人教版高中化学必修一1-2离子反应与离子共存习题

人教版高中化学必修一1-2离子反应与离子共存习题离子反应是高中化学的核心概念之一，它揭示了水溶液中化学反应的本质。掌握离子方程式的书写规则和离子共存的判断依据，不仅是学好化学的基础，也是解决复杂化学问题的关键。本文将通过一系列精心设计的习题，帮助同学们巩固相关知识，提升解题能力。一、离子方程式的书写与正误判断化学方程式能够表示化学反应的全貌，而离子方程式则更深刻地揭示了在水溶液中进行的化学反应的实质——即有离子参与或生成的反应。正确书写和判断离子方程式是学好这部分内容的首要任务。（一）基础巩固：离子方程式的书写例题1：写出下列反应的离子方程式。1.盐酸与氢氧化钠溶液的中和反应。2.碳酸钠溶液与足量稀硫酸反应。3.锌片投入稀盐酸中。4.氯化钡溶液与硫酸钠溶液反应。5.氢氧化铜与稀硫酸反应。解题思路与参考答案：书写离子方程式的关键在于：①准确判断哪些物质应拆分为离子形式，哪些应保留化学式（如沉淀、气体、弱电解质、单质、氧化物等）；②遵循质量守恒和电荷守恒。1.HCl+NaOH=NaCl+H₂O离子方程式：H⁺+OH⁻=H₂O（盐酸是强酸，NaOH是强碱，NaCl是可溶性盐，均拆为离子；水是弱电解质，保留化学式。）2.Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O离子方程式：CO₃²⁻+2H⁺=CO₂↑+H₂O（碳酸钠和硫酸、硫酸钠均为可溶性强电解质，拆为离子；CO₂和H₂O保留化学式。）3.Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑离子方程式：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑（HCl和ZnCl₂拆为离子；Zn是单质，H₂是气体，保留化学式。）4.BaCl₂+Na₂SO₄=BaSO₄↓+2NaCl离子方程式：Ba²⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓（所有可溶性盐拆为离子；BaSO₄是难溶物，保留化学式。）5.Cu(OH)₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O离子方程式：Cu(OH)₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O（Cu(OH)₂是难溶性弱碱，保留化学式；H₂SO₄和CuSO₄拆为离子；水保留化学式。）（二）能力提升：离子方程式的正误判断例题2：下列离子方程式中，正确的是（）A.铁与稀盐酸反应：2Fe+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂↑B.碳酸钙与稀硝酸反应：CO₃²⁻+2H⁺=CO₂↑+H₂OC.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应：Ba²⁺+OH⁻+H⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓+H₂OD.硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液反应：Cu²⁺+SO₄²⁻+Ba²⁺+2OH⁻=BaSO₄↓+Cu(OH)₂↓E.向澄清石灰水中通入少量二氧化碳：Ca²⁺+2OH⁻+CO₂=CaCO₃↓+H₂O解题分析：A.错误。铁与稀盐酸反应生成的是Fe²⁺，而非Fe³⁺。正确应为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑。B.错误。碳酸钙（CaCO₃）是难溶于水的固体，在离子方程式中应保留化学式，不能拆为CO₃²⁻。正确应为：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O。C.错误。该方程式中H⁺与OH⁻的比例不符合实际反应（H₂SO₄与Ba(OH)₂反应，H⁺与OH⁻的物质的量之比应为2:2，即1:1），导致水的计量数错误。正确应为：Ba²⁺+2OH⁻+2H⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓+2H₂O。D.正确。CuSO₄与Ba(OH)₂反应，Cu²⁺与OH⁻结合生成Cu(OH)₂沉淀，Ba²⁺与SO₄²⁻结合生成BaSO₄沉淀，离子方程式符合实际，拆分正确，守恒无误。E.正确。澄清石灰水，Ca(OH)₂可拆；通入少量CO₂生成CaCO₃沉淀和水，方程式正确。答案：D、E二、离子共存问题离子共存问题的实质是判断在同一溶液中，几种离子之间能否发生化学反应。若能发生反应（如生成沉淀、气体、弱电解质，或发生氧化还原反应等），则这些离子不能大量共存。（一）基础辨析例题3：下列各组离子在溶液中能否大量共存？若不能，请说明理由。1.Na⁺、K⁺、Cl⁻、NO₃⁻2.H⁺、K⁺、OH⁻、SO₄²⁻3.Ba²⁺、Na⁺、CO₃²⁻、Cl⁻4.Cu²⁺、K⁺、NO₃⁻、OH⁻参考答案与解析：1.能大量共存。四种离子之间不发生任何反应。2.不能大量共存。H⁺与OH⁻会发生反应生成弱电解质H₂O：H⁺+OH⁻=H₂O。3.不能大量共存。Ba²⁺与CO₃²⁻会发生反应生成BaCO₃沉淀：Ba²⁺+CO₃²⁻=BaCO₃↓。4.不能大量共存。Cu²⁺与OH⁻会发生反应生成Cu(OH)₂沉淀：Cu²⁺+2OH⁻=Cu(OH)₂↓。（二）条件限定下的离子共存在实际题目中，常常会附加一些条件来判断离子共存，如溶液的酸碱性、颜色、是否发生氧化还原反应等。例题4：在无色透明的强酸性溶液中，能大量共存的离子组是（）A.NH₄⁺、Al³⁺、SO₄²⁻、NO₃⁻B.K⁺、Na⁺、CO₃²⁻、Cl⁻C.K⁺、NH₄⁺、MnO₄⁻、SO₄²⁻D.Na⁺、K⁺、OH⁻、NO₃⁻解题分析：题目限定条件：①无色透明溶液；②强酸性（即溶液中含有大量H⁺）。A.各离子均无色。NH₄⁺、Al³⁺、SO₄²⁻、NO₃⁻与H⁺之间均不发生反应，可以大量共存。B.CO₃²⁻在强酸性溶液中不能大量存在，会与H⁺反应生成CO₂和H₂O：CO₃²⁻+2H⁺=CO₂↑+H₂O。C.MnO₄⁻为紫红色，不符合“无色透明”的条件。D.OH⁻在强酸性溶液中不能大量存在，会与H⁺反应生成H₂O：H⁺+OH⁻=H₂O。答案：A例题5：某溶液中加入铁粉能放出氢气，则在该溶液中一定能大量共存的离子组是（）A.Na⁺、Cl⁻、SO₄²⁻、NO₃⁻B.K⁺、Ca²⁺、Cl⁻、HCO₃⁻C.Fe³⁺、Na⁺、SO₄²⁻、Cl⁻D.K⁺、Mg²⁺、Cl⁻、SO₄²⁻解题分析：“加入铁粉能放出氢气”，说明该溶液为酸性溶液（含有大量H⁺），且不能含有NO₃⁻（因为在酸性条件下，NO₃⁻具有强氧化性，与Fe反应不会生成H₂，而是生成NO或其他氮氧化物）。A.存在NO₃⁻，在酸性条件下与Fe反应不生成H₂，不符合题意。B.HCO₃⁻在酸性溶液中不能大量存在，会与H⁺反应：HCO₃⁻+H⁺=CO₂↑+H₂O。C.Fe³⁺具有氧化性，可能与Fe发生反应：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，不能大量共存。（虽然题目说“加入铁粉能放出氢气”，但若原溶液有Fe³⁺，Fe会先与Fe³⁺反应，再与H⁺反应。但通常认为此条件下溶液为非氧化性酸，Fe³⁺与H⁺共存时，Fe优先与Fe³⁺反应，且Fe³⁺在酸性较强时较稳定，但此选项不如D选项稳妥。）D.各离子均无色，且K⁺、Mg²⁺、Cl⁻、SO₄²⁻与H⁺之间均不发生反应，可以大量共存。答案：D三、解题方法与技巧归纳1.离子方程式书写“四字诀”：*“写”：写出正确的化学方程式。*“拆”：把易溶于水、易电离的物质拆写成离子形式（强酸、强碱、可溶性盐）；难溶物、难电离物（弱酸、弱碱、水）、气体、单质、氧化物等保留化学式。*“删”：删去方程式两边不参加反应的离子（即相同的离子）。*“查”：检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否守恒。2.离子方程式正误判断“五查”：*查“拆”与“不拆”是否正确。*查是否符合客观事实（如反应能否发生、产物是否正确）。*查原子是否守恒。*查电荷是否守恒。*查是否漏写部分离子反应（如多元弱酸根与强酸的反应，或某些物质的配比关系）。3.离子共存判断“四看”：*看颜色：若溶液无色，则排除Cu²⁺（蓝）、Fe³⁺（黄/棕）、Fe²⁺（浅绿）、MnO₄⁻（紫）等有色离子。*看酸碱性：*酸性溶液（pH<7、或含有H⁺、或能使石蕊变红等）：不能大量存在OH⁻、CO₃²⁻、HCO₃⁻、SO₃²⁻、HSO₃⁻等。*碱性溶液（pH>7、或含有OH⁻、或能使酚酞变红、或能使石蕊变蓝等）：不能大量存在H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺等。*看反应：是否生成沉淀（如BaSO₄、AgCl、CaCO₃等）、气体（如CO₂、NH₃、H₂S等）、弱电解质（如H₂O、CH₃COOH、NH₃·H₂O等）。*