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备战2024 年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练
第8 讲 离子反应、离子共存、检验与推断
本讲复习目标
1.掌握电解质的概念。
2.能正确书写离子方程式。
3.能够判断离子之间是否大量共存。
4.掌握常见离子的检验方法。
夯基·知识精讲
一、电解质及其相关概念
1.电解质和非电解质
电解质:在水溶液里或熔化状态下能导电的化合物叫做电解质。
非电解质:在水溶液里和熔化状态下都不能导电的化合物叫做非电解质。
概念辨析:
(1)研究对象均为化合物,单质和混合物既不是电解质也不是非电解质,如Cu、NaCl 溶液。
(2)电解质不一定能导电,如固态NaCl、液态HCl 等;能导电的物质不一定是电解质,如铁、铝等金
属单质。
(3)本身电离而导电的化合物才是电解质。如CO2、SO2、NH3的水溶液能导电,但均是非电解质。
(4)电解质的强弱与电解质溶液导电能力的强弱、溶解性的大小没有直接关系。如碳酸钙,其溶解性
小,溶液导电性差,但其属于强电解质。
(5)离子型氧化物(如Na2O、CaO 等)虽然溶于水后并非自身电离,但熔融时却可电离,且完全电
离,因此也是电解质。
2.强电解质和弱电解质
强电解质:在水溶液里全部电离为离子的电解质叫做强电解质。包括强酸、强碱、大部分盐类。
弱电解质:在水溶液里部分电离为离子的电解质叫做弱电解质。包括弱酸、弱碱、水、极少数盐等。
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概念辨析:
(1)研究对象:均为电解质。
(2)分类标准:是否全部电离,全部电离的为强电解质,部分电离的是弱电解质。不是以溶液的导电能
力强弱为标准。
(3)电离条件:在水溶液里。
(4)有些化合物(如BaSO4、AgCl)虽溶解度小,但属强电解质,因溶解的部分能完全电离。
3.电解质的电离
(1)概念:电解质在水溶液中或熔融状态下,解离成自由移动的离子的过程。
(2)电离条件:酸的电离条件是溶于水,盐和碱的电离条件是溶于水或熔融。
4.电离方程式的书写
电离方程式:用化学式和离子符号表示电解质溶于水或熔融状态下电离成离子的式子。
(1)强电解质的电离方程式中,用“===”连接,弱电解质(包括弱酸的酸式酸根)的电离方程式中,用“
”连接。例如:
Na2SO4:Na2SO4===2Na++SO;
HClO:HClO
H++ClO-。
(2)多元弱酸的电离分步书写,多元弱碱的电离一步写完。例如:
H2CO3:H2CO3
H++HCO,HCO
H++CO;
Fe(OH)3:Fe(OH)3
Fe3++3OH-。
(3)酸式盐的电离,强酸酸式盐与弱酸酸式盐的阴离子电离方程式不同。例如:
NaHSO4:NaHSO4===Na++H++SO(在水溶液中);
NaHCO3:NaHCO3===Na++HCO、HCO
H++CO。
5.从电离的角度认识酸、碱、盐
(1)酸:电离时产生的阳离子全部是H+的化合物,如H2SO4。
(2)碱:电离时产生的阴离子全部是OH-的化合物,如NaOH。
(3)盐:电离时能产生金属阳离子(或铵离子)和酸根阴离子的化合物,如CuSO4、NH4Cl。
6.电解质溶液的导电性
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(1)电解质的导电原理
熔融电解质或电解质溶液中的导电微粒是自由移动的阴、阳离子,它们在外电场作用下能产生定向移
动从而导电。
(2)电解质溶液导电能力大小的影响因素
①电解质溶液导电能力的大小取决于溶液中自由移动离子的浓度和离子的电荷数。
②温度升高时,弱电解质电离程度增大,离子浓度增大,导电性会增强。
【例题1】按要求书写下列电解质的电离方程式:
Ba(OH)
①
2:_____________________________________________________________;
KAl(SO
②
4)2:____________________________________________________________;
CH
③
3COOH:___________________________________________________________;
H
④
2CO3:_______________________________________________________________;
Cu(OH)
⑤
2:_____________________________________________________________;
NaHSO
⑥
4溶于水:_______________________________________________________;
NaHSO
⑦
4熔融:_________________________________________________________;
NaHCO
⑧
3:_____________________________________________________________。
【答案】
Ba(OH)
①
2===Ba2++2OH-
KAl(SO
②
4)2===K++Al3++2SO
CH
③
3COOH
CH3COO-+H+
H
④
2CO3
H++HCO、HCO
H++CO
Cu(OH)
⑤
2
Cu2++2OH-
NaHSO
⑥
4===Na++H++SO
NaHSO
⑦
4(熔融)===Na++HSO
NaHCO
⑧
3===Na++HCO、HCO
H++CO
【例题2】下列说法正确的是( )
A.液态HCl 不导电,为非电解质;单质Cu 导电,为电解质
3
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B.氨水导电,液氨不导电,所以氨水是电解质
C.弱电解质溶液中存在一种共价化合物分子
D.BaSO4的水溶液的导电性很弱,但它是强电解质
【答案】D
【例题3】今有10 种物质:
Cu
①
②稀硫酸 ③HCl
NH
④
3 ⑤空气 ⑥CO2 ⑦Hg ⑧NaCl ⑨CaCO3 ⑩Cl2
按照表中提示的信息,把符合左栏条件的物质的序号填入右栏相应的位置。
符合的条件
物质的序号
(1)
混合物
(2)
电解质,但熔融状态下并不导电
(3)
电解质,但难溶于水
(4)
非电解质
(5)
既不是电解质,也不是非电解质,但本身能导电
【答案】(1)②⑤ (2)③ (3)⑨ (4)④⑥ (5)①②⑦
【解析】
10 种物质中稀硫酸和空气属于混合物。HCl 溶于水可电离出H+、Cl-,能导电是电解质,但熔融状态下不
存在自由移动的离子,不导电。CaCO3是难溶性的电解质。NH3、CO2的水溶液虽然能导电,但不是它们本
身发生了电离,而是它们分别与水发生了反应,生成了能电离的物质NH3·H2O 和H2CO3,故它们属于非电
解质。Cu 和Hg 属于单质,稀H2SO4属于混合物,不是化合物,故既不是电解质也不是非电解质,但能导
电。
【例题4】将等浓度的H2SO4、NaHSO4溶液,分别滴入两份相同的Ba(OH)2溶液中,其电导率与滴入溶液
体积变化的曲线如图所示。下列分析正确的是( )
4
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A.b→d 反应的离子方程式为H++OH-===H2O
B.d 点溶液中,Na+与SO 的物质的量之比为1 1∶
C.c 点导电能力相同,所以两溶液中含有相同量的OH-
D.a、b 两点Ba2+均沉淀完全,所以对应的溶液均显中性
【答案】A
【解析】Ba(OH)2 溶液和H2SO4、NaHSO4 溶液反应的化学方程式分别为H2SO4+Ba(OH)2=== BaSO4↓+
2H2O,NaHSO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+NaOH+H2O、2NaHSO4+Ba(OH)2=== BaSO4↓+Na2SO4+2H2O,
溶液导电能力与离子浓度成正比,根据图知,曲线①在a 点溶液电导率接近0,说明该点溶液离子浓度最
小,应该为Ba(OH)2和H2SO4的反应,则曲线②为Ba(OH)2和NaHSO4的反应。b→d 反应为向NaOH 溶液
中继续滴加NaHSO4溶液,实际上是酸碱中和反应,离子方程式为H++OH-===H2O,故A 项正确;d 点时
溶质为Na2SO4,根据化学式知,Na+与SO 的物质的量之比为2 1∶,故B 项错误;c 点,①中稀硫酸过量,
溶质为硫酸,②中溶质为NaOH、Na2SO4,则该点两种溶液中氢氧根离子浓度不同,故C 项错误;a 点液
体为纯水,b 点溶质为NaOH,所以a 点呈中性,b 点呈碱性,故D 项错误。
【例题5】电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终
点。如图是KOH 溶液分别滴定HCl 溶液和CH3COOH 溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中,能正确表
示用NH3·H2O 溶液滴定HCl 和CH3COOH 混合溶液的滴定曲线的是( )
【答案】D
【解析】HCl 为强电解质,CH3COOH 为弱电解质,滴加NH3·H2O,先与HCl 反应,生成同样为强电解质
的NH4Cl,但溶液体积不断增大,溶液稀释,所以电导率下降;当HCl 被中和完后,继续与CH3COOH 反
应,生成CH3COONH4,为强电解质,所以电导率增大;HCl 与CH3COOH 均反应完后,继续滴加弱电解
质NH3·H2O,电导率变化不大,因为溶液被稀释,有下降趋势。
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二、离子反应及其书写
1.离子反应
(1)概念:在溶液中有离子参加或生成的反应。
(2)本质:反应物中某些离子的浓度减小。
(3)发生条件
①复分解反应类型
②氧化还原反应类型
强氧化性物质+强还原性物质===弱氧化性物质+弱还原性物质。如FeCl3溶液与Cu 反应的离子方程
式为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。
2.离子方程式
(1)概念:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
(2)书写步骤(以CaCO3与盐酸的反应为例)
(3)意义: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。如氢氧化钠溶液和
盐酸反应、氢氧化钙溶液和硝酸反应的离子方程式,都可用H++OH-===H2O 来表示。
(4)书写原则:
①客观事实原则:如2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑中错在H+不能把Fe 氧化成Fe3+,而只能氧化成Fe2+。应
为:Fe + 2H+===Fe2+ + H2↑。
②质量守恒原则:如Na+H2O===Na++OH– +H2↑,错在反应前后H 原子的数目不等。应为:
2Na+2H2O===2Na++2OH– +H2↑。
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③电荷守恒原则:如Fe3++Cu===Fe2++Cu2+,错在左右两边电荷不守恒。应为:2Fe3+ + Cu===2Fe2+
+Cu2+。
④定组成原则:如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应:H++SO4
2–+Ba2++OH–===BaSO4↓+H2O,错在SO4
2–和
H+、Ba2+和OH–未遵循1:2 这一定组成。应为:2H++SO4
2–+Ba2++2OH–===BaSO4↓+2H2O。
3.书写离子方程式时,物质拆分的注意事项
(1)可溶性的强电解质拆写成离子
强酸:HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4等。
强碱:NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等。
可溶性盐:钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐等。
(2)难溶性盐、弱电解质、单质、氧化物等直接用化学式表示。
①难溶性盐:BaSO4 AgCl 等。
②弱酸:HF、 HClO、CH3COOH、 H2SO3、H2CO3、H2S、H3PO4等。
③弱碱:NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3等。
④单质:Cl2、Cu 等。
⑤氧化物:Na2O、Al2O3、Fe2O3等。
(3)固体之间的反应、浓硫酸与固体之间的反应;都不写离子方程式。
(4)多元弱酸的酸式酸根离子不能拆写。如HCO 不能写成CO 和H+。
(5)氨水作为反应物,书写成NH3·H2O;氨水作为生成物,若有加热条件或在浓溶液中生成,则书写成
NH3↑+H2O,若无加热条件或在稀溶液中生成,则书写成NH3·H2O。
①不加热或稀溶液中,写成NH3·H2O。
②加热或浓溶液中,写成NH3和H2O。
(6)微溶物的处理
①微溶物作为产物视为沉淀,不拆分;
②作反应物时,澄清溶液拆分为离子,浑浊液不拆分,如Ca(OH)2。
【例题1】对于下列实验,能正确描述其反应的离子方程式的是( )
A.用Na2SO3溶液吸收少量Cl2:3SO+Cl2+H2O===2HSO+2Cl-+SO
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B.向CaCl2溶液中通入CO2:Ca2++H2O+CO2===CaCO3↓+2H+
C.向H2O2溶液中滴加少量FeCl3:2Fe3++H2O2===O2↑+2H++2Fe2+
D.同浓度同体积NH4HSO4溶液与NaOH 溶液混合:NH+OH-===NH3·H2O
【答案】A
【解析】
Na2SO3溶液吸收少量Cl2的反应可分为两步:先发生氧化还原反应:SO+Cl2+H2O===2H++2Cl-+SO,
然后发生:H++SO===HSO,由二者可得3SO+Cl2+H2O===2HSO+2Cl-+SO,A 正确;
由于CaCO3能溶于酸,所以向CaCl2溶液中通入CO2不能发生反应,B 错误;
由于Fe3+能催化H2O2的分解,所以向H2O2溶液中滴加少量FeCl3发生的反应为2H2O2=====O2↑+2H2O,C
错误;
NH4HSO4溶液中含有NH 和H+,二者均可与OH-反应,且反应的先后顺序为H+、NH,所以同浓度同体
积NH4HSO4溶液与NaOH 溶液混合时反应的离子方程式为H++OH-===H2O,D 错误。
【例题2】书写下列反应的离子方程式。
(1)注意难溶、气体、难电离微粒的书写形式。
①氧化镁溶于稀硫酸: 。
AlCl
②
3溶液中滴加过量的氨水: 。
③小苏打溶液与乙酸溶液混合: 。
④向NaHSO3溶液中加入过量NaHSO4溶液: 。
(2)注意微溶物质、NH 与碱反应的条件。
①澄清石灰水中加入稀盐酸: 。
②石灰乳与Na2CO3溶液反应: 。
Na
③
2SO4溶液与AgNO3溶液混合: 。
NH
④
4Cl 与NaOH 两稀溶液混合: 。
(3)注意单质、氧化物、浓“盐酸、硝酸、硫酸”的书写形式。
①过氧化钠溶于水: 。
FeCl
②
3腐蚀铜箔: 。
③用MnO2与浓盐酸共热制Cl2: 。
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④铜与浓硝酸反应: 。
⑤铜在加热条件下与浓硫酸反应: 。
【答案】
(1)注意难溶、气体、难电离微粒的书写形式。
MgO
①
+2H+===H2O+Mg2+。
Al
②
3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH。
HCO
③
+CH3COOH===CH3COO-+H2O+CO2↑。
HSO
④
+H+===H2O+SO2↑。
(2)注意微溶物质、NH 与碱反应的条件。
OH
①
-+H+===H2O。
Ca(OH)
②
2+CO===CaCO3+2OH-。
SO
③
+2Ag+===Ag2SO4↓。
NH
④
+OH-===NH3·H2O。
(3)注意单质、氧化物、浓“盐酸、硝酸、硫酸”的书写形式。
2Na
①
2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑。
2Fe
②
3++Cu===2Fe2++Cu2+。
MnO
③
2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O。
Cu
④
+4H++2NO===Cu2++2NO2↑+2H2O。
Cu
⑤
+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O。
【例题3】写出符合下列情况的离子方程式。
(1)向MgSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液生成Mg(OH)2·MgCO3:____________________________。
(2)BaS 溶液与硫酸锌溶液混合生成立德粉(ZnS·BaSO4):_____________________________________。
(3)向MnCl2溶液中加入NH4HCO3生成MnCO3:______________________________。
(4)已知PbSO4不溶于水,但可溶于醋酸铵溶液,反应方程式如下:PbSO4+2CH3COONH4===(CH3COO)2Pb
+(NH4)2SO4 ,将硫化钠溶液与醋酸铅溶液混合,可生成沉淀,写出反应的离子方程式:
________________。
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【答案】
(1)2Mg2++2CO+H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑[或2Mg2++3CO+2H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓+2HCO]
(2)Zn2++Ba2++S2-+SO===ZnS·BaSO4↓
(3)Mn2++2HCO===MnCO3↓+CO2↑+H2O
(4)(CH3COO)2Pb+S2-===PbS↓+2CH3COO-
【例题4】室温下,通过下列实验探究0.1mol·L-1NaHS 溶液的性质。
实验
实验操作和现象
①
滴加几滴酚酞试液,溶液变红
②
加入等体积0.1mol L
⋅
-1NaOH 溶液充分混合,无明显现象
③
加入少量CuSO4溶液,产生黑色沉淀
④
加入适量NaClO 溶液,有淡黄色沉淀产生
下列有关说法正确的是( )
A.实验①溶液中:c(S2-)>c(H2S)
B.实验②所得溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
C.实验③中反应的离子方程式:Cu2++HS-→CuS↓+H+
D.实验④中反应的离子方程式:2HS-+ClO-→2S↓+Cl-+H2O
【答案】B
【解析】
A.实验①:滴加几滴酚酞试液,溶液变红,表明溶液显碱性,则HS-的水解程度大于电离程度,所以溶液
中:c(S2-)<c(H2S),A 不正确;
B.实验②中,NaHS 与NaOH 正好完全反应,所得溶液为Na2S 溶液,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)
+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),物料守恒:c(Na+)=2c(HS-)+2c(S2-)+2c(H2S),从而得出c(OH-)=c(H+)+c(HS-)
+2c(H2S),B 正确;
C.实验③中,HS-与Cu2+反应,生成CuS 沉淀和H+,H+再与HS-结合为H2S,反应的离子方程式:Cu2+
+2HS-→CuS↓+H2S↑,C 不正确;
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D.实验④中,HS-与ClO-发生氧化还原反应,生成S、Cl-和OH-,OH-再与HS-反应生成S2-和H2O,反应的
离子方程式:2HS-+ClO-→S↓+Cl-+S2-+H2O,D 不正确;
故选B。
【例题5】请按要求书写下列离子方程式:
(1)向Ba(HCO3)2溶液中滴入NaHSO4溶液,至沉淀完全,写出反应的离子方程式:________________。
在上述溶液中继续滴入NaHSO4溶液,此时离子方程式为____________________________。
(2)0.2 mol·L-1的NH4Al(SO4)2溶液与0.3 mol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合:
_____________________________________。
(3)AlCl3溶液与烧碱溶液反应,当n(OH-)∶n(Al3+)=7 2∶时:________________________。
(4)CuCl2溶液与NaHS 溶液反应,当n(CuCl2)∶n(NaHS)=1 2∶时:______________________。
(5)标准状况下,2.24 L CO2通入250 mL 0.5 mol·L-1的 NaOH 溶液中:_________________。
(6)100 mL 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中加入0.01 mol CH3COOH:______________________。
(7)4 mol·L-1的NaAlO2溶液和7 mol·L-1的盐酸等体积均匀混合:_______________________。
【答案】
(1)Ba2++SO+H++HCO===BaSO4↓+H2O+CO2↑ HCO+H+===CO2↑+H2O
(2)2Al3++3SO+3Ba2++6OH-===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
(3)2Al3++7OH-===Al(OH)3↓+AlO+2H2O
(4)Cu2++2HS-===CuS↓+H2S↑
(5)4CO2+5OH-===CO+3HCO+H2O
(6)CO+CH3COOH===HCO+CH3COO-
(7)4AlO+7H++ H2O===3Al(OH)3↓+Al3+
三、离子共存
1.离子共存的本质
几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大
量共存。
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2.判断离子能否大量共存的“四个要点”
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是:一色、二性、三特殊、四反应。
(1)一色——溶液颜色
几种常见离子的颜色:
离子
Cu2+
Fe3+
Fe2+
MnO
溶液颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
(2)二性——溶液的酸碱性
①在强酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子(如CO、ClO-、SO、S2-、CH3COO-等)不能大量存在。
②在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如NH、Al3+、Cu2+、Mg2+、Zn2+、Fe3+等)不能大量存在。
③如HCO、HS-、HSO、HPO、H2PO 等,在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在。
(3)三特殊——三种特殊情况:
AlO
①
与HCO 不能大量共存:AlO+HCO+H2O===Al(OH)3↓+CO。
“NO
②
+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO 等还原性的离子发生氧化还原反应而不能
大量共存。
NH
③
与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO 等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水
解程度仍很小,它们在溶液中仍能大量共存。
(4)四反应——四种反应类型
四反应是指离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然不能大量共存。
反应类型
复
分
解
反
应
生成沉淀
离子
不能大量共存的离子
Ba2+、Ca2+
SO、CO、SO、SiO、PO 等
Ag+
Cl-、Br-、I-、SO、CO、PO、S2-等
H+
AlO、SiO 等
S2-
Zn2+、Fe2+、Pb2+、Cu2+、Ag+等
CO
Ba2+、Ca2+、Mg2+、Pb2+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、Ag+等
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OH-
Mg2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Zn2+等
AlO
H+、HCO、HSO 等
生成气体及易
挥发性物质
H+
弱酸阴离子(CO、HCO、SO、HSO、S2-、HS-等)
OH-
NH、HCO、HSO、HS-等
生成弱电解质
H+
OH-、ClO-、F-、CH3COO-等
氧化还原反应
(能反应的打
“√”,不能反应的
打“×”)
S2-
SO
I-
Fe2+
Br-
Cl-
MnO(H+)
√
√
√
√
√
√
ClO-
√
√
√
√
√
√(酸性)
NO(H+)
√
√
√
√
—
—
Fe3+
√
√
√
×
×
×
相互促进的水解反应
①Al3+与CO
、
HCO
、
S 2 - 、HS
- 、AlO、SiO。
②Fe3+与CO
、
HCO
、
AlO
、SiO。
配合反应
Fe3+与SCN-;Ag+与NH3·H2O 不能大量共存
3.离子共存判断题中常见的限制条件
限制条件
分析解读
无色溶液
有色离子不能大量共存(透明溶液可能含有色离子)
使甲基橙呈红色或pH=1
溶液显酸性,OH-及弱酸的酸根离子不能大量共存
遇酚酞呈红色或pH=13
溶液呈碱性,H+及弱碱的阳离子、弱酸的酸式酸根离子
不能大量共存
与Al 反应放出H2
溶液可能显酸性,也可能显强碱性,显酸性时不能含NO
由水电离出的c(H+)=1×10-13
mol·L-1
溶液可能显酸性,也可能显碱性
通入足量的CO2(或NH3)
溶液呈酸性(或碱性)
因发生氧化还原反应而不能大量
共存
能发生氧化还原反应的氧化性离子和还原性离子不能大
量共存
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“一定”“可能”还是“不能”
大量共存
确定是“可能性”还是“肯定性”
加水稀释,减小
说明该溶液呈酸性[稀释的是溶质,溶质c(H+)减小,而
c(OH-)增大]
某溶液的lg =12
该溶液呈酸性
【例题1】室温下,下列各组离子一定能与指定溶液共存的是( )
A.
的
溶液:
、
、
、
B.
的
溶液:
、
、
、
C.
的
溶液:
、
、
、
D.
的
溶液:
、
、
、
【答案】D
【解析】
A.
是强酸弱碱盐,
的
溶液显酸性,H+与
生成硅酸沉淀不能大量共存,A 不
符合题意;
B.
的
溶液,
与
生成
不能大量共存,B 不符合题意;
C.
的
溶液,H+、
、
共同作用发生氧化还原反应,不能大量共存,C 不符合题
意;
D.
的
溶液,
、
、
、
、
、
能大量共存,D 符合题意;
故选D。
【例题2】下列溶液中,离子一定能大量共存的有哪些? 。
(1)使酚酞溶液变红的溶液:Na+、Cl-、SO、Fe3+
(2)使紫色石蕊溶液变红的溶液:Fe2+、Mg2+、NO、Cl-
(3)常温下,c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:NH、Al3+、SO、NO
(4)碳酸氢钠溶液:K+、SO、Cl-、H+
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(5)含大量Fe3+的溶液中:NH、Na+、Cl-、SCN-
(6)强碱溶液中:Na+、K+、AlO、CO
(7)常温下,pH=1 的溶液中:K+、Fe2+、Cl-、NO
(8)加入铝粉有氢气产生的溶液中:K+、Na+、CO、SO
(9)由水电离出的c 水(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液:Na+、K+、Cl-、NO
(10)c(H+)∶c(OH-)=1 10
∶
-2的溶液:K+、Ba2+、ClO-、CO
(11)澄清透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、Br-、Cl-
【答案】(6)、(9)、(11)
【例题3】常温下,下列各组离子在指定条件下可能大量共存的是( )
A.含有
的溶液中:
、
、
、
B.
的溶液中:
、
、
、
C.
的溶液中:
、
、
、
D.水电离出的
的溶液中:
、
、
、
【答案】C
【解析】
A.
与
能发生双水解反应,二者不能共存,A 不符合题意;
B.
的溶液呈酸性,酸性条件下,
能氧化
,二者不能共存,B 不符合题意;
C.常温下,
的溶液呈弱酸性,
、
、
、
可以大量共存,C 符合题意;
D.常温下,水电离出的
的溶液既可以为酸性溶液又可以为碱性溶液;酸性溶液
中,S2-不能大量存在,碱性溶液中,
不能大量存在,D 不符合题意;
故选C。
【例题4】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( )
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选
项
粒子组
判断和分析
A
Na+、Cu2+、Cl-、S2-
能大量共存,粒子间不反应
B
Na+、Fe2+、H+、H2O2
能大量共存,粒子间不反应
C
H+、K+、
、
不能大量共存,因发生反应:2H++
=S↓+SO2↑+H2O
D
Na+、Al3+、Cl-、NH3·H2O
不能大量共存,因发生反应:Al3++4NH3·H2O=
+4
+2H2O
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】C
【解析】
A.Cu2+与S2-之间发生反应产生CuS 沉淀,所以这些离子不能大量共存,A 项错误;
B.H2O2在酸性条件下将Fe2+氧化,反应方程式为
,所以它们不能大量共
存,B 项错误;
C.
在酸性条件下不稳定发生氧化还原反应变为S 和SO2,C 项正确;
D.Al3+与
发生反应生成Al(OH)3,D 项错误;
故选C。
【例题5】有一无色透明溶液,欲确定是否含有下列离子:K+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、NO、SO、Cl
-、I-、HCO,实验如下:
实验步骤
实验现象
(1)用玻璃棒蘸取少量该溶液,点在pH 试纸中部
试纸变为红色
(2)取少量该溶液,加入Cu 片和浓硫酸,加热
有无色气体产生,气体遇空气可以变成红棕
色
(3)取少量该溶液,加入BaCl2溶液
有白色沉淀生成
(4)取(3)中反应后的上层清液,加入AgNO3溶液
有稳定的白色沉淀生成,且不溶于稀硝酸
(5)取少量该溶液,加入NaOH 溶液
有白色沉淀生成,当NaOH 过量时,沉淀部
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分溶解
由此判断:
(1)溶液中一定存在的离子是____________;溶液中肯定不存在的离子是____________。
(2)写出实验步骤(2)中所发生反应的离子方程式:____________________________。
(3)为了进一步确定其他离子,应该补充的实验及对应欲检验离子的名称:_____________。
【答案】
(1)NO、SO、Mg2+、Al3+ Fe2+、HCO、I-、Ba2+
(2)3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
(3)K+的检验可以用焰色试验;Cl-的检验:向溶液中加足量的Ba(NO3)2溶液,过滤后向滤液中加AgNO3溶
液,再加稀硝酸,白色沉淀不溶解,可证明有Cl-存在
【解析】
本题要求为无色透明溶液,则Fe2+不能大量存在。步骤(1)pH 试纸变红,说明溶液显酸性,HCO 不能大量
存在;步骤(2)说明有NO,在酸性条件下NO 有强氧化性,因此还原性的离子I-就不能大量存在;步骤(3)
说明有SO,Ba2+就不能大量存在;步骤(4)不能说明有Cl-,因为步骤(3)中引入了Cl-;步骤(5)说明有Mg2
+和Al3+。
四.离子的检验和推断
答题模板:
实验操作(取少量或适量待检溶液于试管中,加入……试剂,再加入……试剂)
⇓
现象描述(①溶液由……变为……,②若有……生成,③若没有……等)
⇓
得出结论(如“若……说明……,若……说明……”)
1.常见阳离子的检验:
(1)常规检验法
①用NaOH 溶液能检验出Cu2+、Fe3+、Fe2+、Al3+、NH
实验现象
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Cu2+
产生蓝色沉淀
Fe3+
产生红褐色沉淀
Fe2+
先产生白色沉淀,迅速变灰绿色,最后变红褐色沉淀
Al3+
先生成白色胶状沉淀,继续加入NaOH 溶液,白色胶状沉淀又逐渐溶解
NH
共热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气体
Mg2+
开始产生白色沉淀,NaOH 溶液过量沉淀不溶解
②焰色反应:
用焰色反应可检验出溶液中的K+(透过蓝色钴玻璃焰色为浅紫色)和Na+(透过蓝色钴玻璃焰色为黄
色)。
(2)特殊检验法
检验试剂
实验现象
Fe3+
KSCN 溶液或碘化钾淀粉溶液
溶液变红色或溶液变蓝色
Fe2+
酸性高锰酸钾溶液或KSCN 溶液和少量新
制氯水(稀硝酸)
溶液紫色褪去或溶液先无变化,后变红
色
2.常见阴离子的检验:
(1)OH-:滴入石蕊试液或酚酞试液,溶液变蓝色或红色
(2)利用盐酸和其他试剂检验:
检验方法
SO4
2-
先加入稀盐酸,无现象,再加入BaCl2溶液,生成白色沉淀
SO3
2-
加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入稀盐酸,产生使品红褪色的无色、有
刺激性气味的气体
CO3
2-
①加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入稀盐酸,产生无色无味的气体
②加入稀盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体
(3)利用HNO3酸化的AgNO3溶液检验:
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实验现象
Cl—
生成不溶于稀硝酸的白色沉淀
Br—
生成不溶于稀硝酸的浅黄色色沉淀
I—
生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀
(4)依据显示特殊颜色
① ――→ 有机层(下层)
② I- ――→ 溶液变蓝,表明有I-。
3.离子推断的“四项基本原则”
(1)肯定原则:根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子(记住几种常见的有色离子:Fe2+、
Fe3+、Cu2+、MnO、CrO、Cr2O)。
(2)互斥原则:在肯定某些离子存在的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在(注意题目中的隐含
条件,如酸性、碱性、指示剂的颜色变化、与铝反应产生H2、水的电离情况等)。
(3)电中性原则:溶液呈电中性,溶液中有阳离子,必有阴离子,且溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子
所带负电荷总数相等(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子)。
(4)进出原则:通常是在实验过程中使用,是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干
扰。
4.电荷守恒在定量型离子推断试题中的应用
离子定量推断试题常根据离子的物质的量(或浓度)定量推断最后一种离子的存在:如果多种离子共存,且
只有一种离子的物质的量未知,可以用电荷守恒来确定最后一种离子是否存在,即阳离子所带的正电荷总
数等于阴离子所带的负电荷总数。
【例题1】下列关于离子检验的说法正确的是( )
A.检验溶液中是否含有Ba2+:取少量待测液,向其中加入少量稀硫酸,若有白色沉淀产生,则溶液
中含有Ba2+
B.检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁,可选用的试剂是酸性KMnO4溶液
C.检验溶液中是否含有CO:取少量待测液,向其中加入适量稀盐酸,观察是否有大量气泡产生
D.在未知溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,说明该未知溶液中存在SO
或SO
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【答案】B
【解析】如果溶液中含有Ca2+、Ag+等,向其中加入少量稀硫酸,会有硫酸钙、硫酸银等白色沉淀产生,
所以不能确定溶液中含有Ba2+,A 项错误;硫酸亚铁可将酸性KMnO4还原而使酸性KMnO4溶液褪色,B
项正确;HCO、SO、HSO 遇稀盐酸也可产生大量气泡,C 项错误;若存在Ag+,加入BaCl2溶液会产生氯
化银白色沉淀,D 项错误。
【例题2】实验室检验下列离子所用试剂或现象错误的是( )
选
项
离子
试剂
现象
A
Fe2+
K3[Fe(CN)6]溶液
溶液变蓝
B
NH
NaOH 溶液、湿润的红色石蕊试纸
与碱反应(可加热)产生气体,生成的气体使该试纸变蓝
C
Cl-
AgNO
①
3溶液②稀硝酸
加试剂①时生成白色沉淀,加②时沉淀不溶解
D
SO
①盐酸②氯化钡溶液
加试剂①酸化时无沉淀,再滴加②时析出白色沉淀
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】A
【解析】
A.检验Fe2+的试剂为K3[Fe(CN)6]溶液,现象为生成蓝色沉淀,A 错误;
B.NH 与碱反应(可加热)产生NH3,NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,B 正确;
C.检验Cl−所用试剂为硝酸银溶液和稀硝酸,氯化银(白色)沉淀不溶于稀硝酸,排除碳酸银等沉淀的干
扰,C 正确;
D.检验SO ,通常先加盐酸排除干扰离子,再滴加氯化钡溶液时即析出白色沉淀;
答案为A。
【例题3】常温下,pH=1 的某溶液A 中含有NH 、K+、Na+、Fe3+、Al3+、Fe2+、CO
、NO 、Cl-、AlO
、I-、SO
中的4 种,且各离子的物质的量浓度均为0.1mol·L-1,现取该溶液进行有关实验,实验结果如图
所示。下列说法正确的是( )
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A.溶液中一定有上述离子中的Al3+、NO 、SO
、Cl-四种离子
B.实验消耗14.4gCu,则生成气体丁3.36L
C.沉淀乙中一定有BaCO3,可能有BaSO4
D.溶液中一定没有Fe3+,但无法确定有没有I-
【答案】A
【解析】
由溶液pH=1 可知溶液为酸性溶液,溶液中存在大量氢离子,可以排除CO
、AlO ;溶液A 中加过量
(NH4)2CO3,产生白色沉淀甲、气体甲,白色沉淀只能为氢氧化铝,可以排除Fe2+、Fe3+,溶液中一定含有
Al3+;溶液乙加铜和浓硫酸能产生气体丙,丙在空气中变成红棕色,则丙为NO,说明在原溶液中有NO
,在强酸性溶液中含有NO ,则一定不存在具有还原性的离子I-,最后根据电荷守恒得原溶液中含有H+、
NO 、Al3+、SO
、Cl-五种离子,据此解答分析。
A.根据以上分析可知,溶液中存在0.1mol/L 的氢离子、0.1mol/L 的铝离子,0.1mol/LNO ,溶液中阳离
子带有的电荷为:(0.1mol/L×1)+(0.1mol/L×3)=0.4mol/L;而溶液中除了存在0.1mol/L 的硝酸根离子外,根
据电荷守恒,还应该含有SO
和Cl-,所以该溶液中一定有Al3+、NO 、SO
、Cl-四种离子,故A 正确;
B.根据反应方程式3Cu+8HNO3(稀)═3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 可知,若消耗14.4g 铜,n(Cu)=
=0.225mol,根据反应方程式中Cu 与NO 的物质的量关系可知生成一氧化氮气体的物质的量为n(NO)=
n(Cu)=
×0.225mol=0.15mol,由于没有告知是否是在标准状况下,所以0.15mol 一氧化氮的体积不一定为
3.36L,故B 错误;
C.根据上述分析可知,溶液中含有硫酸根离子,溶液A 中加过量(NH4)2CO3、Ba(OH)2后,沉淀乙中一定
含有BaCO3、BaSO4,故C 错误;
D.溶液中一定没有Fe3+、I-,故D 错误;
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故选:A。
【例题4】某溶液X 呈无色,且仅可能含有Ba2+、Na+、NH、H+、Cl-、I-、SO、SO 八种离子中的几种
(不考虑水的电离),溶液中各离子浓度均为0.1 mol·L-1,向该溶液中滴加少量新制氯水,所得溶液仍为无
色。下列关于溶液X 的分析中不正确的是( )
A.肯定不含Cl-
B.肯定不含H+
C.肯定不含NH
D.肯定含有SO
【答案】C
【解析】
向该溶液中滴加少量新制氯水,所得溶液仍为无色,说明该溶液含有还原性离子SO。相应地,不含有与
SO 发生反应的Ba2+、H+。溶液中各离子浓度均为0.1 mol·L-1,c(SO)=0.1 mol·L-1,为了满足电荷守恒,必
须含有Na+、NH,c(Na+)=0.1 mol·L-1,c(NH)=0.1 mol·L-1,肯定不含Cl-。
【例题5】某无色溶液中含有Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、[Al(OH)4]-、MnO、CO、SO 中的若干种。现取该
溶液进行如下实验:
A.取适量溶液,加入过量盐酸,有气体甲生成,并得到澄清溶液;
B.在A 所得溶液中再加入过量的碳酸氢铵溶液,有气体甲生成,同时析出白色沉淀a;
C.在B 所得溶液中加入过量Ba(OH)2溶液,有气体乙生成,同时析出白色沉淀b。
根据上述实验回答下列问题:
(1)溶液中一定不存在的离子是___________________;
一定存在的离子是______________。
(2)气体甲为________(填化学式,下同),白色沉淀a 为___________,气体乙为________。
(3)判断沉淀b 成分的方法是_____________________________________________________。
【答案】
(1)MnO、Ag+、Ba2+、Al3+ CO、Na+、[Al(OH)4]-
(2)CO2 Al(OH)3 NH3
(3)滴加盐酸,若沉淀部分溶解,则含有碳酸钡和硫酸钡,若沉淀全部溶解,则只含有碳酸钡
【解析】
某无色溶液,说明溶液中一定不存在高锰酸根离子。实验A,加入过量盐酸,有气体生成,并得到无色溶
液,所以溶液中一定存在CO,生成的气体甲为二氧化碳,一定不存在Ag+、Ba2+、Al3+,阳离子只有钠离
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子;实验B,在A 所得溶液中加入过量NH4HCO3溶液,有气体生成,同时析出白色沉淀a,原溶液中一定
存在[Al(OH)4]-,白色沉淀a 为氢氧化铝;实验C,在B 所得溶液中加入过量Ba(OH)2溶液,有气体生成,
同时析出白色沉淀b,白色沉淀一定含有碳酸钡,可能含有硫酸钡。
提能·课后精练
1.(2023·重庆渝中·重庆巴蜀中学校考模拟预测)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.在
溶液中:
、
、
、
B.含大量
的溶液中:
、
、
、
C.加入Al 产生
的溶液中:
、
、
、
D.由水电离的
的溶液中:
、
、
、
【答案】B
【详解】
A.铁离子和SCN-离子生成红色物质,不共存,A 不符合题意;
B.
、
、
、
、
相互之间不反应,能共存,B 符合题意;
C.加入Al 产生
的溶液为酸性或碱性,若为碱性溶液氢氧根离子会和镁离子、碳酸氢根离子反应不共
存;若为酸性氢离子会和
反应不共存,C 不符合题意;
D.由水电离的
的溶液为酸性或碱性,酸性溶液中氢离子、氯离子、次氯酸根离
子会发生氧化还原反应生成氯气,不共存,D 不符合题意;
故选B。
2.(2023·浙江·校联考模拟预测)下列物质属于电解质且溶于水为碱性的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】
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A.
在水溶液和熔融状态下均能导电,是电解质,溶于水后碳酸根离子水解显碱性,选项A 正确;
B.
在水溶液中能导电,属于电解质,但溶液显酸性,选项B 错误;
C.
于水反应生成电解质一水合氨,
属于非电解质,选项C 错误;
D.
是盐,在水溶液中完全电离产生自由移动的离子,属于强电解质,但溶于水后因铵根离子水解
显酸性,选项D 错误;
答案选
。
3.(2023·辽宁·统考高考真题)一定条件下,酸性
溶液与
发生反应,
(Ⅱ)起催化作用,
过程中不同价态含
粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是
A.
(Ⅲ)不能氧化
B.随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C.该条件下,
(Ⅱ)和
(Ⅶ)不能大量共存
D.总反应为:
【答案】C
【详解】
开始一段时间(大约13min 前)随着时间的推移Mn(Ⅶ)浓度减小直至为0,Mn(Ⅲ)浓度增大直至达到最大
值,结合图像,此时间段主要生成Mn(Ⅲ),同时先生成少量Mn(Ⅳ)后Mn(Ⅳ)被消耗;后来(大约13min
后)随着时间的推移Mn(Ⅲ)浓度减少,Mn(Ⅱ)的浓度增大;据此作答。
A.由图像可知,随着时间的推移Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小,说明开始反应生成Mn(Ⅲ),后Mn(Ⅲ)被消
耗生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4,A 项错误;
B.随着反应物浓度的减小,到大约13min 时开始生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅱ)对反应起催化作用,13min 后反应速
率会增大,B 项错误;
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C.由图像可知,Mn(Ⅶ)的浓度为0 后才开始生成Mn(Ⅱ),该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存,C 项
正确;
D.H2C2O4为弱酸,在离子方程式中应以化学式保留,总反应为2
+5H2C2O4+6H+=2Mn2+
+10CO2↑+8H2O,D 项错误;
答案选C。
4.(2023·安徽铜陵·统考模拟预测)下列离子方程式正确的是
A.向CuSO4溶液中加入过量氨水:Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2
B.向Fe(NO3)3溶液中加入过量的HI 溶液:2
+8H++6I-=3I2+2NO↑+4H2O
C.NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合后呈中性:2H++
+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
D.NaOH 溶液与过量H2C2O4溶液反应:H2C2O4+2OH-=
+2H2O
【答案】C
【详解】
A.向CuSO4溶液中加入过量氨水:Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++ 4H2O,故A 错误;
B.向Fe(NO3)3溶液中加入过量的HI 溶液:Fe3++3
+12H++10I-= Fe2++5I2+3NO↑+6H2O,故B 错误;
C.NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合后呈中性,则氢离子与氢氧根离子恰好完全反应,反应离子方程式
为:2H++
+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O,故C 正确;
D.NaOH 溶液与过量H2C2O4溶液反应:H2C2O4+OH-=
+H2O,故D 错误;
故选:C。
5.(2023·天津红桥·统考二模)室温时,下列各组离子在水溶液中可以大量共存的是
A.
、
、
、
B.
、
、
、
C.
、
、
、
D.
、
、
、
【答案】D
【详解】
A.已知HClO 是弱酸,故H+和ClO-不能大量共存,且
、
、
三者因发生氧化还原反应而不能大
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量共存,A 不合题意;
B.
、
、
三者因发生氧化还原反应而不能大量共存,B 不合题意;
C.
、
因发生双水解反应而不能大量共存,C 不合题意;
D.
、
、
、
各离子间不反应,可以大量共存,D 符合题意;
故答案为:D。
6.(2023·福建厦门·厦门一中校考模拟预测)下列离子组能大量共存且加入(或通入)试剂发生反应的离子
方程式正确的是
选项
离子组
试剂
离子方程式
A
、
、
足量铁氰化钾溶
液
B
、
、
少量
C
、
、
少量
D
、
、
足量银氨溶液
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【详解】
A.该组离子互不反应可大量共存,其中
与铁氰化钾反应生成蓝色沉淀,离子方程式:
,故A 错误;
B.该组离子互不反应可大量共存,通少量氯气后反应离子方程式为:
,故B 正确;
C.加入少量
离子方程式为:
,
故C 错误;
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D.OH-与NH 不能大量共存,加入足量银氨溶液共热,离子方程式:
,故D 错误;
故选:B。
7.(2023·北京·统考高考真题)下列离子方程式与所给事实不相符的是
A.
制备84 消毒液(主要成分是
):
B.食醋去除水垢中的
:
C.利用覆铜板制作印刷电路板:
D.
去除废水中的
:
【答案】B
【详解】
A.Cl2和NaOH 溶液反应产生NaCl、NaClO、H2O,除了Cl2和H2O 不能拆写其余均可拆写为离子,A 项
正确;
B.食醋为弱酸不能拆写为离子,反应为2CH3COOH+CaCO3=Ca2++2CH3COO-+CO2+H2O,B 项错误;
C.FeCl3将Cu 氧化为CuCl2而自身被还原为FeCl2,反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,C 项正确;
D.Na2S 将Hg2+转化为沉淀除去,反应为Hg2++S2−=HgS↓,D 项正确;
故选B。
8.(2023·重庆·校联考三模)向硫酸铝铵
溶液中逐滴加入
溶液,其生成沉淀的质量
与加入
溶液体积的关系如图所示,下列离子组能够在相应溶液中大量共存的是
A.a 点:
B.b 点:
C.c 点:
D.d 点:
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【答案】D
【详解】
硫酸铝铵溶液中滴加NaOH 溶液,先发生Al3++3OH-=Al(OH)3↓,继续滴加NaOH 溶液,发生NH +OH-
=NH3·H2O,继续滴加NaOH,发生Al(OH)3+OH-=AlO +2H2O,据此分析;
A.a 点溶液中所含离子是NH 、Al3+、SO
,Ca2+与SO
生成微溶物CaSO4,因此所给离子在指定溶液
中不能大量共存,故A 不符合题意;
B.根据上述分析,b 点所含离子是NH 、SO
、Na+,NH 与SiO
发生双水解反应,不能大量共存,故
B 不符合题意;
C.题中所给OH-与Cu2+、NH 分别生成氢氧化铜沉淀、NH3·H2O,因此它们不能大量共存,故C 不符合题
意;
D.d 点所含微粒为Na+、NH3·H2O、SO
、AlO ,所给离子在d 点能够大量共存,故D 符合题意;
答案为D。
9.(2023·重庆沙坪坝·重庆南开中学校考模拟预测)溶液中存在
、
、
、
、
,加入某
物质后既产生了白色沉淀,又产生了无色刺激性气体,该物质可以是
A.
B.
C.CaO
D.
【答案】C
【详解】
A.
加入,铁离子和亚硫酸根反应生成亚铁离子和硫酸根,没有沉淀,也没有气体生成,故A 不符合
题意;
B.
加入,氢离子与亚硫酸根反应生成二氧化硫气体和水,没有白色沉淀生成,故B 不符合题意;
C.CaO 加入,可以理解氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和硫酸根生成硫酸钙白色沉淀,和铵根
反应生成氨气,故C 符合题意;
D.
加入生成硫酸钡、亚硫酸钡白色沉淀,没有气体放出,故D 不符合题意。
综上所述,答案为C。
10.(2023·福建莆田·统考二模)现有下列实验探究摩尔盐
的化学性质。
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装置
实验
试剂a
现象
①
紫色石蕊溶液
溶液变红色
②
溶液
产生白色沉淀
③
稀硝酸溶液
溶液变黄色
④
浓
溶液
产生具有刺激性气味的气体
下列离子方程式不能准确解释相应实验现象的是
A.①中溶液变红:
、
B.②中产生白色沉淀:
C.③中溶液变黄:
D.④中产生有刺激性气体:
【答案】C
【详解】
A.铵根离子、亚铁离子水解使得溶液显酸性,酸性溶液使紫色石蕊试液变红色,能准确解释相应实验现
象,A 不符合题意;
B.硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡白色沉淀,能准确解释相应实验现象,B 不符合题意;
C.亚铁离子和硝酸根离子生成铁离子和一氧化氮气体,
,不能准确
解释相应实验现象,C 符合题意;
D.铵根离子和氢氧根离子生成刺激性气体氨气,能准确解释相应实验现象,D 不符合题意;
故选C。
11.(2023·湖南长沙·长沙一中校考模拟预测)下列离子方程式书写正确的是
A.苏打溶液与少量澄清石灰水混合:
B.
溶液中滴入
溶液:
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C.碳酸氢钙溶液加入醋酸中:
D.
溶液中通入HCl,溶液变为黄绿色:
【答案】D
【详解】
A.苏打溶液与少量澄清石灰水混合的离子方程式:
,A 错误;
B.
溶液中滴入
溶液的离子方程式:
,B 错误;
C.碳酸氢钙溶液加入醋酸中的离子方程式:
,C 错误;
D.
溶液中通入HCl,溶液变为黄绿色的离子方程式:
,
D 正确;
故选D。
12.(2023·甘肃·统考三模)某溶液中可能存在Na2SO4、Na2SO3、Na2S 和Na2CO3中的几种。为确定其组
成进行实验:取少量该溶液,向其中加入过量硫酸,发现溶液变浑浊,同时还产生具有刺激性气味的无色
气体;将所得浊液静置后,向上层清液中加入氯化钡溶液,得到白色沉淀。下列有关叙述不正确的是(不考
虑空气对该实验的影响)
A.溶液变浑浊的离子方程式:2S2-+SO
+6H+=3S↓+3H2O
B.加入氯化钡溶液后得到的沉淀一定是BaSO4
C.由实验现象可知,原溶液中一定存在的溶质是Na2SO3、Na2S 和Na2SO4
D.由实验现象可知,原溶液中不一定存在Na2CO3
【答案】C
【详解】
由题干信息可知,某溶液中可能存在Na2SO4、Na2SO3、Na2S 和Na2CO3中的几种,取少量该溶液,向其中
加入过量硫酸,发现溶液变浑浊,同时还产生具有刺激性气味的无色气体,则说明原溶液中含有Na2SO3和
Na2S,发生的反应为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O、Na2S+H2SO4=Na2SO4+H2S↑,
2H2S+SO2=3S↓+2H2O,将所得浊液静置后,向上层清液中加入氯化钡溶液,得到白色沉淀,离子方程式
为:Ba2++
=BaSO4↓,但由于向原溶液中加入了稀硫酸,故不能说明原溶液中是否含有Na2SO4和
Na2CO3,据此分析解题。
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A.由分析可知,Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O、Na2S+H2SO4=Na2SO4+H2S↑,2H2S+SO2=3S↓+2H2O,
故溶液变浑浊的总的离子方程式:2S2-+SO
+6H+=3S↓+3H2O,A 正确;
B.由分析可知,加入氯化钡溶液后得到的沉淀一定是BaSO4,B 正确;
C.由分析可知,由实验现象可知,原溶液中一定存在的溶质是Na2SO3、Na2S,但不能确定是否含有
Na2SO4,C 错误;
D.由分析可知,由实验现象可知,原溶液中不一定存在Na2CO3和Na2SO4,D 正确;
故答案为:C。
13.(2023·上海·高三专题练习)有一澄清透明的溶液,可能含有大量的
、
、
、
、
、
、
中的几种,向该溶液中滴入
溶液一定体积后才产生沉淀。下列判断正确的是
A.溶液中可能含有
B.溶液中一定不含
C.溶液中可能含有
D.溶液中一定不含
【答案】D
【详解】
向该溶液中滴入
溶液一定体积后才产生沉淀,溶液中一定含有
,因为
与
反应,
,所以溶液中一定不含
,
与
反应生成
,
一定不存在,溶
液中一定含有阴离子为
,
在酸性条件下有强氧化性,
一定不存在,加入
产生沉淀,
和
可能都存在,或者存在其中之一。
A.根据以上分析,该溶液中
一定不存在,A 错误;
B.加入
产生沉淀,
和
可能都存在,或者存在其中之一,B 错误;
C.根据以上分析,溶液中一定含有
,C 错误;
D.溶液中含有
,一定不含
,D 正确;
故选D。
14.(2023·安徽黄山·统考三模)某工业废水中可能含有K+、Ag+、Mg2+、Cu2+、Al3+、NH 、Cl-、CO
、NO 、SO
、I-中的几种,且各离子物质的量浓度均为0.2mol/L(忽略水的电离及离子的水解),欲探究
废水的组成,进行了如下实验:
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I.取该无色溶液5mL,滴加一滴氨水有沉淀生成,且离子种类增加
II.用铂丝蘸取溶液,在火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,无紫色火焰
III.另取溶液加入过量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇到空气变为红棕色
IV.向III 中所得溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
下列推断不正确的是
A.溶液中一定不含的阳离子是K+、NH 、Cu2+、Ag+
B.III 中加入盐酸生成无色气体的离子方程式为:8H++6I-+2NO =3I2+2NO↑+4H2O
C.原溶液除H+和OH-外只含有Mg2+、Al3+、NO 、SO
、I-
D.另取100mL 原溶液,加入足量的NaOH 溶液,充分反应后过滤、洗涤、灼烧沉淀至恒重,得到固体质
量0.8g
【答案】C
【详解】
I.取该无色溶液5 mL,说明一定不含有Cu2+,滴加一滴氨水有沉淀生成,且离子种类增加,说明增加的
是NH ,所以原溶液中一定不含NH ,可能含有Mg2+、Al3+,不含NH 、CO
;
II.用铂丝蘸取溶液,在火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,无紫色火焰,说明没有K+;
III.另取溶液加入过量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,此时溶液依然澄清,说明
有还原性离子I-与NO 和H+反应生成NO,即溶液中有I-、NO ,一定不含有Ag+。
IV.向III 中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明有SO
;
综上所述,一定含有的阴离子为NO 、SO
、I-,各离子物质的量浓度均为0.2mol/L,结合电荷守恒可
知,溶液中一定有Mg2+和Al3+,且还含有一种-1 价的阴离子为Cl-,以此解答。
A.由分析可知,溶液中一定不含的阳离子是K+、NH 、Cu2+、Ag+,故A 正确;
B.III 中加入盐酸,I-与NO 和H+反应生成NO,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:8H+
+6I-+2NO =3I2+2NO↑+4H2O,故B 正确;
C.由分析可知,原溶液除H+和OH-外只含有Mg2+、Al3+、NO 、SO
、I-、Cl-,故C 错误;
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D.另取100 mL 原溶液,加入足量的NaOH 溶液,Mg2+、Al3+反应生成Mg(OH)2、NaAlO2,充分反应后过
滤,洗涤,灼烧沉淀至恒重,根据元素守恒:n(MgO)=n(Mg2+)=cV=0.2 mol/L×0.1 L=0.02 mol,
m(MgO)=0.02 mol×40 g/mol=0.8 g,故D 正确;
故选C。
15.(2023·广东肇庆·高要一中校考二模)某无色溶液中可能含有Na+、K+、Fe3+、Cu2+、SO
、SO
、
CO
、Cl-、Br-中的若干种,依次进行下列实验,观察到的现象记录如下。
pH
①
试纸检验,溶液的pH>7
②取少量原溶液,向溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成
③另取少量原溶液,向溶液中滴加足量氯水,无气体产生,再加入CCl4振荡,静置后CCl4层呈橙色,
用分液漏斗分液
④向分液后的水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和HNO3溶液,有白色沉淀产生,过滤
⑤在滤液中加入AgNO3和HNO3的混合溶液,有白色沉淀产生
则关于原溶液的判断中不正确的是
A.肯定存在的离子是Na+、K+、SO
、Br-
B.肯定不存在的离子是Fe3+、Cu2+、SO
、CO
C.无法确定原溶液中是否存在Cl-
D.若步骤④改用BaCl2溶液和盐酸的混合溶液,对溶液中离子的判断也无影响
【答案】A
【详解】
因为溶液无色,所以溶液中一定不存在:Fe3+、Cu2+,
pH
①
试纸检验,溶液的pH>7,证明溶液显示碱性,根据电荷守恒可知,溶液中一定含有钠离子或是钾离
子中的至少一种;
②取少量原溶液,向溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成,则一定不存在SO
;
③另取少量原溶液,向溶液中滴加足量氯水,无气体产生,则一定不含CO
,可能含有SO
,亚硫酸根
能被氯水氧化为硫酸根离子,再加入CCl4振荡,静置后CCl4层呈橙色,则为溴水的颜色,一定含有Br-;
④向分液后的水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和HNO3溶液,有白色沉淀产生,可以证明硫酸根离子的存在,
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即亚硫酸根被氧化生成的硫酸根离子,溶液中一定存在SO
;
⑤在滤液中加入AgNO3和HNO3的混合溶液有白色沉淀产生,即为氯化银沉淀,但是在③中加入的氯水中
含有氯离子,不能确定是否存在待测离子中的氯离子。
A.由分析可知,液中一定含有钠离子或是钾离子中的至少一种,一定存在SO
、Br-,故A 错误;
B.由分析可知,溶液中肯定不存在的离子是Fe3+、Cu2+、SO
、CO
,故B 正确;
C.由分析可知,无法确定原溶液中是否存在Cl-,故C 正确;
D.若步骤④用BaCl2溶液和盐酸的混合溶液,则硫酸根离子会和BaCl2溶液反应生成难溶物质硫酸钡,但
是硫酸根一定是步骤③中亚硫酸根离子被氧化来的,此时对溶液中离子的判断无影响,故D 正确;
故选A。
16.(2023·全国·高三专题练习)写出下列反应的离子方程式。
(1)FeBr2溶液与Cl2反应
Cl
①
2少量: ;
n(FeBr
②
2) n(Cl
∶
2)=1 1∶: ;
Cl
③
2过量: 。
类似该反应的还有FeI2溶液与Cl2的反应。
(2)NH4HCO3溶液与NaOH 溶液反应
NaOH
①
少量: ;
NaOH
②
足量: 。
类似该反应的还有NH4HSO4溶液或NH4Al(SO4)2溶液与NaOH 溶液的反应。
【答案】
(1)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl- 2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++
2Br2+6Cl-
(2)
+OH-=
+H2O
+
+2OH-=NH3·H2O+
+H2O
【详解】
(1)还原性;Fe2+>Br->I-,
Cl
①
2少量时,Cl2先与还原性较强的Fe2+反应生成Fe3+,离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
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n(FeBr
②
2) n(Cl
∶
2)=1 1∶时,Cl2先与还原性较强的Fe2+反应生成Fe3+,该过程消耗一半的Cl2,剩余的Cl2再和
Br-反应生成Br2,离子方程式为:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-;
Cl
③
2过量时,Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,将Br-氧化为Br2,离子方程式为:2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+
6Cl-。
(2)酸性:
>
,
NaOH
①
少量时,OH-先和
反应,离子方程式为:
+OH-=
+H2O;
NaOH
②
足量时,
和
与OH-反应生成NH3·H2O 和
,离子方程式为:
+
+2OH-
=NH3·H2O+
+H2O。
17.有一未知的无色溶液,只可能含有以下离子中的若干种:H+、NH、K+、Mg2+、Cu2+、Al3+、NO、
CO、SO,现取三份100 mL 溶液进行如下实验:
①第一份加入足量AgNO3溶液后,有白色沉淀产生。
②第二份加入足量BaCl2溶液后,有白色沉淀产生,经洗涤、干燥后,沉淀质量为6.99 g。
③第三份逐滴滴加NaOH 溶液,测得沉淀与NaOH 溶液的体积关系如图所示。
根据上述实验,完成下列问题:
(1)原溶液中一定不存在的离子是__________________________________________。
(2)图25~35 段发生反应的离子方程式为___________________________________。
(3)图35~40 段发生反应的离子方程式为___________________________________。
(4)实验所加的NaOH 溶液的浓度为_________________________________________。
(5) 原溶液中NO 的物质的量为n(NO) ,根据提供的图像和数据,试计算n(NO) 的取值范围为
____________________。
【答案】
(1) Cu2 +、CO、H + (2) NH+OH -===NH3·H2O (3)Al(OH)3+OH -===AlO+2H2O (4)2 mol·L -1
(5)n(NO)≥0.01 mol
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【详解】
根据无色溶液可知,一定不含Cu2+;①第一份加足量AgNO3溶液后,有白色沉淀产生,所以至少有CO、
SO 两种离子中的一种;②第二份加足量BaCl2溶液后,有白色沉淀产生,经洗涤、干燥后,沉淀质量为
6.99 g,则推断至少有CO、SO 两种离子中的一种;③第三份逐滴滴加NaOH 溶液,由图可知,开始加入
氢氧化钠溶液时立即有沉淀生成,说明不含有H+;沉淀最大时,滴加氢氧化钠溶液,沉淀不溶解,说明
含有铵根离子,继续加入氢氧化钠时沉淀部分溶解,最后溶液中仍然有沉淀,推断一定含有Mg2+、Al3+,
Mg2+、Al3+和碳酸根离子不共存,所以溶液中一定不含碳酸根离子,一定含有硫酸根离子,硫酸钡的物质
的量是=0.03 mol,则每一份溶液中硫酸根离子的物质的量是0.03 mol。根据图像可知与铵根离子反应的氢
氧化钠是10 mL,溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠5 mL,则沉淀铝离子消耗氢氧化钠15 mL,所以沉淀镁离子
消耗氢氧化钠25 mL-15 mL=10 mL。最终得到氢氧化镁沉淀是0.01 mol,所以每一份溶液中镁离子是
0.01 mol,与镁离子反应的氢氧化钠是0.02 mol,则氢氧化钠溶液的浓度是=2 mol·L-1,所以每一份溶液中
铵根离子的物质的量是0.01 L×2 mol·L-1=0.02 mol,与氢氧化铝反应的氢氧化钠是2 mol·L-1×0.005 L=0.01
mol,则每一份溶液中铝离子是0.01 mol。根据电荷守恒可知溶液中一定存在硝酸根离子,而钾离子不能确
定。(5)如果存在钾离子,则忽略水的电离,依据电荷守恒可知每一份溶液中NO 的物质的量n(NO)≥0.02
mol+0.01 mol×2+0.01 mol×3-0.03 mol×2=0.01 mol。
18.今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+、Al3+、Fe3+、Mg2+、Ba2+、NH、Cl
-、CO、SO,现取三份100 mL 溶液进行如下实验:
第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生;
第二份加入足量NaOH 溶液加热后,只收集到气体0.02 mol,无沉淀生成,同时得到溶液甲;向溶液甲中
通入过量CO2,生成白色沉淀,沉淀经过滤、洗涤、灼烧,质量为1.02 g;
第三份加入足量BaCl2溶液后,得白色沉淀,沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后,质量为11.65 g。
已知:NaAlO2+2H2O+CO2===NaHCO3+Al(OH)3↓。根据上述实验回答:
(1)一定不存在的离子是______________,不能确定是否存在的离子是_____________。
(2)试确定溶液中肯定存在的离子及其浓度:
①离子符号________,浓度_________________________;
②离子符号________,浓度_________________________;
③离子符号________,浓度_________________________。
(3)试确定K+是否存在?____________(填“是”或“否”),判断的理由是__________。
【答案】
(1)Fe3+、Mg2+、CO、Ba2+ Cl- (2)
NH
①
0.2 mol·L-1 ②Al3+ 0.2 mol·L-1 ③SO 0.5 mol·L-1 (3)
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是 根据电荷守恒,溶液中一定存在钾离子
【详解】
向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生,白色沉淀为AgCl 或碳酸银或硫酸银;向第二份溶液
中加入足量NaOH 溶液加热后,收集到的气体为氨气,其物质的量为0.02 mol,原溶液中一定含NH,无沉
淀产生,说明不存在Fe3+、Mg2+;向溶液甲中通入过量CO2,生成的白色沉淀为氢氧化铝,沉淀经过滤、
洗涤、灼烧,质量为1.02 g,即氧化铝的物质的量为=0.01 mol,原溶液含Al3+ 0.02 mol,则不含CO;第
三份加入足量BaCl2溶液后,得白色沉淀,沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后,质量为11.65 g,沉淀为硫酸
钡,物质的量为=0.05 mol,原溶液中含SO 0.05 mol,则原溶液不含Ba2+,由电荷守恒可知,0.02×1+
0.02×3<0.05×2,可知一定含阳离子K+,不能确定是否含Cl-。(2)根据以上分析可知溶液中Al3+、NH、
SO 的浓度分别是=0.2 mol·L-1、=0.2 mol·L-1、=0.5 mol·L-1。
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