应而不能大量共存的离子，一般先发生中和反应，然后生成沉淀，再生成气体。先后加入的两种物质中的离子可能构成一种有影响的新物质，如先加KNO3，后加HCl，那么溶液中相当于存在HNO3，则还原性离子，如Fe2＋就不能大量存在，如C选项。‎ ‎【例3】　在碱性溶液中能大量共存且溶液为无色透明的离子组是(　　)‎ A．K＋、MnO、Na＋、Cl－ B．K＋、Na＋、NO、CO C．Na＋、H＋、NO、SO D．Fe3＋、Na＋、Cl－、SO ‎【解析】　题干信息中要求为碱性溶液且为无色透明，则A、D选项因含有色离子而错误；而C选项含有H＋不符合碱性溶液的要求，故选B。‎ ‎【答案】　B ‎【提炼】　注意溶液的颜色，但要注意“无色透明溶液”与“透明溶液”的区别。“透明溶液”只需可以透过溶液清晰地看到物体，溶液不呈浑浊状、没有沉淀、不是胶体即可，而“无色透明溶液”是指溶液不仅“透明”且没有颜色，如例3中限定原溶液是无色溶液，即原溶液不能有浑浊、沉淀，且溶液中不能存在有色离子。‎ ‎【例4】　某溶液中可能含有下列6种离子中的某几种：Cl－、SO、HCO、Na＋、K＋、Mg2＋，所含离子的浓度均相等。为了确认溶液的组成，进行如下实验：取200 mL上述溶液，加入足量Ba(OH)2溶液，反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥，得沉淀4.88 g，向沉淀中加入过量的盐酸，仍有2.33 g沉淀剩余。关于原溶液组成的结论，不正确的是(　　)‎ A．一定存在SO、HCO、Mg2＋，至少存在Na＋、K＋中的一种 B．为了确定是否存在Cl－，可向溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液 C．c(HCO)＝0.05 mol/L D．4.88 g沉淀中含有3种成分 ‎【解析】　2.33 g沉淀为BaSO4，所以n(SO)＝0.01 mol,4.88 g沉淀中可能还含有BaCO3和Mg(OH)2，由于所含离子浓度均相等，所以n(HCO)和n(Mg2＋)均为0.01 mol ‎，经过计算发现HCO和Mg2＋均存在。A选项根据溶液呈电中性，至少存在Na＋、K＋中的一种；B选项Cl－的检验受到SO干扰；C选项c(HCO)＝0.01 mol/0.2 L＝0.05 mol/L；D选项4.88 g沉淀中含BaSO4、BaCO3和Mg(OH)2。‎ ‎【答案】　B ‎【提炼】　①注意电中性原则。溶液是呈电中性的，即溶液中一定既有阳离子，又有阴离子，且溶液中阳离子所带的正电荷总数一定等于阴离子所带的负电荷总数。因此，当其他阳离子都被排除后，剩余的最后一种阳离子一定存在；阴离子也是如此。或者可以先计算已经确定的阴阳离子所带电荷数目，进而确定剩余离子的存在可能性与物质的量。‎ ‎②某些离子的检验需要注意进出性原则，即实验操作过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。‎ ‎【例5】　某无色废水中可能含有H＋、NH、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Na＋、NO、CO、SO中的几种，为分析其成分，分别取废水样品100 mL，进行了三组实验，其操作和有关图像如下所示：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)根据上述3组实验可以分析废水中一定不存在的离子有______________________。‎ ‎(2)实验③中所发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)分析图像，在原溶液中c(NH)与c(Al3＋)的比值为________，NO是否存在？填________(“存在”“不存在”或“不确定”)。‎ ‎【解析】　(1)无色废水确定无Fe3＋，根据实验①确定有钠离子，根据实验②确定有硫酸根离子，根据实验③确定有铝离子、铵根离子、氢离子，一定不含镁离子和铁离子，因为碳酸根离子与铝离子不能共存，所以无碳酸根离子；故溶液中存在的离子为：Na＋、Al3＋、NH、H＋、SO；一定不存在的离子有Fe3＋、Mg2＋、CO。‎ ‎(2)实验③中依次发生的离子反应有酸碱中和：H＋＋OH－===H2O，生成沉淀：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，生成一水合氨，NH＋OH－===NH3·H2O，氢氧化铝能溶于氢氧化钠中，即Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。‎ ‎(3)已知硫酸钡沉淀为2.33 g，则n(SO)＝2.33 g÷233 g·mol－1＝0.01 mol，根据图像可知与Al(OH)3反应的n(OH－)＝0.007 mol，‎ Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O n(Al3＋)　0.007 mol 所以n(Al3＋)＝0.007 mol，将铝离子沉淀需要氢氧化钠0.021 mol，溶液中H＋消耗氢氧化钠0.014 mol，氢离子的物质的量是0.014 mol，NH＋OH－===NH3·H2O，消耗氢氧化钠0.007 mol，所以铵根离子的物质的量是0.007 mol，原溶液中c(NH)与c(Al3＋)的比值为1∶1，根据电荷守恒，一定存在硝酸根离子。‎ ‎【答案】　(1)Fe3＋、Mg2＋、CO ‎(2)H＋＋OH－===H2O、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、NH＋OH－===NH3·H2O、‎ Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O ‎(3)1∶1　存在 ‎【提炼】　离子推断过程中要灵活应用互斥性原则。所谓互斥性原则就是当我们利用题中信息判断出一定有某种离子时，应立即运用已有的知识，将不能与之共存的离子排除掉，从而判断出一定没有哪种离子。如本题中判定有Al3＋，则根据碳酸根离子与铝离子不能共存，可推断出无碳酸根离子。‎