专题03离子反应方程式与离子共存（专讲）-瞄准2023年高考化学二轮专题考点抢分计划（解析版）_05高考化学_新高考复习资料_2023年新高考资料_二轮复习

专题 03 离子反应方程式与离子共存 考点01 电解质与非电解质 强电解质与弱电解质·····················································1 考点02 离子反应与离子方程式···········································································3 考点03 离子共存·····························································································7 考点04 离子的检验和推断················································································10 考点05 离子反应与化工流程相结合····································································12 考点 01 电解质与非电解质 强电解质与弱电解质 1．电解质与非电解质的比较 电解质 非电解质 概念 在水溶液中或熔融状态下能够导电 在水溶液中和熔融状态下都不能够导电的化 的化合物 合物 相同点 二者均为化合物 不同点 在水溶液中或熔融状态下能够导电 在上述两种情况下均不导电 物质种类 酸、碱、盐、金属氧化物和水 非金属氧化物、气态氢化物、大多数有机物 2．实例分析：电解质与非电解质的辨析 溶质微粒形式 是否导电 电解质 非电解质 NaCl晶体 Na+、Cl—(不自由) 否 是 否 NaCl溶液 Na+、Cl— 是 否 否 熔融的NaCl 自由移动的Na+、Cl— 是 是 否 固态HSO HSO 分子 否 是 否 2 4 2 4 HSO 溶液 H+、SO 2— 是 否 否 2 4 4 液态纯HSO HSO 分子 否 是 否 2 4 2 4 固态酒精 酒精分子 否 否 是 酒精水溶液 酒精分子 否 否 否 液态酒精 酒精分子 否 否 是 干冰 CO 分子 否 否 是 2 CO 的水溶液 CO、HCO、HCO —、CO2—、H+等 是 否 否 2 2 2 3 3 3 液态CO CO 分子 否 否 是 2 2 金属铜 Cu2+、e— 是 否 否 2．强电解质与弱电解质的比较 强电解质 弱电解质 概念 水溶液中全部电离的电解质 水溶液中部分电离的电解质 相同点 都是电解质，在水溶液中或熔融状态下都能电离，都能导电，与溶解度无关电离程度 完全电离 部分电离 不 电离过程 不可逆过程 可逆过程，存在电离平衡 同 表示方法 电离方程式用“==” 电离方程式用“ ” 点 溶液中溶质 只有水合离子 水合离子，弱电解质分子 微粒 强酸：HCl、HNO 、HSO HBr、 弱酸：HF、HClO、HS、HSO 、 3 2 4 2 2 3 HI、HClO 等 HPO 、 HCO 、 HSiO 、 4 3 4 2 3 2 3 实例 强 碱 ： KOH 、 NaOH 、 Ba(OH) CHCOOH、等。 2 3 Ca(OH) 弱碱：NH ·H O、Al(OH) 等不溶性碱 2 3 2 3 绝大多数盐：(BaSO、AgCl、CaCO ) 水：HO 4 3 2 3．电离方程式书写的思维模型 【典例1】(2022·浙江省温州十校联合体高一期中)下列物质中属于电解质的是( ) A．铁 B．碳酸钠 C．氯水 D．二氧化碳 【答案】B 【解析】A项，铁属于单质，既不是电解质也不是非电解质，A不符合题意；B项，碳酸钠属于盐，在水 溶液中能够导电，是电解质，B符合题意；C项，氯水是混合物，既不是电解质也不是非电解质，C不符 合题意；D项，CO 在水溶液和熔融状态下均不能导电，属于非电解质，D不符合题意；故选B。 2 【变式1-1】(2022·浙江省新力量联盟高一期中联考)下列物质的水溶液能导电，但属于非电解质的是( ) A．KClO B．HSO C．CO D．氯气 3 2 4 2 【答案】C 【解析】A项，KClO 溶于水电离出离子而导电，属于电解质，A不符合；B项，HSO 溶于水电离出离子 3 2 4 而导电，属于电解质，B不符合；C项，CO 溶于水生成碳酸，碳酸电离出离子而导电，碳酸属于电解 2 质，二氧化碳是非电解质，C符合；D项，氯气是单质，不是电解质也不是非电解质，D不符合；故选 C。 【变式1-2】(2022·陕西高一月考)NH HSO 在水溶液中能电离出NH +、H+、SO 2-。下列对NH HSO 的分类 4 4 4 4 4 4 错误的是( ) A．NH HSO 是盐 B．NH HSO 是酸 4 4 4 4 C．NH HSO 是电解质 D．NH HSO 是化合物 4 4 4 4【答案】B 【解析】A项，NH HSO 能电离出阴阳离子，是盐，故A正确；B项，NH HSO 电离出的阳离子除了是酸 4 4 4 4 H+，还有NH +，故B错误；C项，NH HSO 是溶于水能导电的化合物是电解质，故C正确；D项， 4 4 4 NH HSO 是化合物，故D正确；故选B。 4 4 【变式1-3】下列电离方程式中，正确的是( ) A．CaOH==Ca2+＋2OH B．FeCl ==Fe3+＋2Cl 2 2 C． HSO ==H +＋SO 2- D． Al SO ==2Al3+＋3 SO2- 2 4 2 4 2 4 3 4 【答案】D 【解析】A项应为CaOH==Ca2+＋2OH ；B项应为FeCl ==Fe2+＋2Cl；C项应为HSO ==2H+＋SO 2-。 2 2 2 4 4 考点 02 离子反应与离子方程式 1．离子反应 (1)概念：有离子参加或有离子生成的反应统称为离子反应。 (2)离子反应的条件 ①生成难溶的物质；②生成难电离的物质；③生成易挥发的物质；④发生氧化还原反应。 (3)离子反应的本质 离子反应的本质是溶液中某些物质的物质的量的减少。 2．离子方程式 (1)离子方程式：用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。 (2)离子方程式的意义 离子方程式不仅可以表示某一个具体的化学反应，还可以表示同一类型的离子反应。 3．离子方程式书写的基本规律要求 (1)合事实：离子反应要符合客观事实，不可臆造产物及反应。 (2)式正确：化学式与离子符号使用正确合理。 (3)号实际：“===”、“ ”、“→”、“↑”、“↓”等符号符合实际。 (4)三守恒：两边原子数、电荷数必须守恒、氧化还原反应离子方程式中氧化剂得电子总数与还原剂失电子 总数要相等。 (5)明类型：依据离子反应原理，分清类型，总结方法技巧。 (6)检查细：结合书写离子方程式过程中易出现的错误，细心检查。 4．离子方程式的正误判断 一个离子方程式是否正确，关键要看它能否反映溶液中离子反应的真实情况。我们可以从以下几个方面进 行判断： (1)是否以客观事实为依据：如铁与稀盐酸反应就不能写成：2Fe+6H+ = 2Fe3++3H ↑，而应写成：Fe + 2 2H+ = Fe2+ + H ↑ 。 2 (2)是否符合质量守恒定律，即式中等号两边各种原子的种类和个数是否相等。如铝与稀盐酸的反应不 能写成：Al+3H+ = Al3++H ↑，而应写成：2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H ↑ 。 2 2 (3)电荷是否守恒如硝酸银溶液中加入铜粉的反应不能写成：Ag++Cu==Cu2++Ag，应写成：2Ag++Cu==Cu2++2Ag。 (4)电解质拆分要正确： 如碳酸钡和稀硝酸反应不能写成：CO2-+2H+ = H O+CO↑，因为碳酸钡难溶于水要保留它的化学式， 3 2 2 这个反应的离子方程式应写成：BaCO +2H+ = Ba2++H O+CO↑ 。 3 2 2 (5)要注意阴阳离子配比： 如稀硫酸与Ba(OH) 溶液反应：H++SO2―+Ba2++OH―==BaSO ↓+H O，错在SO 2―和H+、Ba2+和OH―未遵循 2 4 4 2 4 1∶2这一组成。应为：2H++SO2―+Ba2++2OH―==BaSO ↓+2H O。 4 4 2 (6)注意反应中的“量” 有些反应，反应物的相对量不同，生成物也不同，离子方程式也就不同。 如Ca(HCO ) 溶液与NaOH溶液： 3 2 若NaOH溶液过量，离子方程式为：Ca2++2HCO―+2OH―==CaCO↓+CO 2―+2H O 3 3 3 2 若Ca(HCO ) 溶液过量，离子方程式为：Ca2++HCO―+OH―==CaCO↓+H O 3 2 3 3 2 【典例2】（2022·新课标Ⅲ）对于下列实验，能正确描述其反应的离子方程式是（ ） A. 用NaSO 溶液吸收少量Cl: 2 3 2 B. 向CaCl 溶液中通入CO： 2 2 C. 向HO 溶液中滴加少量FeCl ： 2 2 3 D. 同浓度同体积NH HSO 溶液与NaOH溶液混合： 4 4 【答案】A 【解析】用NaSO 溶液吸收少量的Cl，Cl 具有强氧化性，可将部分 氧化为 ，同时产生的氢离 2 3 2 2 子与剩余部分 结合生成 ，Cl 被还原为Cl-，反应的离子反应方程式为：3 +Cl+H O=2 2 2 2 +2Cl-+ ，A正确；向CaCl 溶液中通入CO，HCO 是弱酸，HCl是强酸，弱酸不能制强酸，故 2 2 2 3 不发生反应，B错误；向HO 中滴加少量的FeCl ，Fe3+的氧化性弱于HO，不能氧化HO，但Fe3+能催 2 2 3 2 2 2 2 化HO 的分解，正确的离子方程式应为2HO 2HO+O↑，C错误；NH HSO 电离出的H+优先和 2 2 2 2 2 2 4 4 NaOH溶液反应，同浓度同体积的NH HSO 溶液与NaOH溶液混合，氢离子和氢氧根恰好完全反应，正确 4 4 的离子反应方程式应为：H++OHˉ=HO，D错误。 2 【变式2-1】（2022·江苏卷）下列指定反应的离子方程式正确的是（ ） A. Cl 通入水中制氯水： 2 B. NO 通入水中制硝酸： 2 C. NaAlO 溶液中通入过量CO： 2 2 D. AgNO 溶液中加入过量浓氨水： 3【答案】C 【解析】次氯酸为弱酸，书写离子方程式时应以分子形式体现，正确的是Cl＋HO H＋＋Cl－＋ 2 2 HClO，故A错误；NO 与HO反应：3NO ＋HO=2HNO ＋NO，离子方程式为3NO ＋HO=2H＋＋2NO -＋ 2 2 2 2 3 2 2 3 NO，故B错误；碳酸的酸性强于偏铝酸，因此NaAlO 溶液通入过量的CO，发生的离子方程式为AlO-＋ 2 2 2 CO＋2HO=Al(OH) ↓＋HCO-，故C正确；AgOH能与过量的NH ·H O反应生成[Ag(NH)]OH，故D错 2 2 3 3 3 2 3 2 误；答案为C。 【变式2-2】（2022·天津卷）下列离子方程式书写正确的是（ ） A. CaCO 与稀硝酸反应： 3 B. FeSO 溶液与溴水反应： 4 C. NaOH溶液与过量HC O 溶液反应： 2 2 4 D. C HONa溶液中通入少量CO: 6 5 2 【答案】B 【解析】CaCO 与稀硝酸反应生成硝酸钙和水和二氧化碳，碳酸钙是固体难溶物，写离子方程式时不能拆 3 成离子形式，正确的离子方程式为： ，故A错误；FeSO 溶液与溴水反应时， 4 溴单质氧化了亚铁离子，将亚铁离子氧化成铁离子，正确的离子方程式为： ， 故B正确；氢氧化钠与过量的草酸反应，说明氢氧化钠的量不足，生成草酸氢钠，正确的离子方程式为 ，故C错误；苯酚钠中通入少量或过量二氧化碳都生成苯酚和碳酸氢钠，苯酚 的酸性弱于碳酸强于碳酸氢根，故正确的离子方程式为： ，故D 错误；答案选B。 【变式2-3】(2022·天津卷)下列离子方程式能用来解释相应实验现象的是( ) 实验现象 离子方程式 A 向氢氧化镁悬浊液中滴加氯化铵溶液，沉淀溶解 Mg(OH) ＋2NH＝Mg2＋＋2NH ·H O 2 3 2 B 向沸水中滴加饱和氯化铁溶液得到红褐色液体 Fe3＋＋3HO＝ Fe(OH) ↓＋3H＋ 2 3 3SO ＋2MnO＋4H＋＝3SO＋2Mn2＋＋ 2 C 二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色 2HO 2 D 氧化亚铁溶于稀硝酸 FeO＋2H＋＝Fe2＋＋HO 2 【答案】A 【解析】氢氧化镁悬浊液中存在沉淀溶解平衡Mg(OH) Mg2＋＋2OH－，滴加氯化铵溶液，NH与OH－ 2 结合生成NH ·H O，Mg(OH) 的沉淀溶解平衡正向移动，离子方程式为Mg(OH) ＋2NH===Mg2＋＋ 3 2 2 2 2NH ·H O，A项正确；向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，得到红褐色Fe(OH) 胶体而不是沉淀，B项错误； 3 2 3 二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色，发生反应5SO ＋2MnO＋2HO===5SO＋2Mn2＋＋4H＋，C项错误；氧 2 2 化亚铁与稀硝酸发生氧化还原反应3FeO＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋5HO，D项错误。 2 【变式2-4】(2022·江苏卷)下列指定反应的离子方程式正确的是（ ）A．室温下用稀NaOH溶液吸收Cl：Cl+2OH−＝ClO−+Cl−+H O 2 2 2 B．用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H：Al+2OH−＝AlO-+H ↑ 2 2 2 C．室温下用稀HNO 溶解铜：Cu+2 NO -+2H+＝Cu2++2NO↑+H O 3 3 2 2 D．向NaSiO 溶液中滴加稀盐酸：NaSiO+2H+＝HSiO↓+2Na+ 2 3 2 3 2 3 【答案】A 【解析】NaOH为强碱，可以拆成离子形式，氯气单质不能拆，产物中NaCl和NaClO为可溶性盐，可拆 成离子形式，水为弱电解质，不能拆，A正确；该离子方程式反应前后电荷不守恒，正确的离子方程式 为：2Al+2OH-+2H O =2AlO -+3H ↑，B错误；室温下，铜与稀硝酸反应生成NO ，正确的离子方程式为： 2 2 2 3Cu+2NO-+8H+=2NO↑+3Cu2++4H O，C错误；NaSiO 为可溶性盐，可以拆成离子形式，正确的离子方程 3 2 2 3 式为：SiO2-+2H+=H SiO↓，D错误；综上所述，本题应选A。 3 2 3 【变式2-5】（2022·浙江选考）不能正确表示下列变化的离子方程式是（ ） A．二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应：5SO ＋2HO＋2MnO -＝2Mn2+＋5SO ＋4H+ 2 2 4 B．酸性碘化钾溶液中滴加适量双氧水：2I−＋2H+＋HO＝I＋2HO 2 2 2 2 C．硅酸钠溶液和盐酸反应：SiO2-＋2H+＝HSiO↓ 3 2 3 D．硫酸铜溶液中加少量的铁粉：3Cu2+＋2Fe＝2Fe3+＋3Cu 【答案】D 【解析】Fe3+氧化性大于Cu2+，所以Cu2+只能将Fe氧化到Fe2+，因而硫酸铜溶液中加少量的铁粉的离子方 程式为Cu2+＋Fe＝Fe2+＋Cu，D项错误。其他3个选项的离子方程式都是正确的。故答案选D。 考点 03 离子共存 1．复分解反应型 (1)生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存 阳离子 不能大量共存的阴离子 Ba2＋、Ca2＋、Pb2＋ CO、SO、SO、SiO、PO Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋ OH－、S2－、CO、HCO、SiO、AlO Al3＋、Zn2＋ OH－、CO、HCO、SiO、AlO H＋ SiO、AlO (2)生成气体及挥发性物质的离子不能大量共存 离子 不能大量共存的离子 H＋ SO、CO、SO、HCO、HSO、S2－、HS－ 2 OH－ NH(浓溶液并加热) (3)生成难电离物质(水、弱酸、一水合氨等) H＋与CHCOO－、CO、S2－、SO、ClO－等生成弱酸不能大量共存；OH－与NH(稀溶液)生成弱碱不能大量 3 共存；H＋与OH－生成水不能大量共存。 2．氧化还原型 具有较强氧化性的离子与具有较强还原性的离子会发生氧化还原反应而不能大量共存。 氧化性离子 还原性离子ClO－、MnO(H＋)、NO(H＋)、Fe3＋、 Fe2＋(可与Fe3＋共存)、S2－、I－、SO、HS－、HSO Cr O、FeO 2 3．水解相互促进型 当弱酸的酸根与弱碱的阳离子同时存在于水溶液中时，弱酸的酸根水解生成的OH－与弱碱的阳离子水解生 成的H＋反应生成水，从而使两种离子的水解平衡互相促进而向水解方向移动，甚至完全反应。常见的因 发生相互促进的水解反应而不能大量共存的离子如下： (1)Al3＋与CO、HCO、S2－、HS－、AlO、SiO； (2)Fe3＋与CO、HCO、AlO、SiO。 4．络合反应型 离子间因发生络合反应而不能大量共存，常见的反应有如下两种： (1)Fe3＋与SCN－因生成Fe(SCN) 而不能大量共存。 3 (2)Ag＋与NH ·H O因生成[Ag(NH)]＋而不能大量共存。 3 2 3 2 【典例3】（2022·江苏卷）常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（ ） A. 氨水溶液：Na+、K+、OH-、NO B. 盐酸溶液：Na+、K+、SO 、SiO C. KMnO 溶液：NH 、Na+、NO 、I- 4 D. AgNO 溶液：NH 、Mg2+、Cl-、SO 3 【答案】A 【解析】在0.1mol/L氨水中，四种离子可以大量共存，A选；在0.1mol/L盐酸中含有大量氢离子，四种离 子中硅酸根可以与氢离子反应生成硅酸沉淀，故不能共存，B不选；MnO -具有强氧化性，可以将碘离子 4 氧化成碘单质，故不能共存，C不选；在0.1mol/L硝酸银溶液中，银离子可以与氯离子、硫酸根离子反应 生成氯化银、硫酸银沉淀，不能共存，D不选；故选A。 【变式3-1】(2022·江苏卷)室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( ) A.0.1 mol·L－1 NaOH溶液：Na＋、K＋、CO、AlO B.0.1 mol·L－1 FeCl 溶液：K＋、Mg2＋、SO、MnO 2 C.0.1 mol·L－1 KCO 溶液：Na＋、Ba2＋、Cl－、OH－ 2 3 D.0.1 mol·L－1 HSO 溶液：K＋、NH、NO、HSO 2 4 【答案】A 【解析】A项，题给四种离子在碱性条件下均能大量存在，正确；B项，MnO可以氧化Fe2＋，错误；C 项，CO与Ba2＋会发生反应生成BaCO 沉淀，错误；D项，H＋可以与HSO反应生成SO ，且酸性条件下 3 2 NO会氧化HSO生成SO，错误。 【变式3-2】(2022·江苏卷)室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 ( ) A．0.1 mol·L－1 KI溶液：Na＋、K＋、ClO－、OH － B．0.1 mol·L－1 Fe (SO ) 溶液：Cu2＋、NH、NO、SO 2 4 3C．0.1 mol·L－1 HCl溶液：Ba2＋、K＋、CHCOO－、NO 3 D．0.1 mol·L－1 NaOH溶液：Mg2＋、Na＋、SO、HCO 【答案】B 【解析】A项，I－被ClO－氧化，不能大量共存，错误；C项，H＋与CHCOO－生成CHCOOH，不能大量 3 3 共存，错误；D项，HCO、Mg2＋与OH－反应，不能大量共存，错误。 【变式3-3】常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( ) A.无色透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－ B.＝1×10－12的溶液中：K＋、Na＋、CO、NO C.c(Fe2＋)＝1 mol·L－1的溶液中：K＋、NH、MnO、SO D.能使甲基橙变红的溶液中：Na＋、NH、SO、HCO 【答案】B 【解析】A项，无色溶液中，有色离子(Fe3＋)不能大量存在，且Fe3＋与SCN－不能大量共存；B项，溶液呈 碱性，四种离子能大量共存；C项，Fe2＋与MnO发生氧化还原反应而不能大量共存；D项，溶液呈酸性 (pH<3.1)，HCO不能大量存在。 【变式3-4】(2022·江西省七校高三联考)室温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( ) A．0.1 mol·L-1 KI溶液：Na＋、K＋、ClO-、OH- B．使甲基橙呈黄色的溶液：NH +、Ba2＋、Cl-、NO - 4 3 C．0.1 mol·L-1 Fe (SO ) 溶液：Cu2＋、NH +、NO -、SO 2- 2 4 3 4 3 4 D．与铝反应产生大量氢气的溶液：Na＋、K＋、CO2-、SO 2- 3 4 【答案】C 【解析】A项，KI中的I-会与ClO-发生氧化反应而不能大量共存，A不符合题意；B项，使甲基橙呈黄色 的溶液显碱性，碱性溶液中NH +不能大量共存，B不符合题意；C项，0.1 mol·L-1 Fe (SO ) 溶液中，Cu2 4 2 4 3 ＋、NH +、NO -、 SO 2-相互不反应，可以大量共存，C符合题意；D项，与铝反应产生大量氢气的溶液可 4 3 4 能是酸性溶液，也可能是碱性溶液，而酸性溶液中CO2-不能大量共存，D不符合题意；故选C。 3 【变式3-5】下列离子或分子在指定的分散系中一定能够大量共存的是( ) A．c(H＋)＝10－13 mol/L的溶液中：NO、SO、K＋、Na＋ B．含Fe3＋的溶液中：Na＋、K＋、CHCOO－、HCO 3 C．铁与过量稀硫酸反应后的溶液中：AlO、NH、Cl－、NO D．空气中：SO 、NO、N、NH 2 2 3 【答案】A 【解析】c(H＋)＝10－13 mol/L的溶液显碱性，离子能大量共存，A正确；Fe3＋与HCO发生双水解，不能大 量存在，B错误；AlO在酸性环境中不能大量存在，C错误；SO 和NH 在空气中反应，不能大量共存， 2 3 NO与氧气反应，不能大量共存，D错误。 考点 04 离子的检验和推断 1．常见阳离子的检验2．常见阴离子的检验 【典例4】某绿色溶液A含有H＋、Na＋、Mg2＋、Fe2＋、Cu2＋、SO、Cl－、CO和HCO离子中的若干种，取 该溶液进行如下实验(已知Ag SO 微溶于水，可溶于酸)： 2 4 ①向溶液中滴加Ba(OH) 溶液，过滤，得到不溶于酸的白色沉淀和绿色滤液B； 2 ②取滤液B，先用HNO 酸化，再滴加0.001 mol·L－1 AgNO 溶液，有白色沉淀生成。 3 3 下列说法不正确的是( ) A．溶液A中一定存在H＋、SO和Cl－ B．溶液A中不存在Mg2＋、CO和HCO，不能确定Na＋的存在 C．第②步生成的白色沉淀中只有AgCl，没有Ag CO 2 3 D．溶液A中存在Fe2＋与Cu2＋中的一种或两种，且可以用NaOH溶液判断 【答案】B 【解析】根据①得到不溶于酸的白色沉淀，可知原溶液中必然含有 SO，根据绿色滤液仍然存在，可知原 溶液必然含有H＋，必然不能存在CO以及HCO；根据②有不溶于硝酸的白色沉淀生成，可知原溶液中必 然含有Cl－，沉淀必然为AgCl；但是根据以上信息不能确定溶液绿色是Fe2＋还是Cu2＋引起的，所以两者都 有可能存在；根据以上信息不能确定Na＋与Mg2＋是否存在，所以B不正确。 【变式4-1】（2022·山东青岛模拟）向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作，现象和结论正确的是( ) 选项 操作 现象 结论 A 滴加BaCl 溶液 生成白色沉淀 原溶液中有SO 2 B 滴加氯水和CCl ，振荡、静置 下层溶液显紫色 原溶液中有I－ 4 用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反 C 火焰呈黄色 原溶液中有Na＋，无K＋ 应 滴加稀NaOH溶液，将湿润红色 D 试纸不变蓝 原溶液中无NH 石蕊试纸置于试管口 【答案】B 【解析】A项，加入BaCl 溶液得到白色沉淀，原溶液中可能含有SO或SO或Ag＋；B项，溶于CCl 呈紫 2 4 色的为I ，即原溶液中含有I－；C项，观察K＋的焰色反应应透过蓝色钴玻璃，排除Na＋的干扰；D项，检 2 验NH应加入浓NaOH溶液，且需要加热。 【变式4-2】（2022·江西赣州模拟）已知某透明澄清的溶液中可能含有NO、Cl－、SO、CO、NH、Fe3＋、 Al3＋和K＋中的几种，且所含阴离子的物质的量相等。为确定该溶液的成分，某学习小组做了如下实验：① 取该溶液100 mL，加入过量NaOH溶液，加热得到0.02 mol气体，同时产生红褐色沉淀；②将沉淀过滤、 洗涤、灼烧，得到1.6 g固体；③向上述滤液中加入足量BaCl 溶液，得到4.66 g不溶于盐酸的沉淀。下列 2 说法正确的是( ) A．不能确定原溶液中是否含有Al3＋和K＋ B．原溶液中含有的离子只有Cl－、SO、NH、Fe3＋ C．原溶液中c(NO)＝0.2 mol·L－1，c(Fe3＋)＝0.2 mol·L－1 D．在原溶液中加入足量的铁粉，所得溶液中阳离子所带正电荷数减少 【答案】C 【解析】①取该溶液100 mL，加入过量NaOH溶液，加热得到0.02 mol气体，说明溶液中含有0.02 mol NH，同时产生红褐色沉淀为氢氧化铁，说明溶液中含有Fe3＋，CO与Fe3＋会相互促进水解而不能大量共 存，故溶液中一定不含CO；②将沉淀过滤、洗涤、灼烧，得到1.6 g固体为氧化铁，则n(Fe3＋)＝2n(Fe O) 2 3 ＝2×＝0.02 mol；③向上述滤液中加入足量BaCl 溶液，得到4.66 g不溶于盐酸的沉淀，则沉淀为硫酸钡， 2 n(SO)＝n(BaSO)＝＝0.02 mol。n(正电荷)＝n(NH)＋3n(Fe3＋)＝0.02 mol＋3×0.02 mol＝0.08 mol，n(负电荷) 4 ＝2n(SO)＝2×0.02 mol＝0.04 mol<0.08 mol，故溶液中还有其他阴离子，且所含阴离子的物质的量相等，故 n(负电荷)＝2n(SO)＋n(NO)＋n(Cl－)＝2×0.02 mol＋0.02 mol＋0.02 mol＝0.08 mol，因此溶液中一定含有 NO、Cl－，一定不含Al3＋和K＋。A.原溶液中一定不含Al3＋和K＋，A错误；B.原溶液中含有的离子只有 NO、Cl－、SO、NH、Fe3＋，B错误；C.原溶液中c(NO)＝0.2 mol·L－1，c(Fe3＋)＝0.2 mol·L－1，C正确；D. 在原溶液中加入足量的铁粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所得溶液中阳离子所带正电荷数基本不变， D错误。 考点 05 离子反应与化工流程相结合 【典例5】立德粉ZnS·BaSO(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题： 4 (1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为________(填标号)。 A．黄色 B．红色 C．紫色 D．绿色 (2)以重晶石(BaSO)为原料，可按如下工艺生产立德粉： 4 ①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为____________ _________________________________________。 回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO 和一种清洁能源气体，该反应 2 的化学方程式为_________________________________________________。 ②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差，其原因是“还原料” 表面生成了难溶于水的____________________(填化学式)。 ③沉淀器中反应的离子方程式为________________________________________________。 【答案】(1)D (2)①BaSO＋4C=======BaS＋4CO↑ CO＋HO===CO＋H ②BaCO ③S2－＋Ba2＋＋ 4 2 2 2 3 Zn2＋＋SO===ZnS·BaSO ↓ 4 【解析】(1)根据常见元素的焰色反应，可知钡元素的焰色为绿色。(2)①由流程图中的原料重晶石和焦炭粉 经回转炉、浸出槽后得到净化的BaS溶液，可判断重晶石(BaSO)与焦炭粉反应生成BaS和有毒气体CO， 4 根据电子守恒法可配平氧化还原反应方程式BaSO＋4C=======BaS＋4CO↑；CO与水蒸气反应得到的清 4 洁能源气体为H，另一种产物为CO，则CO与水蒸气反应的化学方程式为CO＋HO===CO＋H。 2 2 2 2 2 ②潮湿空气中的CO 和水蒸气跟“还原料”中的硫化钡反应生成的臭鸡蛋气味的气体为HS，水溶性变差 2 2 是因为发生了反应BaS＋CO＋HO===H S＋BaCO ↓，由此可知难溶于水的物质为BaCO 。 2 2 2 3 3 ③硫化钡溶液与硫酸锌反应生成难溶于水的立德粉(ZnS·BaSO )，因此离子反应方程式为S2－＋Ba2＋＋Zn2＋ 4 ＋SO===ZnS·BaSO ↓。 4 【变式5-1】（2022·湖北武汉二中模拟）利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合 理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下： 已知： ①硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋。 ②常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下： 阳离子 Fe3＋ Mg2＋ Al3＋ Cr3＋ 沉淀完全时的pH 3.7 11.1 5.4(>8溶解) 9(>9溶解) (1)H O 的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3＋转化为Cr O，写出此反应的离子方程式：_______________________。 2 2 2(2)加入NaOH溶液使溶液呈碱性，既可以除去某些杂质离子，同时又可以将 Cr O转化为________(填微粒 2 的化学式) (3)写出上述流程中用SO 进行还原时发生反应的离子方程式：______________________________。 2 【答案】(1)2Cr3＋＋3HO＋HO===Cr O＋8H＋ 2 2 2 2 (2)CrO (3)2CrO＋3SO ＋12HO===2Cr(OH)(H O) SO ↓＋SO＋2OH－ 2 2 2 5 4 【解析】(1)H O 将Cr3＋氧化成Cr O，HO 被还原，反应可写成HO ＋Cr3＋―→Cr O，根据得失电子守恒 2 2 2 2 2 2 2 2 配平为3HO＋2Cr3＋―→Cr O，结合原子守恒、电荷守恒以及滤液Ⅰ呈酸性，HO 将Cr3＋氧化的离子方程 2 2 2 2 2 式为3HO＋2Cr3＋＋HO===Cr O＋8H＋。 2 2 2 2 (2)根据各金属阳离子形成沉淀的pH，加入NaOH溶液调pH＝8，将Fe3＋、Al3＋完全转化为Fe(OH) 、 3 Al(OH) 沉淀而除去；同时将Cr O转化为CrO，反应可表示为Cr O＋2OH－===2CrO＋HO。 3 2 2 2 (3)根据流程加入 SO 将 CrO 还原为 Cr(OH)(HO) SO ，SO 被氧化成 SO，反应可写成 SO ＋ 2 2 5 4 2 2 CrO―→Cr(OH)(HO) SO ↓＋SO，S元素的化合价由＋4价升至＋6价，Cr元素的化合价由＋6价降至＋3 2 5 4 价，根据得失电子守恒配平为3SO ＋2CrO―→2Cr(OH)(HO) SO ↓＋SO，结合原子守恒、电荷守恒和溶液 2 2 5 4 呈碱性，写出离子方程式为3SO ＋2CrO＋12HO===2Cr(OH)(H O) SO ↓＋SO＋2OH－。 2 2 2 5 4 【变式5-2】(2022·浙江省诸暨市教育研究中心高三选考模拟)固体化合物X由3种元素组成，某学习小组 开展如图探究实验。 请问答： (1)黄色沉淀H的化学式是___，溶液B中含有的溶质是___。(用化学式表示) (2)化合物X的化学式是___，化合物X中的某元素在含F-的溶液中可形成正八面体的阴离子，画出该阴离 子的球棍模型______________。 (3)溶液A用稀硫酸酸化后加入0.275molHO，用离子反应方程式表示发生的反应 2 2 _________________________，请设计实验验证反应后溶液中所含的金属阳离子 _________________________。 【答案】(1) AgI NaOH、NaAlO 、NaI 2 (2) FeAlI (FeI •AlI ) 5 2 3 (3) 20I-+2Fe2++11H O+22H+=10I +2Fe3++22H O 取适量溶液于试管，加入KSCN溶液，若溶液变血红 2 2 2 2 色，则含Fe3+。另取适量溶液于试管，加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液紫色褪去，则含Fe2+。再取适量溶 液于试管，逐滴加入NaOH溶液，若开始产生白色沉淀，然后逐渐消失，则含Al3+ 【解析】根据题中信息，红棕色固体D为Fe O，n(Fe O)= =0.05mol，故n(Fe)=0.1mol，化合物X 2 3 2 3中含有Fe，黄色沉淀H为不溶于稀硝酸的黄色沉淀，故为AgI，化合物X中含有I，通入过量二氧化碳产 生白色沉淀E，可能是硅酸和氢氧化铝，若是硅酸，就不能是溶液A硅酸根离子和铁离子或亚铁离子会双 水解形成沉淀，就是悬浊A，所以白色沉淀E为Al(OH) ，故化合物X中含有Al，白色沉淀E灼烧为 3 Al O，n(AlO)= = =0.05mol，n(Al)=0.05mol×2=0.1mol，化合物X中碘的质量为 2 3 2 3 71.8g-0.1mol×56g/mol-0.1mol×27g/mol=63.5g，n(I)= = =0.5mol，n(Fe)：n(Al)：n(I)=0.1：0.1： 0.5=1：1：5，所以化合物X的化学为FeAlI(FeI •AlI )。(1)经分析可知黄色沉淀H为不溶于稀硝酸的黄色 5 2 3 沉淀碘化银(AgI)，经分析可知化合物X为FeAlI，加水溶解，变成溶液A，溶液A加过量的氢氧化钠，二 5 价铁离子形成了沉淀，铝离子和氢氧根离子反应变成了偏铝酸钠，碘离子和钠离子结合形成碘化钠，所以 溶液B中含有NaAlO 、NaI、NaOH三种溶质；(2)经分析可知化合物X为FeAlI，化合物X中的Al元素在 2 5 含F-的溶液中可形成正八面体的阴离子AlF3-或FeF3-，球棍模型为 ；(3)根据分析可知 6 6 题中含有n(Fe2+)=0.1mol，n(I-)=0.5mol，Fe2+和I-具有还原性，I- 还原性大于Fe2+的还原性，HO 具有氧化 2 2 性，HO 先与I-反应，过氧化氢有剩余在与Fe2+，反应涉及反应先后，还有量的问题，根据HO～2I-， 2 2 2 2 0.5molI-需要0.25molHO，由于加入0.275molHO 剩余=0.275mol-0.25mol=0.025mol，根据HO～2Fe2+， 2 2 2 2 2 2 可以氧化Fe2+为0.025mol×2=0.05mol，所以反应的离子方程式为：20I-+2Fe2++11H O+22H+=10I +2Fe3+ 2 2 2 +22H O；反应后溶液中所含的金属阳离子为Fe3+、Fe2+、Al3+，三种阳离子的检验为，取适量溶液于试管， 2 加入KSCN溶液，若溶液变血红色，则含Fe3+，另取适量溶液于试管，加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液紫 色褪去，则含Fe2+，再取适量溶液于试管，逐滴加入NaOH溶液，若开始产生白色沉淀，然后逐渐消失， 则含Al3+。 1．（2022·全国甲卷）能正确表示下列反应的离子方程式为 A．硫化钠溶液和硝酸混合：S2-+2H+=H S↑ 2 B．明矾溶液与过量氨水混合：Al3++4NH+2H O=AlO +4NH 3 2 C．硅酸钠溶液中通入二氧化碳：SiO +CO +H O=HSiO +HCO 2 2 D．将等物质的量浓度的Ba(OH) 和NH HSO 溶液以体积比1∶2混合：Ba2++2OH-+2H++SO 2 4 4 =BaSO ↓+2H O 4 2 【答案】D 【解析】A．硝酸具有强氧化性，可以将S2-氧化为S单质，自身根据其浓度大小还原为NO或NO ，反应 2 的离子方程式为4H++2NO +S2-=S↓+2NO↑+2H O(浓)或8H++2NO +3S2-=3S↓+2NO↑+4H O(稀)，A错误； 2 2 2 B．明矾在水中可以电离出Al3+，可以与氨水中电离出的OH-发生反应生成Al(OH) ，但由于氨水的碱性较 3 弱，生成的Al(OH) 不能继续与弱碱发生反应，故反应的离子方程式为Al3++3NH·H O=Al(OH) ↓+3NH ， 3 3 2 3 B错误；C．硅酸的酸性小于碳酸，向硅酸钠溶液中通入二氧化碳时，生成硅酸沉淀，二氧化碳则根据其通入的量 的多少反应为碳酸根或碳酸氢根，反应的离子方程式为SiO +H O+CO=H SiO↓+CO (CO 少量)或SiO 2 2 2 3 2 +2H O+2CO=H SiO↓+2HCO (CO 过量)，C错误； 2 2 2 3 2 D．将等物质的量浓度的Ba(OH) 与NH HSO 溶液以体积比1：2混合，Ba(OH) 电离出的OH-与NH HSO 2 4 4 2 4 4 电离出的H+反应生成水，Ba(OH) 电离出的Ba2+与NH HSO 电离出的SO 反应生成BaSO 沉淀，反应的 2 4 4 4 离子方程为为Ba2++2OH-+2H++SO =BaSO ↓+2H O，D正确； 4 2 故答案选D。 2．（2022·广东卷）下列关于 的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是 A．碱转化为酸式盐： B．碱转化为两种盐： C．过氧化物转化为碱： D．盐转化为另一种盐： 【答案】B 【解析】A．向氢氧化钠溶液中通入足量的二氧化碳，碱可以转化成酸式盐，离子方程式为：CO+OH-= 2 ，故A错误； B．氯气通入NaOH溶液中可以生成氯化钠和次氯酸钠两种盐，其离子方程式为：Cl+2OH-=Cl-+ClO- 2 +H O，故B正确； 2 C．钠的过氧化物为NaO，可以和水反应生成氢氧化钠，但在离子方程式里NaO 不能拆成离子，故C错 2 2 2 2 误； D．硅酸钠溶于水，在离子方程式里要写成离子，故D错误； 故选B。 3．（2022·浙江卷）下列反应的离子方程式不正确的是 A．盐酸中滴加 溶液： B． 溶液中通入过量 ： C．乙醇与 酸性溶液反应： D．溴与冷的 溶液反应： 【答案】D 【解析】A．盐酸中滴加 溶液，发生离子反应生成硅酸沉淀，该反应的离子方程式为 ，A正确； B．亚硫酸的酸性强于碳酸，因此， 溶液中通入过量 发生离子反应生成亚硫酸氢钠和二氧化 碳，该反应的离子方程式为 ，B正确；C．乙醇与 酸性溶液反应发生反应，乙醇被氧化为乙酸， 被还原为 ，该反应的离子方程 式为 ，C正确； D．类比氯气与碱反应可知，溴与冷的 溶液反应生成溴化钠、次溴酸钠和水，该反应的离子方程式 为 ，D不正确。 综上所述，本题选D。 4．（2022·湖南卷）下列离子方程式正确的是 A． 通入冷的 溶液： B．用醋酸和淀粉 溶液检验加碘盐中的 ： C． 溶液中加入 产生沉淀： D． 溶液与少量的 溶液混合： 【答案】AC 【解析】A．Cl 通入冷的 NaOH溶液中发生反应生成氯化钠和次氯酸钠，该反应的离子方程式为 2 Cl+2OH-=Cl－+ClO－+H O，A正确； 2 2 B．用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的 的原理是 在酸性条件下与I－发生归中反应生成I 而遇淀 2 粉变蓝，由于醋酸是弱酸，在离子方程式中不能用H＋表示，因此B不正确； C．HO 具有较强的氧化性，FeSO 溶液中加入HO 产生的沉淀是氢氧化铁，该反应的离子方程式为2Fe2+ 2 2 4 2 2 + H O+4H O=2Fe(OH) ↓+4H＋，C正确； 2 2 2 3 D．NaHCO 溶液与少量的Ba(OH) 溶液混合后发生反应生成碳酸钡沉淀、碳酸钠和水，NaHCO 过量， 3 2 3 Ba(OH) 全部参加反应，因此该反应的离子方程式为2 +Ba2++2OH-=BaCO ↓+ +2H O，D不正确； 2 3 2 综上所述，本题选AC。 5．（2022·广东卷）实验室进行粗盐提纯时，需除去 和 ，所用试剂包括 以及 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】除杂过程中不能引入新杂质，同时为保证除杂完全，所加除杂试剂一般过量，然后选择合适的试 剂将所加过量的物质除去。 粗盐中主要成分为NaCl。除去Ca2+选用 将其转化为沉淀，为了不引入新杂质，所加物质的阳离子为 Na+，即选用NaCO 除去Ca2+，同理可知，除去Mg2+需选用NaOH，除去 需选用BaCl ，因所加除杂 2 3 2 试剂均过量，因此向粗盐样品中加入除杂试剂的顺序中，BaCl 先于NaCO 加入，利用NaCO 除去Ca2+和 2 2 3 2 3 多余的BaCl ，因NaCO、NaOH均过量，成为新杂质，需要过滤后向滤液中加入HCl，至溶液中不再有 2 2 3 气泡产生，以此除去NaCO、NaOH，然后将溶液蒸干得到较为纯净的食盐产品，综上所述，答案为A。 2 3 6．（2022·全国乙卷）某白色粉末样品，可能含有 、 、 和 。取少量样品进行如下实验： ①溶于水，得到无色透明溶液 ②向①的溶液中滴加过量稀盐酸，溶液变浑浊，有刺激性气体逸出。离心分离。 ③取②的上层清液，向其中滴加 溶液有沉淀生成。 该样品中确定存在的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】由题意可知，①取少量样品溶于水得到无色透明溶液，说明固体溶于水且相互之间能共存，②向 ①的溶液中滴加过量稀盐酸，溶液变浑浊，有刺激性气体放出，说明固体中存在NaSO,发生反应SO 2 2 3 2 +2H+=S↓+H O+SO ↑，离心分离，③取②的上层清液，向其中滴加BaCl 溶液，有沉淀生成，则沉淀为 2 2 2 BaSO，说明固体中存在NaSO ，不能确定是否有NaSO 和NaCO，NaSO 与过量盐酸反应生成二氧化 4 2 4 2 3 2 3 2 3 硫，NaCO 与过量盐酸反应生成二氧化碳，而这些现象可以被NaSO 与过量盐酸反应的现象覆盖掉，综 2 3 2 2 3 上分析，该样品中确定存在的是：NaSO 、NaSO, 2 4 2 2 3 答案选A。