高二上学期化学竞赛专题-离子反应

离子反应【知识框架】专题一离子共存离子共存总结：1．由于发生复分解反应，离子不能大量共存

(1)有气体产生。例如：CO32-、SO32-、S2-、HCO3-、HSO3-、HS-等易挥发的弱酸的酸根或酸式根与H+不能大量共存。

(2)有沉淀生成。例如：Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+等不能与SO42-、CO32-等大量共存；Mg2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe3+等不能与OH-大量共存；Pb2+与Cl-，Fe2+与S2-、Ca2+与PO43-、Ag+与Cl-、Br-、I-等不能大量共存。

(3)有弱电解质生成。

①碱OH-、弱酸的酸根或弱酸的酸式根CH3COO-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、F-、ClO-、AlO2-、SiO32-、CN-等与H+不能大量共存；

②酸式弱酸根，例如：HCO3-、HPO42-、HS-、H2PO4-、HSO3-及弱碱的阳离子如NH4+、Al3+、Fe2+等不能与OH-大量共存。2．由于发生氧化还原反应，离子不能大量共存

(1)具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。例如：S2-、HS-、SO32-、I-和Fe3+不能大量共存。

(2)在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存。例如：MnO4-、Cr2O72-、NO3-、ClO-与S2-、HS-、SO32-、HSO3-、I-、Fe2+等不能大量共存；SO32-和S2-在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下则由于发生2S-+SO32-+6H+＝3S↓+3H2O反应不能共存。H+与S2O32-不能大量共存。3．弱酸的酸式酸根离子既不能与大量H+共存，也不能与大量OH－共存。如：HCO3－，HS－，H2PO4-，HPO42-等均不能同H＋和OH－大量共存。

4．隐含规律：

①无色溶液中一定不含Cu2＋，Fe3＋，Fe2＋，MnO4-

②强碱性溶液中一定含OH－离子。

③强酸性溶液中一定含H＋离子。

④“透明溶液”意味着无难溶物和微溶物，并不意味着溶液无色。题组一抓住题干要求中的关键词语符合下图所示条件的离子组是()2.题组二抓住溶液的酸碱性2.3.题组三注意溶液的颜色3.4.题组四注意溶液中隐含的氧化还原反应4.5.题组五注意防范与金属铝反应放出H2的思维定势5.专题二离子方程式的正误判断题组一合理拆分化学式1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。（1）向CuSO4溶液中通入H2S气体：Cu2＋＋S2－===CuS↓()题组二是否满足“三守恒”2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)向FeCl2溶液中通入Cl2：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－()(2)向水中加入一小块钠：Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑()(3)向稀硝酸中加入铜片：Cu＋2H＋＋NO3-===Cu2＋＋NO↑＋H2O()(4)MnO2和浓盐酸混合加热：MnO2＋4H＋＋2Cl－===Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑()(5)酸性溶液中KIO3与KI反应生成I2：IO3-＋I－＋6H＋===I2＋3H2O()(6)用过氧化氢从酸化的海带灰浸出液中提取碘：2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O()题组三反应原理是否正确3．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。题组四有关反应物用量不同离子方程式的正误判断4．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)向FeI2中通入少量Cl2：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－()(2)向FeBr2中通入少量Cl2：2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2=2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－()(3)少量SO2和NaOH反应：SO2＋OH－=HSO3-()(4)向Na2CO3溶液中滴入少量盐酸：CO32-＋2H＋=H2O＋CO2↑()(5)少量Ca(OH)2和NaHCO3反应：Ca2＋＋OH－＋HCO3-=CaCO3↓＋H2O()(6)NH4HSO3与NaOH等物质的量反应：NH4+＋HSO3-＋2OH－=NH3·H2O＋SO32-()专题三离子推断1．离子推断的“四项基本原则”(1)肯定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＋、MnO4-、CrO42-、Cr2O72-)。(2)互斥原则在肯定某些离子存在的同时，结合离子共存规律，否定一些离子的存在(注意题目中的隐含条件，如酸性、碱性、指示剂的颜色变化、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，溶液中有阳离子，必有阴离子，且溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子)。(4)进出原则通常实验过程中使用，是指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．电荷守恒在定量型离子推断试题中的应用离子定量推断试题常根据离子的物质的量(或浓度)定量推断最后一种离子的存在：如果多种离子共存，且只有一种离子的物质的量未知，可以用电荷守恒来确定最后一种离子是否存在，即阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。题组一定性推断1.甲、乙、丙、丁由H＋、Na＋、Al3＋、Ba2＋、OH－、Cl－、HCO3－中的两种组成，可以发生如图转化，下列说法正确的是()A．甲为AlCl3，乙为NaHCO3B．溶液丙中还可以大量共存的离子有Fe2＋、NO3-、SO42-C．在甲中滴加丁开始反应的离子方程式：HCO3-＋Ba2＋＋OH－===BaCO3↓＋H2OD．白色沉淀A可能溶解在溶液D中2.某工业废水仅含下表中的某些离子，且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L(此数值忽略水的电离及离子的水解)。阳离子K＋Ag＋Mg2＋Cu2＋Al3＋NH4+阴离子Cl－CO32—NO3—SO42—I－甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：Ⅰ.取该无色溶液5mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加。Ⅱ.用铂丝蘸取溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，无紫色火焰。Ⅲ.另取溶液加入过量盐酸，有无色气体生成，向反应后的溶液滴入淀粉溶液，溶液变蓝。Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。请推断：(1)由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是___________________________________。(2)Ⅲ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是_____________________________________。(3)甲同学最终确定原溶液中所含阳离子有________，阴离子有________；并据此推测原溶液应该呈________性，原因是_________________________________(请用离子方程式说明)。(4)另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，此过程中涉及的离子方程式为________________________________________。充分反应后过滤，洗涤，灼烧沉淀至恒重，得到的固体质量为________g。题组二定量推断3．某溶液可能含有Cl－、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3＋、Al3＋和K＋。取该溶液100mL，加入过量的NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，同时产生红褐色沉淀；过滤，洗涤，灼烧，得到1.6g固体；向上述滤液中加入足量的BaCl2溶液，得到4.66g不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中()A．至少存在5种离子B．Cl－一定存在，且c(Cl－)≥0.4mol/LC．SO42-、NH4+一定存在，Cl－可能不存在D．CO32-、Al3＋一定不存在，K＋可能存在4．某未知溶液X可能含有Al3＋、Na＋、NH4+、Cl－、CO32-、SO42-中的若干种，取该溶液进行如下实验，若实验过程中所加试剂均过量，产生的气体全部逸出。则下列说法正确的是()A．原溶液中一定存在Na＋，可能存在Cl－B．原溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+，且均为0.01molC．原溶液中可能存在Na＋，n(Cl－)≥0.01molD．原溶液中一定不存在Al3＋、Cl－专题四与量有关的离子方程式“定一法”书写反应的离子方程式1．根据相对量将少量物质定为“1mol”，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物质组成比相符。2．依据少量物质中离子的物质的量，确定过量物质中实际参加反应的离子的物质的量。⑴某些氧化还原反应：①FeBr2溶液与不同量的氯水混合，

(因为Fe2+的还原能力比Br-强，所以当氯水少量时将先氧化Fe2+)当氯水足量时：

当氯水少量时：

当FeBr2与C12为1∶1时：

②FeCl3溶液与不同量的Na2S溶液混合

当Na2S溶液少量时：

当Na2S溶液过量时：⑵铝盐溶液和过量强碱溶液的反应(3)少量或过量酸性氧化物与碱溶液反应(4)多元酸(如：H2S、H2SO3、H3PO4、H2CO3等)与碱反应，酸和碱的量不同可生成不同的盐。如：再如将NaOH溶液滴入H3PO4中(NaOH由少量到足量），相继发生如下反应：(5)酸式盐与碱溶液的反应。

①Ba(OH)2与NaHSO4溶液混合，当NaHSO4溶液足量和少量时有以下两种写法。不同时亦出现以下几种写法。

NaHSO4溶液足量时，

NaHSO4溶液少量时，②Ca(HCO3)2与NaOH溶液混合，当NaOH溶液的量NaOH溶液足量时，

NaOH溶液少量时，

n[Ca(HCO3)2]∶n(NaOH)=2∶3时，

③Mg(HCO3)2溶液与NaOH溶液反应

该反应除了要考虑反应物的量的关系外还要考虑：a.Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的溶解度要小，反应后生成的沉淀是Mg(OH)2而不是MgCO3；b.OH－先与Mg2+反应后与HCO3－反应。Ⅰ、当n[Mg(HCO3)2]∶n(NaOH)≤1∶4时，即NaOH足量。Ⅱ、当n[Mg(HCO3)2]∶n(NaOH)≥1∶2时，即NaOH不足。(6)少量或过量弱酸酸式盐与NaHSO4溶液反应。(7)部分多元弱酸盐(如Na2S、Na2CO3、Na2SO3)与少量或过量强酸的反应(以Na2CO3为例)参考答案专题一离子共存C（2）B（3）C（4）B（5）C专题二离子方程式的正误判断题组一合理拆分化学式（1）×（2）×（3）×（4）×（5）×（6）×题组二是否满足“三守恒”（1）×（2）×（3）×（4）√（5）×（6）√题组三反应原理是否正确（1）×（2）×（3）×（4）×题组四有关反应物用量不同离子方程式的正误判断（1）×（2）×（3）×（4）×（5）×（6）×专题三离子推断题组一定性推断1.D解析：根据离子共存可确定甲、乙、丙、丁中的两种为HCl、AlCl3。且甲与乙、丙均能生成NaCl和无色气体B。则甲为NaHCO3，丙为HCl。甲和乙除生成NaCl、CO2外，还有沉淀A，则乙为AlCl3，丁为Ba(OH)2，A选项错误；Fe2＋、NO3-在酸性条件下发生氧化还原反应不能共存，B选项错误；在甲中滴加丁开始反应的离子方程式为:2HCO3-＋Ba2＋＋2OH－===BaCO3↓＋CO32-＋2H2O，C选项错误；无色溶液D为NaOH溶液，白色沉淀A为Al(OH)3，Al(OH)3能溶解在NaOH溶液中，D选项正确。2.(1)K＋、NH4+、Cu2＋(2)6I－＋2NO3—＋8H＋3I2＋2NO↑＋4H2O(3)Mg2＋、Al3＋Cl－、NO3—、SO42—、I－酸Mg2＋＋2H2OMg(OH)2＋2H＋、Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋(4)Mg2＋＋2OH－Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－AlO2—＋2H2O【解析】(1)根据Ⅰ，溶液为无色，则溶液中不含Cu2＋，生成沉淀后离子种类增加，说明原溶液中不含NH4+；根据Ⅱ可确定溶液中不含K＋。(2)根据Ⅲ的描述可确定生成的无色气体为NO，则原溶液中一定含有NO3—和I－，根据转移电子数目相等、电荷守恒可写出离子方程式。(3)结合Ⅳ和溶液中各离子浓度相等可确定溶液中含有的阴离子为SO42—、Cl－、NO3—和溶液显酸性，是Mg2＋、Al3＋水解的缘故。(4)加入NaOH溶液，Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，Al3＋最后转化为NaAlO2，最终得到0.01molMg(OH)2沉淀，灼烧至恒重得到0.4gMgO。点拨：本题结合废水的成分考查离子检验和离子方程式的书写，意在考查考生综合分析问题的能力和计算能力。题组二定量推断3.B解析：根据加入过量的NaOH溶液并加热，得到0.02mol气体，说明有NH4+，而且为0.02mol，同时产生红褐色沉淀，说明有Fe3＋，而且为0.02mol，根据互斥性原则可知没有CO32-，根据不溶于盐酸的4.66g沉淀，说明有SO42-，且为0.02mol，则根据电中性原则可知一定有Cl－，至少有0.04mol，B正确。4.B解析：滤液中加入了烧碱溶液，通过焰色反应不能确定原溶液中是否存在Na＋；加入BaCl2溶液生成沉淀1，说明原溶液中至少含有CO32-、SO42-中的一种，沉淀1部分溶于盐酸，所以沉淀1一定是BaSO4、BaCO3的混合物，故原溶液中一定存在CO32-、SO42-，CO32-和Al3＋不能大量共存，所以原溶液中一定不存在Al3＋。专题四与量有关的离子方程式⑴某些氧化还原反应：

①FeBr2溶液与不同量的氯水混合，

当氯水足量时：2Fe2++4Br-+3C12＝2Fe3++2Br2+6Cl-

当氯水少量时：2Fe2++C12＝2Fe3++2Cl-

当FeBr2与C12为1∶1时：2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-

②FeCl3溶液与不同量的Na2S溶液混合

当Na2S溶液少量时：2Fe3++S2-＝2Fe2++S↓

当Na2S溶液过量时：2Fe3++3S2-＝2FeS(黑)↓+S↓⑵铝盐溶液和过量强碱溶液的反应Al3++4OH-==AlO2-+2H2O(3)少量或过量酸性氧化物与碱溶液反应CO2+2OH-=CO32-+H2OCO2+OH-=HCO3-(4)多元酸(如：H2S、H2SO3、H3PO4、H2CO3等)与碱