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文档简介
2.2 离子反应 离子共存及检验1、了解电解质的概念。了解强电解质和弱电解质的概念。2、了解离子反应的概念、离子反应发生的条件。3、了解电解质在水溶液中的电离以及电解质溶液的导电性。4、能正确书写化学方程式和离子方程式,并能进行有关计算。5、掌握离子检验方法,能判断离子是否大量共存。知识点一 物质的电离一、电解质和非电解质基础知识成网络:1.电解质与非电解质电解质:在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物, 酸、碱、盐属于电解质。非电解质:在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物,如蔗糖、乙醇等。电解质非电解质相同点均为化合物不同点水溶液或熔融状态能导电水溶液和熔融状态都不能导电本质区别在水溶液或熔融状态下自身能发生电离在水溶液中和熔融状态下自身不能发生电离所含物质类型酸:如H2SO4、HCl、HNO3等非金属氧化物:SO2、SO3、CO2、CO、P2O5碱:如NaOH、Ca(OH)2等 盐:如NaCl、KNO3、NaHSO4、CaCO3等非酸性气态氢化物:NH3金属氧化物:如Na2O、CaO、MgO等水H2O部分有机物:蔗糖、酒精【易错警示】正确理解电解质等概念电解质和非电解质均是化合物,单质和混合物既不是电解质,也不是非电解质。电解质不一定导电,如固态NaCl、液态HCl等;导电物质不一定是电解质,如铁、铝等金属单质。电解质一定是指自身电离生成离子的化合物,有些化合物的水溶液能导电,但溶液中的离子不是它自身电离产生的,不属于电解质,如CO2、SO2、NH3、SO3等非电解质。它们与水反应生成的产物H2CO3、H2SO3、NH3H2O、H2SO4自身能电离,是电解质。电解质与金属的导电原理不同。电解质的导电是由于自由移动的阴、阳离子定向移动产生的;金属导电是由于金属晶体中自由电子的定向移动。2.强电解质和弱电解质强电解质:在溶液中能够全部电离的电解质。则强电解质溶液中不存在电离平衡。弱电解质:在溶液中只是部分电离的电解质。则弱电解质溶液中存在电离平衡。【总结】强电解质与弱电解质的比较:强电解质弱电解质定义溶于水后几乎完全电离的电解质溶于水后只有部分电离的电解质化合物类型离子化合物及具有强极性键的共价化合物某些具有弱极性键的共价化合物。电离程度几乎100完全电离只有部分电离电离过程不可逆过程,无电离平衡可逆过程,存在电离平衡溶液中存在的微粒(水分子不计)只有电离出的阴阳离子,不存在电解质分子既有电离出的阴阳离子,又有电解质分子实例绝大多数的盐(包括难溶性盐)强酸:H2SO4、HCl、HClO4等强碱:Ba(OH)2 Ca(HO)2等弱酸:H2CO3 、CH3COOH等。弱碱:NH3H2O、Cu(OH)2 Fe(OH)3等。电离方程式KNO3=K+NOH2SO4=2H+SONH3H2ONH+OH-H2SH+ HS- HS- H+S2-二、电离与电离方程式的书写1概念电解质在水溶液中或熔融状态下离解成自由移动离子的过程。电离条件:酸的电离条件是溶于水,盐和碱的电离条件是溶于水或熔融,金属氧化物的电离条件是熔融。2电离方程式书写方法(1)强电解质:完全电离,用=表示。如H2SO4、NaOH、(NH4)2SO4的电离方程式分别为H2SO4=2HSO、NaOH=NaOH、(NH4)2SO4=2NHSO。(2)弱电解质:部分电离,用“”表示。多元弱酸分步电离 ,且电离程度逐步减弱,以第一步电离为主。如H2S的电离方程式为H2SHHS;HSS2。多元弱碱分步电离,但一步写出。如Cu(OH)2Cu22OH。两性氢氧化物双向电离。如Al(OH)3的电离方程式:HAlOH2OAl(OH)3Al33OH。(3)酸式盐:强酸酸式盐完全电离,一步写出。如NaHSO4在水溶液中的电离方程式为NaHSO4=NaHSO,在熔融状态下的电离方程式为NaHSO4=NaHSO。多元弱酸酸式盐,第一步完全电离,其余部分电离。如NaHCO3=NaHCO,HCOHCO。3金属导电与电解质溶液导电原因对比(1)金属导电是由于自由电子在电场作用下的定向移动,温度高、金属阳离子振动幅度大,自由电子定向移动阻力增大,金属导电性变弱。(2)电解质溶液之所以导电,是由于溶液中有自由移动的离子存在。电解质溶液导电能力的大小,决定于溶液中自由移动离子的浓度和离子的电荷数,和电解质的强弱没有必然联系。但温度升高时,弱电解质电离程度增大、离子浓度增大、导电性会增强。【典例1】(上海市嘉定区2019届高三化学一模)下列物质属于电解质的是ANaCl溶液BSO3CNaOHDCu【答案】C【解析】A. NaCl溶液属于混合物,不是电解质,也不是非电解质,A不选;B. SO3不能电离出离子,是非电解质,B不选;C. NaOH能电离出离子而导电,属于电解质,C选;D. Cu是金属单质,不是电解质,也不是非电解质,D不选。【变式1】(浙江绍兴诸暨市2019届高三第一学期期末考试)下列属于非电解质的是A金属铜 B浓硫酸 C氨气 D水【答案】C【解析】A. 金属铜是单质,不属于化合物,既不是电解质也不是非电解质,故A项错误;B. 浓硫酸为混合物,不属于化合物,既不是电解质也不是非电解质,故B项错误;C. 氨气在水溶液里虽与水反应生成电解质一水合氨,但不是本身导电,则氨气是非电解质,故项正确;D. 水是化合物,部分电离出氢离子与氢氧根离子,属于电解质,故D项错误。知识点二 离子反应和离子方程式1、离子反应(1)概念:凡有离子参加或生成的反应都是离子反应。(2)本质:溶液中某些离子的物质的量的减小或子种类发生改变。(3)离子反应发生的条件复分解反应类型:氧化还原反应类型:强氧化性物质强还原性物质弱氧化性物质弱还原性物质。如FeCl3溶液与Cu反应的离子方程式为2Fe3Cu=2Fe2Cu2。络合反应:生成稳定的络合物或络合离子。如向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液时反应的离子方程式为Fe33SCN=Fe(SCN)3。盐类的水解反应:在溶液中盐电离出的离子与水电离出的H或OH结合生成弱电解质。如NH4Cl水解离子方程式为NHH2ONH3H2OH。电化学反应:实质为氧化还原反应,但需要添加电解或通电条件。2、离子方程式及书写(1)离子方程式:用实际参加反应的离子符号来表示离子反应的式子所谓实际参加反应的离子,即是在反应前后数目发生变化的离子。(2)意义:离子方程式不仅表示一定物质间的某个反应,而且可以表示所有同一类型的离子反应。如:H+ OHH2O可以表示强酸与强碱反应生成可溶性盐的中和反应。(3)离子方程式书写步骤书写离子方程式按照“一写、二改、三消、四查”的步骤书写。应注意的是,第二步“改”是关键:把易溶于水、易电离的物质 拆写成离子形式,难溶、难电离、气体、单质、氧化物等 仍用化学式表示以CaCO3与盐酸的反应为例【特别提醒】书写离子方程式的注意事项微溶物处理方式有三种情况:出现在生成物中写化学式;作反应物处于溶液状态写离子符号;作反应物处于浊液或固态时写化学式。单一离子水解的离子方程式不要忘记“”。NH与OH在稀溶液中反应生成NH3H2O,在浓溶液中并加热时生成NH3(g)和H2O。 浓HCl、浓HNO3在离子方程式中写离子符号,浓H2SO4不写离子符号。HCO、HS、HSO等弱酸的酸式酸根离子不能拆开写。易溶、易电离的物质(可溶性强电解质,包括强酸、强碱、可溶性盐)以实际参加反应的离子符号表示;非电解质、弱电解质、难溶物、气体、单质、氧化物均用化学式表示。离子方程式要遵循质量守恒、电荷守恒,是氧化还原反应的还要遵循得失电子守恒。【典例2】(2019江苏)下列指定反应的离子方程式正确的是A. 室温下用稀NaOH溶液吸收Cl2:Cl2+2OHClO+Cl+H2OB. 用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2:Al+2OH+H2C. 室温下用稀HNO3溶解铜:Cu+2+2H+Cu2+2NO2+H2OD. 向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸:Na2SiO3+2H+H2SiO3+2Na+【答案】A【解析】A.NaOH为强碱,可以拆成离子形式,氯气单质不能拆,产物中NaCl和NaClO为可溶性盐,可拆成离子形式,水为弱电解质,不能拆,故A正确;B.该离子方程式反应前后电荷不守恒,正确的离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O =2AlO2-+3H2,故B错误;C.室温下,铜与稀硝酸反应生成NO ,正确的离子方程式为:3Cu+2NO3-+8H+=2NO+3Cu2+4H2O,故C错误;D.Na2SiO3为可溶性盐,可以拆成离子形式,正确的离子方程式为:SiO32-+2H+=H2SiO3 ,故D错误。【变式2】(福建省三明市2019届高三上学期期末质量检测)下列反应的离子方程式正确的是A将SO2气体通入NaC1O溶液中:SO2+2C1O-+H2O=SO32-+2HC1OB向明矾溶液中滴加Na2S溶液:2A13+3S2-=A12S3C向KHSO4溶液中加入Ba(OH)2溶液至中性:2H+SO42-+Ba2+2OH-=BaSO4+2H2ODNH4HCO3溶液与过量NaOH溶液反应:NH4+OH-=NH3H2O【答案】C【解析】A.SO2气体通入NaClO溶液中,发生氧化还原反应,离子反应为SO2+ClO-+H2O=SO42-+2H+Cl-,A错误;B.向明矾溶液中滴加Na2S溶液,发生盐的双水解反应,离子方程式:6H2O+2A13+3S2-=2A1(OH)3+3H2S,B错误;C.向KHSO4溶液中加入Ba(OH)2溶液至中性,二者反应的物质的量的比是2:1,离子方程式:2H+SO42-+Ba2+2OH-=BaSO4+2H2O,C正确;D.NH4HCO3溶液与过量NaOH溶液反应,产生碳酸钠、一水合氨和水,离子方程式:HCO3-+NH4+2OH-=NH3H2O+H2O+CO32-,D错误。知识点三 离子共存所谓几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。发生下列反应而不能大量共存的情况:1、发生复分解反应。(1)生成难溶物或微溶物:如:Ba2+与CO,Ag+与Br-,Ca2+与SO等不能大量共存。(2)生成气体或挥发性物质:如:NH与OH-,H+与CO、HCO、S2-、HS-、SO、HSO等不能大量共存。(3)生成难电离物质:如:H+与CH3COO-、CO、S2-、SO等因生成弱酸不能大量共存;OH-与NH4+因生成的弱碱不能大量共存;H+与OH-生成水不能大量共存。2、发生氧化还原反应:氧化性离子(如Fe3+、NO、ClO-、MnO (H+)等)与还原性离子(如S2-、I-、Fe2+、SO等)不能大量共存。3、离子间发生水解相互促进不能共存: 弱酸对应的阴离子和弱碱对应的阳离子相互促进双水解进行到底。如Al3+、Fe3+、NH与CO、HCO、S2-、HS-、AlO等。4、络合反应: 如Fe3+和SCN-。【思维建模】离子共存问题分析模式【典例3】(2019江苏)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是A. 0.1 molL1NaOH溶液:Na+、K+、B. 0.1 molL1FeCl2溶液:K+、Mg2+、C. 0.1 molL1K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl、OHD. 0.1 molL1H2SO4溶液:K+、【答案】A【解析】A.是一个碱性环境,离子相互间不反应,且与OH-不反应,能大量共存;B.MnO4-具有强氧化性,Fe2+具有还原性,两者会发生氧化还原反应而不能大量共存;C.Ba2+可以与CO32-发生反应生成沉淀而不能大量存在;D.酸性条件下H+与HSO3-不能大量共存,同时酸性条件下NO3-表现强氧化性会将HSO3-氧化而不能大量共存。【变式3】(山东省济南市2019届高三上学期期末考试)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是A在新制饱和氯水中:NH4+、Na+、SO32-、SO42-B在能使红色石蕊试纸变蓝的溶液中:Cu2+、K+、HCO3-、CO32-C在加入铝粉能产生H2的溶液中:Fe2+、Na+、SO42-、NO3-D在c(H+)=110-11molL-1的溶液中:Na+、K+、S2-、SO42-【答案】D【解析】A.在新制饱和氯水中含有大量的Cl2、HClO,它们与还原性微粒SO32-会发生氧化还原反应,不能大量共存,A错误;B.能使红色石蕊试纸变蓝的溶液为碱性溶液,在碱性溶液中,OH-与Cu2+、HCO3-会发生反应,不能大量共存,而且Cu2+、CO32-也会反应产生CuCO3沉淀,不能大量共存,B错误;C.加入铝粉能产生H2的溶液可能显酸性,也可能显碱性。在酸性条件下,H+、Fe2+、NO3-会发生氧化还原反应,不能大量共存;在碱性条件下,OH-与Fe2+会反应形成Fe(OH)2,不能大量共存,C错误;D. c(H+)=110-11molL-1的溶液是碱性溶液,OH-与选项的离子不能发生任何反应,可以大量共存,D正确。知识点四 离子检验与推断(一)离子检验1、常见物质的检验(包括鉴别、鉴定、推断)类型鉴别利用不同物质的性质差异,通过实验,将它们区别开来鉴定根据物质的特性,通过实验,检验出该物质的成分,确定它是否是这种物质,如鉴定NH4Cl,既要检验出NH,又要检验出Cl推断根据已知实验及现象,分析判断,确定被检的是什么物质,并指出可能存在什么,不可能存在什么方法若是固体,一般应先用蒸馏水溶解若同时检验多种物质,应将试管编号要取少量溶液放在试管中进行实验,绝不能在原试剂瓶中进行检验叙述顺序应是:实验(操作)现象结论原理(写方程式)要求反应要有良好的选择性、反应速率要快,并且能够完全反应。反应要有明显的外部特征,如溶液颜色的改变、沉淀的生成或溶解、气体的产生等。要排除干扰物质的影响,如用Ba2检验SO的存在,要排除CO、SO、PO等离子的干扰,如用Ag检验Cl、Br、I的存在,要排除CO、PO等离子的干扰。反应要在适宜的酸度、碱度、浓度、温度下进行。2、常见的阳离子的检验根据离子检验时生成物所表现出的现象不同,可把检验离子的方法归纳为三种类型:生成沉淀;生成气体;显现特殊颜色。常见阳离子试剂或方法实验现象H紫色石蕊试液变红活泼金属(如Zn)或碳酸盐有无色无味气体产生Na焰色反应黄色火焰K焰色反应紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)Mg2NaOH溶液白色沉淀,不溶于过量的碱Al3NaOH溶液白色沉淀,溶于过量的强碱Fe2NaOH溶液白色沉淀灰绿色红褐色先加KSCN溶液,再加氯水先无明显变化,再变血红色Fe3NaOH溶液生成红褐色沉淀KSCN溶液溶液呈红色Cu2NaOH溶液蓝色沉淀,加热则沉淀变黑Ag含Cl的溶液,稀硝酸白色沉淀,不溶于稀硝酸稀氨水先生成白色沉淀,然后沉淀溶解Ba2稀硫酸或可溶性的硫酸盐溶液白色沉淀3、常见阴离子的检验【规律总结】常见离子检验干扰问题(1)向某溶液中加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,再加入稀盐酸沉淀不消失,不能判断原溶液中一定存在SO,若原溶液中存在Ag,也有相同的现象。(2)向某溶液中加入Ca(OH)2溶液,有白色沉淀生成,不能判断原溶液中一定存在CO,若原溶液中存在SO、HSO、HCO等,也有相同的现象。(3)向某溶液中滴入稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,不能判断原溶液中一定存在CO,若原溶液中存在HCO、SO、HSO等,也有相同的现象。(4)向某溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入稀HNO3,白色沉淀不溶解,不能确定原溶液中一定存在SO,若原溶液中存在SO和Ag,也有相同的现象。(5)向某溶液中滴加氯水,再加入KSCN溶液,溶液变红色,原溶液中不一定存在Fe2,检验Fe2时,应先加KSCN,再加氯水,否则,Fe3干扰结果的判断。(6)做某溶液的焰色反应实验,火焰呈黄色,溶液中一定存在Na,也可能存在K,因为钾的焰色反应必须透过蓝色钴玻璃才能观察到。(二)、离子的推断利用离子反应进行物质的推断是推断题中的一种重要题型,它既考查了常见离子的典型性质,又考查了考生的推断能力。这类试题常将物质拆分为离子,通过实验并根据其现象推断出相关物质。解答此类试题,易出现一错全错的连锁错误,因此,解答的关键是依据题目表述的现象和离子的性质,初步推出可能的物质,然后逐步分析,从而得出正确的结果。1、物质检验的一般步骤 2、物质检验的一般依据任何具有明显实验现象差异的物理性质、化学性质都可作为物质检验的依据。在物质鉴定过程中常常是根据颜色的变化、是否有气体产生、能否溶解、有无沉淀、有无吸热或放热等现象来判断;还可以根据能不能产生某个现象来判断,也可以根据产生某个现象的快慢进行判断。【特别提醒】必须注意两点:(1)所加试剂引入的离子对后续实验的影响;(2)用电荷守恒判断溶液中还可能含有的离子时要将定性与定量的方法相结合。【典例4】(黑龙江省哈尔滨市第三中学校2019届高三上学期期末考试)某无色溶液中可能含有Na+、K+、Fe3+、NH4+、Cu2+、SO42、SO32、CO32、Cl、Br这几种离子中的若干种,依次进行下列实验,观察到的现象记录如下:pH试纸检验,溶液的pH=13。取少量原溶液,向溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成。另取少量原溶液,向溶液中滴加足量氯水,无气体产生,再加入CCl4振荡,静置后CCl4层呈橙色,用分液漏斗分液。向分液后的水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和HNO3溶液,有白色沉淀产生,过滤。在滤液中加入AgNO3和HNO3的混合溶液有白色沉淀产生。则关于原溶液的判断中不正确的是A肯定不存在的离子是Fe3+、Cu2+、NH4+、SO42、CO32B无法确定原溶液中是否存在ClC肯定存在的离子是Na+、K+、SO32、BrD若步骤改用BaCl2溶液和盐酸的混合溶液,则对溶液中离子的判断无影响【答案】C【解析】因为溶液无色,所以溶液中一定不存在:Fe3+、Cu2+,pH试纸检验,溶液的pH=13,证明溶液显示碱性,不存在NH4+,则一定含有钠离子或是钾离子中的至少一种,取少量原溶液,向溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成,则一定不存在硫酸根离子,另取少量原溶液,向溶液中滴加足量氯水,无气体产生,则一定不含CO32-,可能含有SO32-,亚硫酸根能被氯水氧化为硫酸根离子,再加入CCl4振荡,静置后CCl4层呈橙色,则为溴水的颜色,一定含有溴离子,向分液后的水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和HNO3溶液,有白色沉淀产生,可以证明硫酸根离子的存在,即亚硫酸根被氧化生成的硫酸根离子,在滤液中加入AgNO3和HNO3的混合溶液有白色沉淀产生,即为氯化银沉淀,但是在中加入的氯水中含有氯离子,不能确定是否存在待测离子中的氯离子。A.肯定不存在的离子是Fe3+、Cu2+、NH4+、SO42、CO32,故A正确;B.在滤液中加入AgNO3和HNO3的混合溶液有白色沉淀产生,即为氯化银沉淀,但是在中加入的氯水中含有氯离子,不能确定是否存在待测离子中的氯离子,故B正确;C.肯定存在的离子是SO32、Br,还有Na+、K+中的至少一种,故C错误;D.若步骤用BaCl2溶液和盐酸的混合溶液,则硫酸根离子会和BaCl2溶液反应生成难溶物质硫酸钡,但是硫酸根一定是亚硫酸根离子被氧化来的,此时对溶液中离子的判断无影响,故D选项正确;本题答案为C。【变式4】(江西省新余市第四中学2019届高三9月月考)有一无色溶液,其中可能含有Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、NH4、K+、CO32、SO42等离子的几种,为分析其成分,取此溶液分别进行了四个实验,其操作和有关现象如图所示:请你根据上图推断:(1)原溶液中一定存在的阴离子有_,显_(填“酸”“碱”或“中”)性。(2)实验中产生无色无味气体所发生的化学方程式为_。(3)写出实验中A点对应沉淀的化学式:_。(4)写出实验中,由AB过程中所发生反应的离子方程式: _。【答案】SO42酸2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2Al(OH)3、Mg(OH)2Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O【解析】溶液透过蓝色钴玻璃焰色反应呈紫色,说明溶液中含有K+离子,溶液呈无色,则一定不含Fe3+、Fe2+、Cu2+,逐滴加入过量NaOH溶液有白色沉淀,则溶液中含有Mg2+离子,一定不含CO32-,加入氯化钡和盐酸后生成白色沉淀,由于溶液中没有Ag+离子,则生成沉淀为BaSO4,溶液中含有SO42-离子,第个实验中,生成白色沉淀的量与加入NaOH的量的先增大后减小,则说明溶液中含有Al3+离子,一定不含有铵根离子,综上可知:原溶液中一定含有Al3+、Mg2+、K+、SO42-,一定不含Fe3+、Fe2+、NH4+、Cu2+、CO32-;(1)原溶液中一定存在的阴离子有SO42-,是强酸弱碱盐溶液,原溶液可能呈酸性;(2)实验中产生无色无味气体是过氧化钠与水反应,化学方程式为:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2;(3)由于溶液中含Al3+、Mg2+、K+、SO42-,故加入氢氧化钠溶液后,产生的沉淀有:Al(OH)3、Mg(OH)2;(4)由AB过程是氢氧化钠溶液过量,生成的Al(OH)3沉淀溶于过量的氢氧化钠溶液,离子方程式为:Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O。考点一:离子方程式的正误判断离子方程式的书写时高考的重点和难点,特别是与用量有关的反应方程式的书写、正误的判断及其应用。解决此类问题的难点在量的关系及进行的配平。在解决过程中可按照其成因进行分类,了解其原理,届可以顺利解决。1、连续型反应指反应生成的离子因又能跟剩余(过量)的反应物继续反应而跟用量有关。(1)可溶性多元弱酸(或其酸酐)与碱溶液反应。如CO2通入NaOH溶液中,先生成碳酸盐,再生成酸式盐:碱过量(CO2少量):CO22OH=COH2O ;碱不足(CO2过量):CO2OH=HCO 。(2)多元弱酸(或其酸酐)与更弱酸的盐溶液。如CO2通入NaAlO2溶液中,先生成碳酸盐,再生成酸式盐:NaAlO2过量(CO2少量):2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO ;NaAlO2不足(CO2过量):AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO 。(3)多元弱酸盐与强酸反应。如Na2CO3溶液与稀盐酸,先反应生成酸式盐,然后生成二氧化碳:盐酸不足:COH=HCO ;盐酸过量:CO2H=CO2H2O。(4)铝盐溶液与强碱溶液,如在铝盐中滴入强碱,先生成氢氧化铝沉淀,然后溶解生成偏铝酸根:铝盐过量(NaOH少量):Al33OH=Al(OH)3 ;强碱过量(NaOH过量):Al34OH=AlO2H2O 。(5)NaAlO2溶液与强酸溶液,在偏铝酸盐中滴加强酸,先生存氢氧化铝,然后溶解,生成铝离子:NaAlO2过量:AlOHH2O=Al(OH)3 ;强酸过量:AlO4H=Al32H2O 。(6)Fe与稀HNO3溶液,在硝酸中逐渐加入铁,先生存三价铁,铁过量,生成二价铁:Fe过量:3Fe2NO8H=3Fe22NO4H2O ;HNO3过量:FeNO4H=Fe3NO2H2O 。2、先后型反应:一种反应物的两种或两种以上的组成离子,都能跟另一种反应物的组成离子反应,但因反应次序不同而跟用量有关。又可称为竞争型。(1)非氧化还原型的离子反应如:向含有Na、OH、CO、AlO的溶液中,逐滴加入盐酸,因为结合质子的能力:OHAlOCO,故反应的先后顺序为:HOH=H2OHAlOH2O=Al(OH)3COH=HCOHCOH=CO2H2O最后生成Al(OH)3沉淀进一步与H反应:Al(OH)33H=Al33H2O(2)氧化还原型的离子反应对于氧化还原反应,按“先强后弱”的顺序书写,即氧化性(或还原性)强的优先发生反应,氧化性(或还原性)弱的后发生反应,该类型离子方程式的书写步骤如下:第一步:确定反应的先后顺序:(氧化性:HNO3Fe3,还原性:IFe2Br)。如向FeI2溶液中通入Cl2,I先与Cl2发生反应。第二步:根据用量判断反应发生的程度,如少量Cl2与FeI2溶液反应时只有I与Cl2反应:2ICl2=2ClI2。足量Cl2与FeI2溶液反应时溶液中的I和Fe2均与Cl2发生反应:2Fe24I3Cl2=2Fe32I26Cl。第三步:用“少量定1法”书写离子方程式,即将“量”少物质的化学计量数定为“1”进行书写。3、配比型反应:当一种反应物中有两种或两种以上组成离子参与反应时,因其组成比例不协调(一般为复盐或酸式盐),当一种组成离子恰好完全反应时,另一种组成离子不能恰好完全反应(有剩余或不足)而跟用量有关。书写方法为“少定多变”法(1)“少定”就是把相对量较少的物质定为“1 mol”,若少量物质有两种或两种以上离子参加反应,则参加反应的离子的物质的量之比与原物质组成比相符。(2)“多变”就是过量的反应物,其离子的化学计量数根据反应实际需求量来确定,不受化学式中的比例制约,是可变的。如少量NaHCO3与足量Ca(OH)2溶液的反应:“少定”即定HCO的物质的量为1 mol,“多变”1 mol HCO能与1 mol OH发生反应,得到1 mol H2O和1 mol CO、1 mol CO再与1 如如NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液溶液呈中性时:2HSO2OHBa2=BaSO42H2O ;SO完全沉淀时:HSOBa2OH=H2OBaSO4 。【注意事项】与“量”有关的离子方程式的书写技巧(1)多元弱酸盐与强酸反应时,应注意反应物的用量。如在Na2CO3溶液中滴加少量盐酸,离子方程式为COH=HCO;若盐酸过量,离子方程式为CO2H=CO2H2O。(2)CO2(或SO2)与强碱溶液反应时,应注意CO2(或SO2)是否过量。一般地,若CO2(或SO2)少量,产物为碳酸盐(或亚硫酸盐),若CO2(或SO2)过量,产物为碳酸氢盐(或亚硫酸氢盐)。如将少量CO2气体通入澄清石灰水中,离子方程式为CO2Ca22OH=CaCO3H2O;若通入过量的CO2,离子方程式为CO2OH=HCO。(3)酸式盐与碱反应时,应注意物质之间“量”的关系。如NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液的反应,NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液的反应,Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液的反应等。对于这类反应要按照“以少定多”的原则进行书写,即先假定少量物质的化学计量数为1,根据少量物质的化学式,写出参加反应的离子数目,然后根据少量物质的离子数目来确定过量物质的离子数目。如少量的NaHCO3溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为HCOOHBa2=BaCO3H2O;若NaHCO3溶液过量,离子方程式为Ba22OH2HCO=BaCO32H2OCO。(4)强氧化剂遇到两种还原性离子时 ,应注意氧化剂是否过量。如将少量的Cl2通入到FeBr2溶液中,离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl;若Cl2过量,则离子方程式为2Fe24Br3Cl2=2Fe32Br26Cl。【典例4】(2018江苏)下列指定反应的离子方程式正确的是A. 饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应:CO32+CaSO4CaCO3+SO42B. 酸化NaIO3和NaI的混合溶液:I +IO3+6H+I2+3H2OC. KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应:3ClO+2Fe(OH)32FeO42+3Cl+4H+H2OD. 电解饱和食盐水:2Cl+2H+Cl2+ H2【答案】A【解析】A项,饱和Na2CO3溶液与CaSO4发生复分解反应生成更难溶于水的CaCO3,反应的离子方程式为CO32-+CaSO4CaCO3+SO42-,A项正确;B项,电荷不守恒,得失电子不守恒,正确的离子方程式为5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O,B项错误;C项,在碱性溶液中不可能生成H+,正确的离子方程式为3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=3Cl-+2FeO42-+5H2O,C项错误;D项,电解饱和食盐水生成NaOH、H2和Cl2,电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl-+2H2OCl2+H2+2OH-,D项错误。【变式4】(山东省济南市2019届高三上学期期末考试)关于下列反应的离子方程式正确的是A向溴化亚铁溶液中通入少量氯气:2Fe2+C12=2Fe3+2C1-B向碳酸钠溶液中滴加少量硫酸:CO32-+2H+=CO2+H2OC向稀硝酸中滴加少量亚硫酸钠溶液:SO32-+2H+=SO2+H2OD向碳酸氢铵溶液中加入足量氢氧化钠溶液:NH4+OH-=NH3H2O【答案】A【解析】A.微粒的还原性Fe2+Br-,所以向溴化亚铁溶液中通入少量氯气,是Fe2+先发生反应,离子方程式为2Fe2+C12=2Fe3+2C1-,A正确;B.碳酸钠与酸反应分步进行,首先发生反应:H+CO32-=HCO3-,不放出气体,当溶液中的CO32-全部变为HCO3-,再发生反应:HCO3-+H+=H2O+CO2,B错误;C.硝酸具有强氧化性,亚硫酸钠具有还原性,二者发生氧化还原反应,不是复分解反应,C错误;D.向碳酸氢铵溶液中加入足量氢氧化钠溶液,发生复分解反应产生碳酸钠和一水合氨,反应的离子方程式为:NH4+OH-=NH3H2O,D正确。考点二 离子共存问题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。1、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。2、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。3、三特殊。指三种特妹情况:HCO与AlO不能大量共存(发生双水解反应);H+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;NH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)。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。复分解反应,氧化还原反应,相互促进酌水解反应,络合反应。【规律总结】离子共存问题中隐含条件的分析限制条件分析解读无色溶液有色离子不能大量共存使甲基橙呈红色或pH1溶液显酸性,无大量的OH及弱酸的酸根离子遇酚酞呈红色或pH13溶液呈碱性,无大量的H及弱碱的阳离子、弱酸的酸式根离子与Al反应放出H2溶液可能显酸性,也可能显强碱性,显酸性时不能含NO由水电离出的c(H)11013 molL1溶液可能显酸性,也可能显碱性通入足量的CO2(或NH3)溶液呈酸性(或碱性)因发生氧化还原反应而不能大量共存能发生氧化还原反应的氧化性离子和还原性离子不能大量共存“一定”“可能”还是“不能”大量共存确定是“可能性”还是“肯定性”加水稀释,减小说明该溶液呈酸性稀释的是溶质,溶质c(H)减小,而c(OH)增大某溶液的lg 12该溶液呈酸性【典例5】(2018江苏)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是A. 0. 1 molL1KI 溶液:Na+、K+、ClO 、OHB. 0. 1 molL1Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH4+ 、NO3、SO42C. 0. 1 molL1HCl 溶液:Ba2+、K+、CH3COO、NO3D. 0. 1 molL1NaOH溶液:Mg2+、Na+、SO42、HCO3【答案】B【解析】A项,I-具有强还原性,ClO-具有强氧化性,I-与ClO-发生氧化还原反应,I-与ClO-不能大量共存;B项,在Fe2(SO4)3溶液中离子相互间不反应,能大量共存;C项,CH3COO-能与H+反应生成CH3COOH,在HCl溶液中CH3COO-不能大量存在;D项,Mg2+、HCO3-都能与OH-反应,Mg2+、HCO3-与OH-不能大量共存。【变式5】(福建省三明市2019届高三上学期期末质量检测)常温下,下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是A加酚酞呈浅红色的溶液中:Ba2+、K+、HCO3-、NO3-B由水电离出的c(H+)=110-13mol/L的溶液中:Ca2+、Na+、C1-、HS-C加入铝粉能放出氢气的溶液中:Mg2+、Fe3+、Cl-、NO3-D无色透明的溶液中:A13+、Cu2+、SiO32-、CH3COO-【答案】A【解析】A.加酚酞呈浅红色的溶液呈弱碱性,Ba2+、K+、HCO3-、NO3-之间不反应,在弱碱性溶液中能够大量共存,A正确;B.由水电离出的c(H+)=110-13mol/L的溶液呈酸性或碱性,HS-与H+产生H2S气体,和OH-会发生反应产生S2-及水,在溶液中不能大量共存,B错误;C.加入铝粉能放出氢气的溶液可能呈酸性或强碱性,Mg2+、Fe3+与OH-反应;NO3-在酸性条件下具有强氧化性,与Al反应不会生成H2,C错误;D.Cu2+为有色离子,在无色溶液中不能大量存在,A13+、Cu2+与SiO32-发生反应,在溶液中也不能大量共存,D错误。考点三 离子的推断与检验1、坚持“四项基本原则”,破解离子推断题(1)肯定性原则:根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子;(记住几种常见的有色离子:Fe2、Fe3、Cu2、MnO、CrO、Cr2O)(2)互斥性原则:在肯定某些离子的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在;(要注意题目中的隐含条件,如:酸性、碱性、指示剂的变化、与铝反应产生H2、水的电离情况等)(3)电中性原则:溶液呈电中性,一定既有阳离子,又有阴离子,且溶液中正电荷总数与负电荷总数相等;(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子)(4)进出性原则:通常是在实验过程中使用,是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。2、电荷守恒在离子反应定量推断试题中的应用解与离子反应有关的定量推断类试题,需要掌握定量推断最后一种离子存在的方法:如果多种离子共存,且
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