關(guān)于溶液中離子組成的判斷方法詳解

關(guān)于溶液中離子組成的判斷方法詳解電解質(zhì)在水溶液中的反應(yīng)實(shí)際上是離子之間的反應(yīng)，能發(fā)生反應(yīng)的離子在溶液中是不能夠大量共存的。依照溶液特色判斷溶液中離子組成是高中化學(xué)?？碱}型之一，是離子反應(yīng)重要的觀察方式，不同樣題意方法有多種，今就判斷溶液離子組成的幾種常用方法進(jìn)行解析，從中領(lǐng)悟解題的一般思路，培養(yǎng)優(yōu)異的思想習(xí)慣。一、“必然+否定”法判斷溶液離子組成例1、一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH4+、K+、Na+、Mg2+、Ba2+、Al3+、Cl-、I-、NO3-、CO32-、SO42-離子，取該溶液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：取pH試紙檢驗(yàn)，溶液呈酸性。取出部分溶液，加入少量CCl4及數(shù)滴新制氯水，經(jīng)振蕩后CCl4層呈紫色。另取部分溶液逐漸加入少量NaOH溶液，使溶液從酸性逐漸變?yōu)閴A性，在滴加過(guò)程中和滴加達(dá)成后，溶液均無(wú)積淀產(chǎn)生。取上述部分堿液加碳酸鈉溶液，有白色積淀產(chǎn)生。將(3)獲取的堿性溶液加熱，有氣體放出，該氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，依照上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)確定：①該溶液中必然存在的離子是_________;②必然不存在的離子是_________;——文章本源網(wǎng)，僅供分享學(xué)習(xí)參照~1~③還不能確定是否存在的離子是。解析：溶液呈酸性必然有H+，所以必然不含有CO32-;加入少量CCl4及數(shù)滴新制氯水，經(jīng)振蕩后CCl4層呈紫色，必然含有I—，所以必然不含有NO3-;加入NaOH溶液，過(guò)程中和滴加達(dá)成溶液均無(wú)沉淀產(chǎn)生，必然不含有Mg2+和Al3+;上述堿液加碳酸鈉溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，必然含有Ba2+，必然不含有SO42-;將(3)溶液加熱，有使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)氣體放出，必然含有NH4+。綜合以上，溶液中必然存在的離子是Ba2+、I-、NH4+;必然不存在的離子是CO32-、NO3-、Mg2+、Al3+、SO42-;不能夠確定可否存在的離子是K+、Na+、Cl-。這種“必然+否定”相關(guān)系的方法保證了思想的嚴(yán)實(shí)性，是正確解答問(wèn)題的基礎(chǔ)。二、“陽(yáng)離子+陰離子”法判斷溶液離子組成例2、某無(wú)色透明溶液，與鋁反應(yīng)放出氫氣，以下離子：Mg2+，Cu2+，Ba2+，H+，Ag+，SO42-，SO32-，HCO3，-OH-，NO3-，試判斷以下兩種情況何者能存在于此溶液中。①當(dāng)生成Al3+時(shí)，可能存在____________。②當(dāng)生成AlO2—時(shí)，可能存在___________。解析：無(wú)色透明溶液，必然不含Cu2+;與鋁反應(yīng)放出氫氣，則溶液可能酸性也可能堿性，必然不含HCO3-;當(dāng)生成Al3+時(shí)溶液呈強(qiáng)酸性，含有H+，由此消除OH-，SO32-，NO3-(HNO3和Al反應(yīng)不放氫氣)——文章本源網(wǎng)，僅供分享學(xué)習(xí)參照~2~存在，溶液中最少有一種陰離子，所以必然含有SO42-，依照SO42-的存在消除Ba2+和Ag+，溶液中還可能含有Mg2+。當(dāng)生成AlO2—時(shí)溶液呈強(qiáng)堿性，含有OH-，由此消除H+，Mg2+，Ag+存在，溶液中最少有一種陽(yáng)離子，所以必然含有Ba2+，依照Ba2+的存在消除SO42-和SO32-，溶液中還可能含有NO3-。溶液中最少有一種陰離子或陽(yáng)離子能夠使好多貌似難解的題目變得豁然開(kāi)朗，是解決此類(lèi)習(xí)題有效的隱形助手。三、“定性+定量”法判斷溶液離子組成例3、今有一混雜物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-，現(xiàn)取三份100mL溶液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：第一份加入AgNO3溶液有積淀產(chǎn)生第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.04mol第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥積淀6.27g，經(jīng)足量鹽酸沖洗、干燥后，積淀質(zhì)量為2.33g。依照上述實(shí)驗(yàn)，以下推測(cè)正確的選項(xiàng)是。A.K+必然存在B.100mL溶液中含0.01molCO32-C.Cl-可能存在D.Ba2+必然不存在，Mg2+可能存在解析：本題是一個(gè)定性加定量的判斷題。加足量NaOH溶液收集到氣體0.04mol，溶液中必然含有NH4+且為0.04mol;依照加入BaCl2溶液得積淀，經(jīng)鹽酸沖洗后積淀部分溶解，溶液中必然含有CO32-、SO42-，不含Mg2+(Mg2+和CO32-不共存)——文章本源網(wǎng)，僅供分享學(xué)習(xí)參照~3~n(SO42-)=2.33g/233g·mol-1=0.01mol，n(CO32-)=(6.27g-2.33g)/137g·mol-1=0.02mol。K+的存在是本題的難點(diǎn)，從定性的角度沒(méi)有涉及K+的反應(yīng)現(xiàn)象，但從電荷守恒角度解析，溶液中0.04molNH4+、0.01molSO42-、0.02molCO32-不是電中性溶液，所以溶液中必然含有K+且為0.02mol。至于Cl-，可能有也可能沒(méi)有，若是有，K+更多。選A、C。四、“瞻前+顧后”法判斷溶液離子組成例4、某無(wú)色溶液，可能由Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、AlO2-、MnO4、-CO32-、SO42-中的若干種組成。取該溶液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：取適合試液，加入過(guò)分鹽酸，有氣體生成，并獲取溶液;在(1)所得溶液中加入過(guò)分碳酸氫銨溶液，有氣體生成，同時(shí)析出白色積淀甲;在(2)所得溶液中加入過(guò)分Ba(OH)2溶液，也有氣體生成，并有白色積淀乙析出;則溶液中①必然不存在的離子是_________;②必然存在的離子是________________，③判斷積淀乙成分的方法是。解析：本題側(cè)重的不不過(guò)是離子之間的反應(yīng)，更應(yīng)側(cè)重在題設(shè)條件下離子之間的隱含反應(yīng)，如過(guò)分的試劑帶來(lái)的反應(yīng)，如離子反應(yīng)后再生成離子的反應(yīng)，要把離子反應(yīng)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象“瞻前顧后”結(jié)合起來(lái)解析。加入過(guò)分鹽酸，有氣體生成，必然含有CO32-，同時(shí)消除Ag+、Ba2+、Al3+的存在;第二步是本題的難點(diǎn)，在(1)所得溶液中加入過(guò)分碳酸氫銨溶液，有氣體生成，同時(shí)析出白色積淀，應(yīng)該是Al3+和HCO3-——文章本源網(wǎng)，僅供分享學(xué)習(xí)參照~4~的雙水解才會(huì)產(chǎn)生的現(xiàn)象，但是Al3+已經(jīng)在第一步被消除，結(jié)合第一步，Al3+應(yīng)該是AlO2-和過(guò)分H+反應(yīng)生成的;打破這一點(diǎn)，本題題意變得光亮，在(2)所得溶液中加入過(guò)分Ba(OH)2溶液，也有氣體生成NH3，并有白色積淀乙析出，由于沒(méi)有涉及SO42-的反應(yīng)，乙則可能是碳酸鋇也可能是硫酸鋇。答案：①Ag+、Ba2+、Al3+、MnO4②-Na+、