2021新高考化學(xué)選擇性考試B方案一輪復(fù)習(xí)學(xué)案第一章第3講離子共存與離子推斷

第3講離子共存與離子推斷一、離子共存1．離子共存問題是離子反應(yīng)條件和本質(zhì)的最直接應(yīng)用。所謂幾種離子在同一溶液中能大量共存，就是指離子之間eq\o(□,\s\up3(01))不發(fā)生反應(yīng)；若離子之間能eq\o(□,\s\up3(02))發(fā)生反應(yīng)，則不能大量共存。2．離子共存判斷判斷多種離子能否大量共存于同一溶液中，歸納起來就是：一色、二性、三特殊、四反應(yīng)。(1)一色——溶液顏色幾種常見離子的顏色：離子Cu2＋Fe3＋Fe2＋MnOeq\o\al(－,4)溶液顏色eq\o(□,\s\up3(01))藍(lán)色eq\o(□,\s\up3(02))棕黃色淺綠色eq\o(□,\s\up3(03))紫色(2)二性——溶液的酸堿性①在強(qiáng)酸性溶液中，eq\o(□,\s\up3(04))OH－及弱酸根離子(如eq\o(□,\s\up3(05))COeq\o\al(2－,3)、eq\o(□,\s\up3(06))SOeq\o\al(2－,3)、S2－、CH3COO－等)均不能大量存在。②在強(qiáng)堿性溶液中，eq\o(□,\s\up3(07))H＋及弱堿陽離子(如eq\o(□,\s\up3(08))NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋、eq\o(□,\s\up3(09))Fe3＋等)均不能大量存在。③酸式弱酸根離子(如eq\o(□,\s\up3(10))HCOeq\o\al(－,3)、HSOeq\o\al(－,3)、eq\o(□,\s\up3(11))HS－等)在強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性溶液中均不能大量存在。(3)三特殊——三種特殊情況①AlOeq\o\al(－,2)與HCOeq\o\al(－,3)不能大量共存，反應(yīng)的離子方程式為：eq\o(□,\s\up3(12))AlOeq\o\al(－,2)＋HCOeq\o\al(－,3)＋H2O=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)。②“NOeq\o\al(－,3)＋H＋”組合具有強(qiáng)氧化性，能與eq\o(□,\s\up3(13))S2－、eq\o(□,\s\up3(14))Fe2＋、I－、SOeq\o\al(2－,3)等還原性的離子因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。③NHeq\o\al(＋,4)與CH3COO－、COeq\o\al(2－,3)，Mg2＋與HCOeq\o\al(－,3)等組合中，雖然兩種離子都能水解且水解相互促進(jìn)，但總的水解程度仍很小，它們在溶液中能大量共存。(4)四反應(yīng)——四種反應(yīng)類型指離子間通常能發(fā)生的四種類型的反應(yīng)，能相互反應(yīng)的離子顯然不能大量共存。①復(fù)分解反應(yīng)，如Ba2＋與eq\o(□,\s\up3(15))SOeq\o\al(2－,4)，NHeq\o\al(＋,4)與eq\o(□,\s\up3(16))OH－，H＋與CH3COO－等。②氧化還原反應(yīng)，如Fe3＋與eq\o(□,\s\up3(17))I－、S2－，NOeq\o\al(－,3)(H＋)與Fe2＋，MnOeq\o\al(－,4)(H＋)與Cl－等。③相互促進(jìn)的水解反應(yīng)，如Al3＋與HCOeq\o\al(－,3)、AlOeq\o\al(－,2)等。④絡(luò)合反應(yīng)，如Fe3＋與eq\o(□,\s\up3(18))SCN－等。二、離子檢驗(yàn)的三種方法1．顯色法2．氣體法離子試劑現(xiàn)象反應(yīng)原理(離子方程式)NHeq\o\al(＋,4)濃NaOH溶液和濕潤的紅色石蕊試紙產(chǎn)生有eq\o(□,\s\up3(01))刺激性氣味的氣體，且氣體能使?jié)駶櫟膃q\o(□,\s\up3(02))紅色石蕊試紙變eq\o(□,\s\up3(03))藍(lán)色eq\o(□,\s\up3(04))NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2OSOeq\o\al(2－,3)稀H2SO4和品紅溶液產(chǎn)生有eq\o(□,\s\up3(05))刺激性氣味的氣體，且氣體能使品紅溶液eq\o(□,\s\up3(06))褪色eq\o(□,\s\up3(07))SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=SO2↑＋H2OCOeq\o\al(2－,3)CaCl2和稀鹽酸滴加CaCl2溶液產(chǎn)生eq\o(□,\s\up3(08))白色沉淀，再加入過量的鹽酸eq\o(□,\s\up3(09))白色沉淀溶解，且產(chǎn)生eq\o(□,\s\up3(10))無色eq\o(□,\s\up3(11))無味的氣體eq\o(□,\s\up3(12))COeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓；eq\o(□,\s\up3(13))CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑3．沉淀法離子試劑現(xiàn)象反應(yīng)原理(離子方程式)Cl－、Br－、I－稀HNO3和AgNO3溶液AgCl(白色)、AgBr(淡黃色)、AgI(黃色)eq\o(□,\s\up3(01))Ag＋＋Cl－=AgCl↓、eq\o(□,\s\up3(02))Ag＋＋Br－=AgBr↓、eq\o(□,\s\up3(03))Ag＋＋I(xiàn)－=AgI↓SOeq\o\al(2－,4)eq\o(□,\s\up3(04))稀HCl和eq\o(□,\s\up3(05))BaCl2溶液eq\o(□,\s\up3(06))白色沉淀eq\o(□,\s\up3(07))Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓Fe2＋NaOH溶液eq\o(□,\s\up3(08))白色沉淀→eq\o(□,\s\up3(09))灰綠色沉淀→eq\o(□,\s\up3(10))紅褐色沉淀eq\o(□,\s\up3(11))Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓、eq\o(□,\s\up3(12))4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3續(xù)表離子試劑現(xiàn)象反應(yīng)原理(離子方程式)Fe2＋K3[Fe(CN)6]溶液藍(lán)色沉淀—Fe3＋NaOH溶液eq\o(□,\s\up3(13))紅褐色沉淀eq\o(□,\s\up3(14))Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓Al3＋NaOH溶液先產(chǎn)生eq\o(□,\s\up3(15))白色沉淀，繼續(xù)加NaOH溶液，白色沉淀eq\o(□,\s\up3(16))溶解eq\o(□,\s\up3(17))Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓；eq\o(□,\s\up3(18))Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O1．判斷正誤，正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”，并指明錯(cuò)因。(1)向某溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入稀鹽酸，沉淀不消失，則溶液一定存在SOeq\o\al(2－,4)。(×)錯(cuò)因：含Ag＋時(shí)也有該現(xiàn)象。(2)水溶液中：Fe2＋、H＋、ClO－、Cl－能大量共存。(×)錯(cuò)因：H＋與ClO－不共存，且HClO又與Fe2＋、Cl－不共存。(3)無色溶液中：Fe3＋、Cu2＋、NOeq\o\al(－,3)、Cl－能大量共存。(×)錯(cuò)因：Fe3＋、Cu2＋在水溶液中都有顏色。(4)向某溶液中加入Ca(OH)2溶液，有白色沉淀生成，則溶液中一定存在COeq\o\al(2－,3)。(×)錯(cuò)因：溶液中有HCOeq\o\al(－,3)時(shí)也能與Ca(OH)2反應(yīng)生成白色沉淀CaCO3，有Mg2＋或Al3＋時(shí)也會(huì)生成Mg(OH)2或Al(OH)3白色沉淀。(5)加入CaCl2溶液，有白色沉淀生成，溶液中一定存在COeq\o\al(2－,3)。(×)錯(cuò)因：含SOeq\o\al(2－,3)或Ag＋的溶液中加入CaCl2溶液也有白色沉淀生成。(6)滴入硝酸酸化的BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，溶液中一定存在SOeq\o\al(2－,4)。(×)錯(cuò)因：含SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋的溶液滴加HNO3酸化的BaCl2溶液，也能生成白色沉淀。(7)在1.0mol·L－1的KNO3溶液中：H＋、Fe2＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)能大量共存。(×)錯(cuò)因：NOeq\o\al(－,3)在H＋作用下能氧化Fe2＋。2．教材改編題(據(jù)人教必修一P34T7)下列各組離子，在溶液中能大量共存的是()A．Na＋、H＋、Cl－、OH－B．K＋、Mg2＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)C．Na＋、OH－、NOeq\o\al(－,3)、HCOeq\o\al(－,3)D．K＋、Cl－、H＋、HCOeq\o\al(－,3)答案B3．(2019·唐山模擬)下列能大量共存的離子組是()A．K＋、AlOeq\o\al(－,2)、NOeq\o\al(－,3)、Ba2＋B．Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、Cl－、OH－C．K＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)D．H＋、Na＋、HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)答案A考點(diǎn)eq\a\vs4\al(一)離子共存[解析]0.1mol·L－1NaOH溶液顯堿性，四種離子可以大量共存，A正確；0.1mol·L－1FeCl2溶液中含有Fe2＋，能與MnOeq\o\al(－,4)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不能大量共存，B錯(cuò)誤；0.1mol·L－1K2CO3溶液中含有COeq\o\al(2－,3)，能與Ba2＋發(fā)生反應(yīng)，不能大量共存，C錯(cuò)誤；0.1mol·L－1H2SO4溶液顯酸性，此條件下，NOeq\o\al(－,3)和HSOeq\o\al(－,3)能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不能大量共存，H＋與HSOeq\o\al(－,3)也不大量共存，D錯(cuò)誤。[答案]A離子共存判斷題干中的常見“陷阱”1．(2019·河南汝州實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三期末)下列體系中，離子能大量共存的是()A．含1.2mol·L－1NOeq\o\al(－,3)的溶液：H＋、Fe2＋、Mg2＋、Br－B．使酚酞變紅的溶液：K＋、Na＋、NOeq\o\al(－,3)、Cl－C．滴加KSCN顯紅色的溶液：NHeq\o\al(＋,4)、K＋、Cl－、I－D．0.1mol·L－1NaHCO3溶液：Na＋、Ba2＋、NOeq\o\al(－,3)、AlOeq\o\al(－,2)答案B解析酸性溶液中NOeq\o\al(－,3)能夠氧化Fe2＋，在溶液中不能大量共存，A錯(cuò)誤；使酚酞變紅的溶液呈堿性，堿性條件下B中離子之間不發(fā)生任何反應(yīng)，可大量共存，B正確；滴加KSCN顯紅色的溶液中含有Fe3＋，能夠與I－發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不能大量共存，C錯(cuò)誤；含有AlOeq\o\al(－,2)的溶液顯堿性，促進(jìn)HCOeq\o\al(－,3)的電離，電離出的碳酸根離子與鋇離子能夠反應(yīng)生成沉淀，不能大量共存，D錯(cuò)誤。2．有下列各組離子：①Na＋、H＋、CH3COO－、Cl－②Ba2＋、Na＋、COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)③H3O＋、Na＋、Fe2＋、NOeq\o\al(－,3)④Na＋、Fe3＋、Cl－、I－⑤Al3＋、K＋、Cl－、HCOeq\o\al(－,3)⑥Fe3＋、NHeq\o\al(＋,4)、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)⑦Na＋、H＋、NOeq\o\al(－,3)、HCOeq\o\al(－,3)⑧Na＋、H＋、Cl－、SiOeq\o\al(2－,3)⑨K＋、H＋、I－、ClO－⑩Na＋、H＋、MnOeq\o\al(－,4)、Cl－eq\o\ac(○,11)Al3＋、Fe3＋、SCN－、Cl－eq\o\ac(○,12)Na＋、Al3＋、NOeq\o\al(－,3)、AlOeq\o\al(－,2)(1)因發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)而不能大量共存的是________。(2)因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存的是________。(3)因離子間相互促進(jìn)水解而不能大量共存的是________。(4)因離子間發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能大量共存的是________。答案(1)①、②、⑦、⑧(2)③、④、⑨、⑩(3)⑤、⑥、eq\o\ac(○,12)(4)eq\o\ac(○,11)解析①H＋＋CH3COO－CH3COOH；②Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓；⑦H＋＋HCOeq\o\al(－,3)=H2O＋CO2↑；⑧2H＋＋SiOeq\o\al(2－,3)=H2SiO3↓是由于發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)不能共存。③3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H3O＋=3Fe3＋＋NO↑＋6H2O；④2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2；⑨2H＋＋2I－＋ClO－=Cl－＋I(xiàn)2＋H2O；⑩2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋＋10Cl－=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O因發(fā)生氧化還原反應(yīng)不能共存。⑤Al3＋＋3HCOeq\o\al(－,3)=Al(OH)3↓＋CO2↑；⑥2Fe3＋＋3COeq\o\al(2－,3)＋3H2O=2Fe(OH)3↓＋3CO2↑；eq\o\ac(○,12)Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓因發(fā)生雙水解不能共存。eq\o\ac(○,11)Fe3＋與SCN－因發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)不共存。考點(diǎn)eq\a\vs4\al(二)離子推斷[解析]根據(jù)加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.02mol氣體，說明有NHeq\o\al(＋,4)，而且為0.02mol，同時(shí)產(chǎn)生紅褐色沉淀，說明有Fe3＋，而且為0.02mol，則沒有COeq\o\al(2－,3)，根據(jù)不溶于鹽酸的4.66g沉淀，說明有SOeq\o\al(2－,4)，且為0.02mol，再根據(jù)電荷守恒可知一定有Cl－，至少有0.02×3＋0.02×1－0.02×2＝0.04mol，B正確。[答案]B1．離子推斷的“四項(xiàng)基本原則”2．電荷守恒在定量型離子推斷試題中的應(yīng)用離子定量推斷試題常根據(jù)離子的物質(zhì)的量(或濃度)定量推斷最后一種離子的存在：如果多種離子共存，且只有一種離子的物質(zhì)的量未知，可以用電荷守恒來確定最后一種離子是否存在，即陽離子所帶的正電荷總數(shù)等于陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)。3．某溶液中大量存在五種離子：NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Fe3＋、H＋、X，其物質(zhì)的量之比為n(NOeq\o\al(－,3))∶n(SOeq\o\al(2－,4))∶n(Fe3＋)∶n(H＋)∶n(X)＝2∶3∶1∶3∶1，則X可能為()A．Fe2＋ B．Mg2＋C．Cl－ D．Ba2＋答案B解析五種離子的物質(zhì)的量之比為n(NOeq\o\al(－,3))∶n(SOeq\o\al(2－,4))∶n(Fe3＋)∶n(H＋)∶n(X)＝2∶3∶1∶3∶1。由電荷守恒可知，X帶2個(gè)正電荷。SOeq\o\al(2－,4)與Ba2＋反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，在酸性溶液中硝酸根能氧化亞鐵離子，所以X可能為Mg2＋，答案選B。4．有一無色透明溶液，欲確定是否含有下列離子：K＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－、I－、HCOeq\o\al(－,3)，取該溶液進(jìn)行如表所示實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①取少量該溶液，加幾滴甲基橙溶液變紅色②取少量該溶液加熱濃縮，加Cu片和濃H2SO4，加熱有無色氣體產(chǎn)生，氣體遇空氣可以變成紅棕色③取少量該溶液，加BaCl2溶液有白色沉淀生成④?、壑猩蠈忧逡?，加AgNO3溶液