2019高考化学难点剖析专题07离子反应图像讲解

1、专题07离子反应图像离子反应图像是考试常考知识点之一，主要考查离子反应的实质、先后顺序、离子反应的量的关系等。一、考查离子反应的实质溶液中加入试剂首先要明确离子之间的反应原理，即离子之间是如何反应的，如NaHCO溶液中加入石灰水，先发生反应OHI+HCQ-=CO2-+H2O,生成的CO2-再与C结合生成CaCO沉淀；同样明矶溶液中加入Ba(OH)2溶液，同时发生反应：Ba2+SO2-=BaSOj、Al3+3OH=Al(OH)3J,当Al3+沉淀完全，SO2"还有剩余，当SO2-沉淀完全，Al3+转化为A1O2。1.向FeCl3、Al2(SO)3的混和溶液中逐滴加入Ba(OH)2(aq

2、),形成沉淀的情况如下图所示。沉淀的生成与溶解的pH列于下表(已知：偏铝酸钢易溶于水)。以下推断正确的是氯氧化物L溶液p»开始沉淀沉淀完全沉淀开始溶解沉淀完全溶解FHOH).233,4AROH)3.35.2T.&128A.OA段产生的沉淀为BaSO和Fe(OH)3B.据图计算原溶液中c(Cl-)=c(SO42-)C. AB段可能发生的反应是：2SO2+2Ba2+Al3+3OH=2BaS(4+Al(OH)3D. C点溶液呈碱性的原因是AlO2-水解，其离子方程式为：AO-+2HO=Al(OH)3+OH一【答案】B【解析】Afc(SOik和FcCb的混合溶液与溶港反应的实质是F针

3、，A1”与。母、氏触与SO?,之间的反应,离子方程式如下：SW=BaSOiLF+3OH=F3H)小A1"+3OH=A1(OH)3+OH-AIO+2H2O,假设ImolAhCSdb中SQt=-完全被沉淀所需Ba(0H3量为3mob提供efiiolOH-,图表分析铁离子先沉淀，由图象分析，04段为加入3m啊(。发生反应8淤彳SO2-BaSOJ,彳#到3molBaSQ沉淀，C点为氢氧化铝溶解后的沉淀物质的量，为氢氧化铁和硫酸钢沉淀共4mol,所以氢氧化铁沉淀为1mol,氢氧化铝沉淀为2mol;分析判断OA段沉淀了3mol银离子，1mol铁离子和1mol铝离子此段对应的沉淀为BaSO、Fe(

4、OH)3、和Al(OH)3,故A错误。AB段为沉淀1mol铝离子；BC段为溶解氢氧化铝，消耗氢氧化钢1mol;FeCl3、Alz(SQ)3的混合溶液中含FeC131mol,含Al2(SO4)31mol,c(Cl-)=c(SO42),故B正确。有上述分析可知，AB段发生的反应是：Al3+3OHAl(OH)3J,故C错。C点溶液呈碱性的原因是AlO1水解，其离子方程式为：AlO2-+2H2O'Al(OH)3+OH，故D错误。二、考查离子反应的先后顺序当溶液中存在几种离子时，加入试剂要注意离子的反应的先后顺序，一般是中和反应优先。如溶液中CO,bc段发生反应的离子方程式为。(2)若Y是NaO

5、H§液，则X中一定含有的离子是。ab段反应的离子方程式为。【答案】SiO32-、AOCO2Al(OH)3+3H=Al3+3建OAl3+、MgNh4>ClNhf+OH=NHH2O【解析】(1)无色溶液中不会含有Fe",加入盐酸后能形成的沉淀有Al(OH)3、HSiO3,前者能溶于过量盐酸中而后者不能，由图象知溶液中肯定含有AlO、SiO32-。oa段发生反应的离子为AlO、SiO32-,ab段为CO”,bc段则是Al(OH)3溶解。(2)当向溶液中加入NaOH寸，生成的沉淀为Mg(OH)、Al(OH)3,ab段是Nhf与O口之间发生反应，因Al3+、M0+不能与CO2&

6、#39;Sid2-、AlO：共存，故此时溶液中阴离子只有Clo(1)某无色稀溶液X中，无色溶液中不会含有Fe",加入盐酸后能形成的沉淀有Al(OH)3、HSiO3,前者能溶于过量盐酸中而后者不能，所以由图2-象知溶彼中含有AlO2、SiO3；则oa段发生反应的离子为AlO2、SiO3；ab段发生的反应沉近的量不变，所以ab段为盐酸与CO”反应,bc段沉淀减少，则是Al(OH)3溶解于盐酸，其反应的离子方程式为：Al(OH)3+3H一、OH同时存在时，加入盐酸先发生反应：H+O+HO,再发生反应：H+CO32=HCQ,最生发生反应:H+HCQ-=COT+H2Q2 .某无色稀溶液X中，可

7、能含有下表所列离子中的某几种。阴离子CO、SiO、AO、Cl阳离子Al+=Al3+3H2Oo(2)若Y是氢氧化钠，向溶液中加氢氧化钠溶液，先生成沉淀，溶液中可能含Al3+、Mf或两者中的一种，因为弱碱阳离子和弱酸根会双水解而不能共存，即溶液中不含CO2、SiO32-、AlQ,因为溶液一定要保持电中性，故溶液中一定含C/；当ab段时，沉淀的量不变化，是氢氧化钠和俊根离子反应生成气体：NHT+OHNH。，即溶?中含NHT;当bc段时沉淀的质量减少但没有完全溶解，即部分沉淀和氢(2)写出实验图像中沉淀达到最大量且质量不再发生变化阶段发生反应的离子反应方程式：。(3)分析图像，在原溶液中c(NH4+)

8、与c(A1计)的比值为,所得沉淀的最大质量是go(4)若通过实验确定原废水中c(Na+)=0.18mol”-1,试判断原废水中NQ是否存在？(填“存在”“不存在”或“不确定”)。若存在，c(NO3-)=molI/1。(若不存在或不确定则此空不填)【答案】CO32-Na+、H、Al3+、Mg"、NH+NH4+OH=NH3H2O2:110.7g存在0.08【解析】无色废水中没有Fe3+;根据实验确定存在Na+,根据实验确定有SO2-,根据实验结合图像可知，溶液中有从NH+、A13+、Mj，因为CO2-与Al3+不能共存，所以无CO2-;93.25根据硫酸钢沉淀93.2g求出n(SO42-

9、)=0.4mo1,根据图像，求出n(A13+)=nA1(OH)3=0.8mo1-0.7mo1=0.1mo1,n(NH4+)=0.7mo1-0.5mo1=0.2mo1和n(H+)=0.1mo1,生成，0.1mo1、Fe3、Mg2>NH、Na现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y,产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。(1)若Y是盐酸，则oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的，下同)是，ab段发生反应的离子是氧化钠反应，部分沉淀不反应,说明溶?中有Al3+、M/,即bc段的反应为：Al(OH)3+OHA1O5+2HQ即X中一定含有的离子是Al"、Mc2+>

10、NF/、01;因为溶液中有A13+、Mc2+,故oa段转化为沉淀的离子是A13>Mc2,ab段是氢氧化钠和俊根离子反应生成气体，反应的离子方程式为NH+OHNH3H2Q因此，本题正确答案是：Al3+、Mc|NH>01;NhT+OHNHY2Q三、注意离子之间反应的量的关系离子反应图像中，曲线的变化往往与计算相结合，这时就要注意离子反应之间量的关系，如川3+和OH反应，1:3产生A1(OH)3沉淀，1;4生成A1O。3 .2017年3月21日是第二十五届“世界水日”，保护水资源，合理利用废水节省水资源，加强废水的回收利用已被越来越多的人所关注。已知：某无色废水中可能含有H+、NH+、F

11、e-、A13+、M/、Na+、NO-、CO2-、SO2-中的几种，为分析其成分，分别取废水样品1L,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阴离子是,一定存在的阳离子是氧化铝消耗OBmolNaOH,则生成氢氧化镁消耗的氢氧化钠为0,5molQlmol-03mol=0rlmd,即含有镁离子0-05molj根据电荷守恒，阳离子电荷总物质的量可包一2旬一1乂3+0一05x2-0/7nm1,阴寓子电荷总物质的量-0.4x2-0.8mol,可能含有硝酸根离子，则钠离子至少01ngL(1)根据上述分析，废水中一定不存在的阴离子是CO2一,一

12、定存在的阳离子是Na+、H+、Al3+、Mg"、NH+,故答案为:CO2-;Na+、H>Al3+、Mg"、NH+;(2)实验图像中沉淀达到最大量且质量不再发生变化的阶段发生反应的离子反应方程式为：nh+oh=nh?H2。，故答案为：nh+oh=nh?H2Q附")咐%)02moZ2(3)根据上述分析，在原溶液中1c口户*)="小")="/川=1,沉淀的最多时含有o/moi氢氧化铝和0.05mol氢氧化镁,质量=0.1molx78g/mol+0.05molx58g/mol=10.7g,故答案为：2：1;10.7g；(4)根据上述分析

13、，若通过实验确定原废水中c(Na+)=0.18mol-L-1,即含有钠离子0.18mol,则含有NO-0.08mol,c(NO3-)=比=0.08mol1。四、注意特殊的反应离子反应图像中，加碱时沉淀溶解的往往是Al(OH)3,沉淀量不变时发生的反应往往是NH+OH=NHH2Q4 .某溶液中可能含有H+、NH+、M、Al3+、Fe3+、CO2、SO2、NO中的几种.若加入锌粒，产生无色无味无毒的气体；若加入NaOH§液，产生白色沉淀，且产生的沉淀的物质的量与加入NaOH的物质的A.溶液中的阳离子只有H>Md+、Al3+B.溶液中一定不含CO2,一定含有SO2和NOC.溶液中n(

14、NH+)=0.25molD.三种离子的物质的量之比n(H)：n(Al")：n(Mg+)=2：2：1【答案】D【解析】若加入锌粒，产生无色无味无毒的气体，说明气体是氢气，因此溶液显酸性，则CG2一和NO不能大量存在；加入NaOH溶液，产生白色沉淀，说明不存在Fe3+;根据产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系图可知，溶液中一定含有McjAl"又因为当沉淀达到最大值时，继续进入氢氧化钠，沉淀不变，这说明溶液中还存在NH+,由于溶液中还必须存在阴离子，所以一定还有SQ2;由图象可知，第一阶段为氢离子与氢氧化钠反应，消耗氢氧化钠为O.lmol,则n(hf)=0.1mol;第三阶段为镂根离子与氢氧化钠反应，消耗氢氧化钠为0.7mol-0.5mol=0.2mol,则n(NH+)=0.2mol;最后阶段为氢氧化钠溶解氢氧化铝，消耗氢氧化钠0.8mol-0.7mol=0.1mol,则nAl(OH3=0.1mol,根据铝元素守恒可知n(Al3+)=0.1mol;第二阶段为氢氧化钠沉淀镁离子、铝离子，共消耗氢氧化钠为0.5mol-0