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专题 03 离子反应方程式和离子共存
课 内容 离子反应 离子共存的判断 离子方程式的书写
标 1.了解电解质的概念。了解强电解质和弱电解
解 解读 质的概念。 能正确书写化学方程式和离子方程式,
并能进行有关计算
读 2.了解离子反应的概念、离子反应发生的条件
对本专题内容的考查不均,其中离子共存和离子方程式的正误判断考查频率较低,而
离子方程式的书写每年必考,但不单独命题,而是分散在非选择题中的某个设问中,
考情分析
题目位置不固定,内容上多以书写信息型离子方程式为主,体现出新课标对化学学习
能力和学科素养的重视。
关注教材中常见的离子方程式,利用题目信息书写陌生离子方程式。陌生离子方程式
包括两种类型:一是氧化还原反应型,书写时应注意按照得失电子守恒→电荷守恒→质
备考策略
量守恒的顺序配平;二是非氧化还原反应型,书写时应注意题目提供的信息,判断出
反应物和生成物,根据电荷守恒和质量守恒配平。
核心素养 变化观念与平衡思想 宏观辨识与微观探析
高频考点一 离子方程式书写及其判断
1.离子方程式的书写
(1)易溶于水、易电离的强电解质用实际参加反应的离子表示:如强酸(HCl、稀HSO 、HNO 、HBr、
2 4 3
HI、HClO)拆分,但浓HSO 不拆分;强碱[NaOH、Ba(OH) 、KOH、Ca(OH) ]拆分,但浑浊石灰水不拆分;
4 2 4 2 2
溶于水并且电离的盐拆分,如Fe(SCN) 虽然溶于水,但不电离不能拆分。非电解质、弱电解质(弱酸、弱碱、
3
水等)、难溶物、气体、氧化物、单质等均用化学式表示。
(2)检查离子方程式中各项是否都有公约数,检查是否漏写某个反应或特殊条件。检查生成物是否正确,
即是否符合反应原理,如Ba(OH) 与HSO 的反应不能书写成Ba2++OH-+SO+H+===BaSO ↓+HO。
2 2 4 4 2
(3)离子方程式两边质量(原子)守恒、电荷守恒、得失电子守恒。
(4)注意限制反应条件的影响,如溶液的浓度,浓 HNO 与稀HNO 与金属反应;少量、过量中生成物是否
3 3
正确;注意溶液的环境(酸碱性);注意氧化性、还原性强弱引起的反应顺序;注意反应是发生非氧化还原反应
还是氧化还原反应。
2.两类与量有关的离子方程式的书写方法
(1)过量与少量型
书写原则:“以少定多”,即先根据题给条件判断“少量物质”,以少量物质的离子计量数(充分反应)确
定所需“过量物质”的离子计量数。如向Ca(HCO ) 溶液中加入过量NaOH溶液的离子方程式的书写方法为
3 2(2)定量型
首先按题给条件中反应物的物质的量,结合“以少定多”的原则及离子反应顺序,逐步写出各步反应的离
子方程式,然后把各步离子方程式加合即可得到总反应的离子方程式。现以明矾与Ba(OH) 溶液的定量型反应
2
为例详细说明:明矾与含等物质的量的Ba(OH) 溶液反应的离子方程式的书写。
2
3.离子方程式正误判断
例1.(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】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
=HCO -,故A错误;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-
3 2=Cl-+ClO-+H O,故B正确;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
2 2 2 2 2
能拆成离子,故C错误;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。
【变式探究】(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】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Cl+2OH-
2 2
=Cl-+ClO-+H O,A正确;用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的IO-的原理是IO-在酸性条件下与I-发生归
2 3 3
中反应生成I 而遇淀粉变蓝,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;HO 具有较
2 2 2
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++
4 2 2
HO+4H O=2Fe(OH) ↓+4H+,C正确;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、
2 2 2 3 3 2
碳酸钠和水,NaHCO 过量,Ba(OH) 全部参加反应,因此该反应的离子方程式为2HCO -+Ba2++2OH-
3 2 3
=BaCO ↓+CO 2-+2H O,D不正确;综上所述,本题选AC。
3 3 2
【举一反三】(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湿合:Al3++4NH+2H O=AlO-+4NH+
3 2 2 4
C.硅酸钠溶液中通入二氧化碳:SiO2-+CO +H O=HSiO -+HCO-
3 2 2 3 3
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++SO2-
2 4 4 4
=BaSO ↓+2H O
4 2
【答案】D
【解析】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 ,反应的离
2
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;明矾在水中
3 2 2 3 2
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弱,生成的Al(OH)
3 3
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+,B错误;硅酸的酸性小
3 2 3 4
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SiO2-+H O+CO=H SiO↓+CO 2-(CO 少量)或SiO2-
3 2 2 2 3 3 2 3+2H O+2CO=H SiO↓+2HCO-(CO 过量),C错误;将等物质的量浓度的Ba(OH) 与NH HSO 溶液以体积比
2 2 2 3 3 2 2 4 4
1:2混合,Ba(OH) 电离出的OH-与NH HSO 电离出的H+反应生成水,Ba(OH) 电离出的Ba2+与NH HSO 电
2 4 4 2 4 4
离出的SO 2-反应生成BaSO 沉淀,反应的离子方程为为Ba2++2OH-+2H++SO2-=BaSO ↓+2H O,D正确;故故选
4 4 4 4 2
D。
【方法技巧】
1.“少定多变”法书写与量有关的离子方程式
先根据题给条件判断“少量物质”,以“少量物质”的离子计量数(充分反应)确定所需“过量物质”的离
子数目,如向Ca(HCO ) 溶液中加入过量NaOH溶液的离子方程式的书写方法如下。
3 2
2.离子反应顺序的判断方法
(1)氧化还原型离子反应。同一氧化剂(或还原剂)可能与多种还原剂(或氧化剂)反应。
①确定氧化剂或还原剂强弱顺序。例如:还原性 I->Fe2+>Br->Cl-,氧化性Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>
Fe2+>Zn2+等。
②根据强弱规律,判断反应顺序。同一氧化剂与多种还原剂反应,还原性强的还原剂优先发生反应;同一
还原剂与多种氧化剂反应,氧化性强的氧化剂优先发生反应。
(2)复分解型离子反应。判断反应产物与其他成分是否能大量共存。例如:某溶液中含有Al3+、NH、H+,
向溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液,若先发生反应NH+OH-===NH·H O,则生成的NH ·H O与H+、Al3+都不
3 2 3 2
能大量共存,会发生反应NH ·H O+H+===NH+HO、Al3++3NH ·H O===Al(OH) ↓+3NH。因此,OH-应先
3 2 2 3 2 3
与H+反应,再与Al3+反应,最后与NH反应。判断离子反应先后顺序的总规则是先发生反应的反应产物与其
他物质能大量共存。
【变式探究】(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】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;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;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;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,故选D。
【举一反三】(2022·浙江卷)下列实验对应的离子方程式不正确的是
A.将碳酸氢钙溶液与过量的澄清石灰水混合: +Ca2++OH-=CaCO ↓+H O
3 2
B.将少量NO 通入NaOH溶液:2NO +2OH-= + +H O
2 2 2
C.将少量SO 通入NaClO溶液:SO +H O+2ClO-= +2HClO
2 2 2
D.向氨水中滴入少量硝酸银溶液:Ag++2NH·H O= +2H O
3 2 2
【答案】C
【解析】将碳酸氢钙溶液与过量的澄清石灰水混合,反应生成碳酸钙和水,反应的离子方程式为:
HCO+Ca2++OH-=CaCO ↓+H O,选项A正确;将少量NO 通入NaOH溶液,反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,
3 2 2
反应的离子方程式为:2NO +2OH-= + +H O,选项B正确;将少量SO 通入NaClO溶液,反应生成
2 2 2
硫酸钠和盐酸,反应的离子方程式为:SO +H O+2ClO-=SO+HClO+H++Cl-,选项C不正确;向氨水中滴入少量
2 2
硝酸银溶液,反应生成氢氧化二氨合银,反应的离子方程式为:Ag++2NH·H O= +2H O,选项D
3 2 2
正确;故选C。高频考点二 离子共存
1.四种离子反应类型
反应类型 不能大量共存的离子
生成沉淀 Ba2+与CO、SO、SO;SiO与H+不能大量共存
复分
解反 生成气体 H+与CO、HCO、S2-、SO等不能大量共存
应
生成弱电解质 H+与OH-、ClO-、F-、CHCOO-等不能大量共存
3
Fe3+能氧化S2-、I-等;MnO、ClO-在酸性、碱性、中性条件下
氧化还原反应
都有强氧化性,能将I-、Fe2+、SO等氧化
Al3+与AlO、HCO、CO、S2-、HS-等水解彻底;Fe3+与AlO、
盐的双水解
HCO、CO等水解彻底,不能大量共存
络合反应 Fe3+与SCN-;Ag+与NH ·H O
3 2
2.离子共存的四大题设“陷阱”
条件类型 常见表述 误点点拨
Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO等有色离子
“无色”
不能大量存在
“pH=1”或“pH=13” 溶液显酸性或碱性
常见的限
制条件 只能是氧化性离子和还原性离子不共
“因发生氧化还原反应而不能大量
存,并不是其他离子反应,同时要注意溶液
共存”
酸碱性的影响
“透明” “透明”也可“有色”
“与Al反应放出H” 溶液既可能显酸性也可能显碱性
2
“由水电离出的c(H+)=1×10-12
溶液既可能显酸性也可能显碱性
mol·L-1”的溶液
常见的隐 “通入足量的NH ” 与NH ·H O反应的离子不能存在
3 3 2
含条件
含有大量Fe3+的溶液 酸性溶液并具有强氧化性
含有大量AlO、S2-的溶液 碱性溶液
含有大量NO的溶液 隐含H+与还原性离子不能大量存在
NH与CHCOO-、CO,Mg2+与 存在相互促进水解情况,但水解程度较
3
HCO等组合 小,在溶液中仍然能大量共存
相互促进
水解 Al3+与CO、HCO、AlO、HS-、S2-; 相互促进水解,生成沉淀或气体,不能
Fe3+与CO、HCO、AlO、ClO- 大量共存
(1)“一定大量共存”
题干要求 (2)“可能大量共存” 审清关键字词
(3)“不能大量共存”
例2.(2022·湖北卷)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A.在 氨水中:B.在 氯化钠溶液中:
C.在 醋酸溶液中:
D.在 硝酸银溶液中:
【答案】C
【解析】氨水显碱性,会与 反应,不能大量共存,A项错误; 会发生氧化还原反应,
不能大量共存,B项错误;醋酸显酸性,在醋酸溶液中 均不会发生反应,能大量共存,
C项正确;硝酸银中的银离子会与氯离子反应生成沉淀,不能大量共存,D项错误;故选C。
【方法技巧】离子共存判断方法
(1)先看条件——题干条件
一看题干要求,需辨别的离子组是“大量共存”还是“不能大量共存”,是“可能”还是“一定”。
二看附加条件,如①溶液的颜色,若为无色溶液,则MnO、Fe3+、Cu2+、Fe2+等有色离子不能大量存
在;
②溶液的酸、碱性;③特定离子或分子的存在等。
(2)后看反应——所给离子之间能否发生反应
【变式探究】(2021·天津卷)常温下,下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A.pH=1的溶液:Fe2+、Mg2+、 、
B.pH=12的溶液:K+、Na+、 、
C.pH=7的溶液:Na+、Cu2+、S2-、Cl-
D.pH=7的溶液:Al3+、K+、Cl-、
【答案】B
【解析】pH=1的溶液中, 在酸性条件下与Fe2+会发生氧化还原反应,不能大量共存,故A错误;
pH=12的溶液中,K+、Na+、 、 均不能发生反应,能大量共存,故B正确;pH=7的溶液中,Cu2+、
S2-会发生反应生成沉淀,不能大量共存,故C错误;pH=7的溶液中,Al3+、 会发生双水解,不能大量共存,故D错误;故选B。
【举一反三】(2021·湖南卷)对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是( )
粒子组 判断和分析
A Na+、Al3+、Cl-、NH 3 ·H 2 O 不能大量共存,因发生反应:
B H+、K+、S 2 O 3 2-、SO 4 2- 不能大量共存,因发生反应:
C Na+、Fe3+、SO 4 2-、H 2 O 2 能大量共存,粒子间不反应
D H+、Na+、Cl-、MnO 4 - 能大量共存,粒子间不反应
【答案】B
【解析】Al3+和NH ·HO生成Al(OH) 沉淀而不是生成AlO-,故A错误;SO2-和H+反应生成单质硫、二
3 2 3 2 2 3
氧化硫和水,离子方程式为:2H++ S O2-=S↓+SO ↑+H O,故B正确;Fe3+可以将HO 氧化得Fe2+和O,不能
2 3 2 2 2 2 2
大量共存,故C错误;在酸性条件下MnO-能将Cl-氧化为Cl,不能大量共存,故D错误;故选B。
4 2
高频考点三 离子检验与推断
1.常见离子检验的特征反应及现象
(1)常见阳离子的检验
(2)常见阴离子的检验
―→
―→
―→
―→加入AgNO 生成不溶于稀硝酸的白色沉淀
32.离子检验中的常见干扰因素以及排除措施
Na+和K+:用铂丝(铁丝)蘸取该溶液,放到酒精灯火焰上灼烧,若火焰是黄色,则是Na+;透过蓝色钴玻
璃观察火焰若是紫色,则是K+。
3.坚持“四项基本原则”突破离子推断(2题为例)
(1)肯定性原则
根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子,如 2题中实验现象“产生沉淀后部分溶解”“无
气体产生”“产生白色沉淀4.66 g”等。
(2)互斥性原则
在肯定某些离子存在的同时,结合离子共存规律,确定不存在的离子,如本题确定含 Cu2+,则一定不含
CO。
(3)进出性原则
在进行离子检验时,往往需要加入试剂,这样就会引入新的离子,原溶液中是否存在该种离子就无法判
断,还会有一些离子会随着实验过程中所产生的沉淀或气体而消失,有可能对后续的实验造成影响,如本题中
加入BaCl ,则不能确定是否含Cl-。
2
(4)电中性原则
在任何电解质溶液中,阴、阳离子的总电荷数是守恒的,即溶液呈电中性。在判断混合体系中某些离子存
在与否时,有的离子并未通过实验验证,但我们可运用溶液中电荷守恒理论来判断其是否存在。例3.(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SO2-
2 2 3 2 3
+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硫,
4 2 4 2 3 2 3 2 3
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,综上分析,
2 3 2 2 3
该样品中确定存在的是:NaSO 、NaSO,故选A。
2 4 2 2 3
【变式探究】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。
【举一反三】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,检验
2
NH应加入浓NaOH溶液,且需要加热。
【举一反三】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。下列说法正确的是( )
2
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×=
2 3
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,n(SO)=
2
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)=2n(SO)=
4
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。