第二讲离子反应

1、2010年高考总复习化学2离子反应在化学复习中，首先要落实的是在化学研究中比较重要的一些基本概念，其中最为重要的有两个方面的知识氧化还原反应和离子反应。氧化还原反应和离子反应在生产、生活和生命活动中有着极为重要的意义。对于高中阶段的学习，离子反应极为常见，也极为重要，在任何一次高考中，离子反应都是必考内容之一，而且难度变化很大。在无机化学学习过程中，老师课堂上的演示实验、同学们自己动手完成的学生实验，大部分都是在水溶液中进行的离子反应。离子反应与其它知识，例如：氧化还原反应；酸、碱、盐、氧化物的性质；溶液中物质的鉴别与除杂；化学计算； “水溶液中的离子平衡”、“电化学基础”两部分内容联系极为紧

2、密。在高考中，对离子反应的具体要求有以下几点：了解离子反应的概念。了解常见离子的检验方法。能够把离子反应的知识和实验相结合，利用离子反应对常见的电解质溶液进行鉴别。结合电离平衡、水解平衡、难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的知识，深入理解离子反应发生的条件，能正确书写离子方程式，并能进行有关计算。了解离子反应在水处理中的应用（包括主要的化学方法及其原理）。考生在复习过程中，落实基础知识、基本技能的基础上，要有意识地拓展知识网络，使高中阶段的知识系统化、条理化，促进知识的灵活运用。在高考中，离子反应常见的考查方式有三种：一是离子方程式的书写和判断；二是判断离子能否大量共存；三是结合实验和计算考查离子

3、的鉴别。一、理解反应实质：能够根据题目要求，正确书写离子方程式，能够判断离子方程式的正误是高考中对离子反应这部分知识最基本的要求，对近几年高考命题进行分析，存在着以下特点：（1）一些重要的物质、重要的离子反应方程式，在历年考卷中多次重复。（2）题目呈现方式富于变化，但考查的知识和能力非常基础，大量素材取自于课本的基础实验。例1（07高考）用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是（ ）选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊。再升高至65以上，溶液变澄清C6H5ONa溶液B通入CO2，溶液变浑浊。继续通CO2至过量，浑浊消失饱和Na2CO3溶液C加入FeSO4溶液，生

4、成红棕色沉淀NaClO溶液D滴入淀粉液，无明显现象，再加入氧化铁粉末，溶液变为蓝色HI溶液答案：B本题考查的范围很广，但并不是简单地考查物质的基本性质，而是将物质的性质与课本中的典型实验紧密地结合起来，给了考生一个新的情景。试题要求考生在落实物质的物理和化学性质的前提下，根据实验现象进行分析，得出正确结论，既强调了对基础知识的熟练掌握，又突出了灵活应用。例2（09高考）下列叙述正确的是（ ）A将CO2通入BaCl2溶液中至饱和，无沉淀产生；再通入SO2，产生沉淀B在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解C向AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加入NaHSO

5、4溶液，沉淀消失D纯锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢；再加入少量CuSO4固体，速率不改变答案：C（3）所考查的化学反应均为中学化学教材中的基本反应，错因大都属于化学式能否拆分、处理不当、电荷未配平、产物不合理和漏掉部分反应等；对某些反应，反应物的用量不同，反应不同，这类离子方程的书写或正误判断是近几年考查的重点内容，也是这部分的难点。在解答这类题目时，考生最容易忽视的是对化学反应实质的分析。在高中化学中，考生接触到的离子反应分为四类：第一类是复分解反应，第二类是氧化还原反应，第三类是生成配合物，第四类是所谓的“双水解”反应（实际属于复分解反应）。在高考中，题目所涉及的化学反应类型以复分解反应

6、为主，而溶液中的氧化还原反应约占15%20，而生成配合物的反应和由于水解引起的离子反应考察较少。正确判断所发生的离子反应的类型是解题的关键所在，这也是解答这类题目时最容易出现的错误。例3（05高考）将足量稀盐酸加到下列固体混合物中，只能发生一种反应的是（ ）AMg、AlCl3、NaAlO2 BKNO3、NaCl、CH3COONaCNaClO、Na2SO3、BaCl2DBa(NO3)2、FeSO4、NH4HCO3答案：B中学化学中常见的氧化剂和还原剂有很多，在离子反应中主要涉及以下几种离子：强氧化性离子强还原性离子MnO4ClONO3（H+）Fe3+Cr2O72（CrO42）S2（HS）SO32

7、（HSO3）IFe2+上述强氧化性离子和强还原性离子简称为“五氧四还”，除了Fe3+与Fe2+因为价态相邻，不能发生氧化还原反应外，都因为发生氧化还原反应而不能在溶液中大量共存。例4（09高考）下列离子方程式正确的是（ ）A盐酸中滴加氨水：H+OHH2OBFe(OH)3溶于氢碘酸中：Fe(OH)3+3H+Fe3+3H2OCCu与稀硝酸：3Cu+8H+2NO33Cu2+2NO+4H2OD向Na2S2O3溶液中通入足量氯气：S2O32+2Cl2+3H2O2SO32+4Cl+6H+答案：C例5（09高考）能正确表示下列反应的离子方程式是（ ）A向次氯酸钙溶液中通入过量CO2：Ca2+2ClO+CO2

8、+H2O=CaCO3+2HClOB向次氯酸钙溶液中通入SO2：Ca2+2ClO+SO2+H2O=CaSO3+2HClOC氢氧化钙溶液与碳酸氢镁溶液反应：Ca2+OH+HCO3=CaCO3+H2OD向氯化亚铁溶液中加入稀硝酸：3Fe2+4H+NO3=3Fe3+2H2O+NO答案：D除了氧化还原反应外，离子之间的复分解反应也需要在复习时重点关注。复分解反应发生的条件是：溶液中的离子相互结合，生成难溶物（或微溶物）、难电离的物质（弱酸、弱碱、水等）、挥发性物质（气体）。看上去比较简单，但是在高考中很少单独考查，经常与其它模块的知识综合在一起。如果将例5中的C选项改成这样一个问题：足量氢氧化钙溶液与碳

9、酸氢镁溶液反应的离子方程式为。这个问题取自于水处理的知识，它涉及到了难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的知识。答案：2Ca2+4OH+Mg2+2HCO3=2CaCO3+2H2O+Mg(OH)2化学反应原理模块是高考的必考内容，其中“水溶液中的离子平衡”与离子反应的关系十分密切。在判断复分解反应能否发生时，需要应用到大量的理论知识。例如：（1）是否生成难电离物质（弱酸、弱碱、水），需要对常见的弱酸、弱碱的相对强弱烂熟于胸，其中涉及到的很多实验依据是在元素化合物、有机化学中的重点实验。酸性强于碳酸酸性弱于碳酸H2SO3H3PO4CH3COOH（低级羧酸）HClOH2SiO3苯酚（酚类物质）同样，我们也

10、可以对弱碱的相对强弱进行类似的总结。碱性强于NH3·H2O碱性弱于NH3·H2OMg(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2（2）了解中学化学实验中常见的难溶物、微溶物，并且能够根据课本实验现象、溶度积数据比较难溶物的溶解度大小，正确判断生成沉淀的种类。中学化学中重要的四种微溶物：Ca(OH)2、MgCO3、AgSO4、CaSO4。例6（04高考）有A、B、C、D、E、F、G共7瓶不同物质的溶液，ABCDEFGABCDEFG它们各是：Na2CO3、Na2SO4、KCl、AgNO3、MgCl2、Ca(NO3)2和Ba(OH)2溶液中的一种。为了鉴别，各取少量溶液进

11、行两两混合，实验结果如表所示。表中“”表示生成沉淀或微溶化合物，“”表示观察不到明显变化。试回答下面问题：A的化学式是 ，G的化学式是 ，判断的理由是 。写出其余几种物质的化学式。B： ，C： ，D： ，E： ，F： 。答案：（1）KCl AgNO3（2）Na2SO4 MgCl2 Na2CO3 Ca(NO3)2 Ba(OH)2例7（09高考）下列化学实验事实及其解释都正确的是（ ）A向碘水中滴加CCl4，振荡静置后分层，CCl4层呈紫红色，说明可用CCl4从碘水中萃取碘B向SO2水溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明BaSO3难溶于盐酸C向0.1 mol·L-1

12、FeSO4溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，说明Fe2+具有氧化性D向2.0 mL浓度均为0.1mol·L-1的KCl、KI混合溶液中滴加12滴0.01 mol·L-1 AgNO3溶液，振荡，沉淀呈黄色，说明AgCl的Ksp比AgI的Ksp大答案：AD二、重点突破“条件限定”型离子共存题目利用离子反应的知识判断溶液中离子能否大量共存也是高考常见题型之一，在解决这类问题时，要注意两个问题，一是对导致离子之间发生化学反应的原因有无明确要求（反应类型）；二是题目中有没有一些限定性条件。在高中阶段，导致离子不能大量共存的反应可以细分为四类：复分解反应、氧化还原反

13、应、生成配合物、双水解反应。对于考生而言难度最大的是双水解反应。彼此能发生“双水解”反应的离子不能大量共存。盐的水解一般很微弱，但是如果某盐溶液中的弱碱阳离子水解程度较大，而另一盐溶液中的弱酸酸根离子水解程度也较大，这两种溶液混合后，它们的水解相互促进，使原水解反应趋于完全，故它们之间不能共存。常见的有：Al3+与CO32、HCO3、S2、HS、AlO2等；Fe3+与CO32、HCO3、AlO2（Fe3+与S2、SO32、HS发生氧化还原反应）；AlO2与弱碱的阳离子以及HCO3等；注意：双水解只能发生在少数离子之间，因为大多数离子水解程度极小，不足以使反应进行到趋于完全。双水解的知识对于很多

14、同学来说不容易理解和记忆，我们可以借助结合元素化合物以及水溶液中的离子平衡等知识。例如：中学化学中非常有名的“铝三角”这张反应关系图中，使偏铝酸根转化为氢氧化铝沉淀在课本中并没有明确提及，但是高考中却经常考到。利用我们学过的酸、碱、盐之间的反应规律，我们不难分析出这个反应的原理。二氧化碳与水反应得到碳酸，然后利用了酸和盐之间的复分解反应，得到了新的盐碳酸钠，还生成了比碳酸更弱的酸氢氧化铝。Al(OH)3+NaOH = NaAlO2+2H2O 酸 碱 盐水NaAlO2+2H2O+CO2=Al(OH)3+Na2CO3盐 酸 新酸 新盐同样，利用在无机化学中非常熟悉的化学实验，我们可以对离子共存做出

15、新的解读。氢氧化铝是一种两性物质，它只能与强酸、强碱发生反应。因此我们可以得到这样的结论：由Al(OH)3生成Al3+，必须与强酸反应，因此能与强酸发生反应的CO32、HCO3、S2、HS、AlO2等，不可能与Al3+大量共存。由Al(OH)3生成AlO2，必须与强碱反应，因此能与强碱发生反应的弱碱的阳离子以及HCO3等，不可能与AlO2大量共存。在离子共存的题目中，高考往往会增加一些限定性条件，既可以考查考生的审题、获取信息的能力，又可以达到学科内综合、考查知识的综合运用能力的目的。在高考中，常见的限定性条件主要有以下几种：（1）溶液的颜色；（2）溶液的酸碱性；利用溶液的pH进行判断；利用指

16、示剂的颜色变化进行判断；甲基橙 红色（pH3.1）黄色（pH4.4 ）石蕊红色（pH5.0）蓝色（pH8.0）酚酞无色（pH8.2）红色（pH10.0）利用简单计算进行判断；利用典型物质的化学性质进行判断。（3）溶液中已经确定存在的离子或在实验中新加入的试剂。例8（08高考）下列各组离子一定能大量共存的是（ ）A在含有大量AlO2的溶液中：NH4+、Na+、Cl、H+B在强碱溶液中：Na+、K+、CO32、NO3C在pH=12的溶液中：NH4+、Na+、SO42、ClD在c（H+）=0.1mol·L1的溶液中：K+、I、Cl、NO3解析：选项A中AlO2与H+不能共存；选项C中pH=

17、12，则c(OH)=0.01 mol·L1，NH4+与OH不能共存；选项D中溶液呈酸性，NO3在酸性溶液中具有强氧化性，与具有还原性的I不能共存。答案：B例9（09高考）在下列各溶液中，离子一定能大量共存的是（ ）A强碱性溶液中：K+、Al3+、Cl、SO42B含有0.1 mol·L-1 Fe3+的溶液中：K+、Mg2+、I、NO3C含有0.1 mol·L-1 Ca2+的溶液中：Na+、K+、CO32、ClD室温下，pH=1的溶液中：Na+、Fe3+、NO3、SO42答案：D例10（09高考）在下列给定条件的溶液中，一定能大量共存的离子组是（ ）A无色溶液：Ca2

18、+、H+、Cl、HSO3B能使pH试纸呈红色的溶液：Na+、NH+4、I、NO3CFeCl2溶液：K+、Na+、SO42、AlO2D=0.1 mol/L的溶液：Na+、K+、SiO32、NO3答案：D例11（08高考）在溶液中加入中量Na2O2后仍能大量共存的离子组是（ ）ANH4+、Ba2+、Cl、NO3 BK+、AlO2、Cl、SO42CCa2+、Mg2+、NO3、HCO3 DNa+、Cl、CO32、SO32答案：B在解答这类题目时，审题是关键。例12在由水电离产生的H+浓度为1×10-13 mol·L1的溶液中，一定能大量共存的离子组是（ ）K+、Cl、NO3、S2；

19、 K+、Fe2+、I、SO42； Na+、Cl、NO3、SO42；Na+、Ca2+、Cl、HCO3；K+、Ba2+、Cl、NO3ABCD答案：B例13下列各组离子在给定条件下能大量共存的是（ ）A在pH=1的溶液中：NH4+、K+、ClO、ClB有SO42存在的溶液中：Na+、Mg2+、Ca2+、IC有NO3存在的强酸性溶液中：NH4+、Ba2+、Fe2+、BrD在c（H+）=1.0×1013 mol·L1的溶液中：Na+、S2、AlO2、SO32答案：D例14某溶液既能溶解氢氧化铝，又能溶解硅酸，在该溶液中能够大量共存的离子组是（ ）AK+、Na+、HCO3、NO3BNa

20、+、SO42、Cl、ClOCH+、Mg2+、SO42、NO3DAg+、K+、NO3、Na+答案：B三、重视原理和计算的结合，由“定性”向“半定量”、“定量”发展在高考中，离子反应的很多考题正在逐步由“定性”向“半定量”、“定量”衍化。1、用量不同产物不同在书写离子方程式或者判断离子方程式正误时，这类题目很让人头疼，如何解决这类问题呢？首先要从原理上分析，产生这种情况的原因在于反应中如果有某种反应物过量，会直接引发后续反应，也就是我们通常所说的“多步连续反应”。常见反应有：（1）有CO2（SO2、H3PO4等）参加的反应：实质是多元弱酸与正盐的进一步反应。通常情况下在CO2不足的情况下生成正盐，

21、而过量的CO2再继续反应把正盐转化为酸式盐（CO2与苯酚钠的反应除外）。（2）强碱与酸式盐的反应，如：NaHSO4与Ba(OH)2、NaHCO3与Ca(OH)2、Ca(HCO3)2与NaOH等。NaHSO4+Ba(OH)2=NaOH+BaSO4+H2ONaOH+NaHSO4=Na2SO4+H2O总的结果：2NaHSO4+Ba(OH)2=Na2SO4+BaSO4+2H2O（3）铁和稀硝酸的反应：过量的铁单质会将生成的Fe3+还原为Fe2+。Fe+4H+NO3=Fe3+NO+2H2OFe+2Fe3+=3Fe2+总的结果：3Fe+2NO3+8H+=3Fe2+2NO+4H2O这类离子反应在书写离子方程

22、式时可以采用“以少定多”的方法。该方法的原理来自于中学化学中非常重要的一类计算类型过量计算。在反应中，不足量（即少量）的物质没有剩余，完全参加反应，因此不足量的物质是计算的基准。例15书写出过量NaHCO3溶液与少量Ca(OH)2溶液发生反应的离子方程式？因为量不足的为Ca(OH)2溶液，所以其中能参加反应的离子应完全反应，假设Ca(OH)2物质的量为1 mo1，则实际参加反应的离子为l mol Ca2+ 和2 mol OH，由此可知，需要HCO3的物质的量为2 mol，写出生成物化学式及系数即可：Ca2+2OH+2HCO3 =2H2O+CO32+CaCO3反之，如果Ca(OH)2溶液过量，不

23、足量的为NaHCO3，溶液中能参加反应的离子应完全反应。假设NaHCO3物质的量为1 mol，则实际参加反应的离子为l mol HCO3，由此可知，需要的OH物质的量为1 mol，Ca2+的物质的量也为1 mol，离子方程式为：Ca2+OH+HCO3 =H2O+CaCO3。除了上述情况外，还有一个重要的原则“强先弱后”，在复分解反应中，结合能力强的离子优先反应；在氧化还原反应中，氧化性或还原性强的离子优先反应。例16（09高考）向含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是（ ）Ax0.4a，2Fe2+Cl22

24、Fe3+2Cl-Bx0.6a，2Br+ Cl2Br2+2ClCx=a，2Fe2+2Br+2Cl2Br2+2Fe3+4ClDx=1.5a，2Fe2+4Br+3Cl22Br2+2Fe3+6Cl解析：由于Fe2+的还原性强于Br，故根据氧化还原反应的先后顺序知，Cl2先氧化Fe2+，然后再氧化Br。2Fe2+ + Cl2 2Fe3+ + 2Cl，2Br + Cl2 Br2 + 2Cl，2FeBr2 + 3Cl2 2FeCl3 + 2Br2 。当x/a 0.5时，Cl2仅氧化Fe2+，故A项正确。当x/a 1.5时，Fe2+和Br全部被氧化，D项正确；当介于两者之间时，则要分步书写方程式，然后进行叠加

25、得总反应。如B项，当x=0.5a时，Cl2刚好把Fe2+全部氧化，而当x=0.6a，显然Cl2还要氧化Br，而选项中没有表示，故错。答案：B与此类似，FeI2溶液与氯水的反应中，还原性强的I与氯水反应后，还原性相对较弱的Fe2+才能发生氧化反应。例17在FeBr2溶液中，缓缓通入C12充分反应后，经测定有1/3的Br被氧化，试写出其总离子反应方程式。解析：由于还原性Fe2+ >Br，按离子被氧化的先后顺序，C12通入溶液中，先氧化Fe2+，再氧化Br，由于Br没有全部被氧化，所以C12量不足，可按FeBr2化学式中实际参加反应的离子量来书写离子方程式。设FeBr2为l mol ，当有l

26、mol Fe2+ 被氧化后就有2/3 mol Br随后被氧化，即参加反应的Fe2+ 和Br物质的量的比为12/3。先分别写出Fe2+、Br和Cl2反应的离子方程式分别为：2Fe2+ C12 = 2Fe3+ + 2Cl2Br+ Cl2 = Br2 + 2Cl按上述分析中参加反应的Fe2+、Br-的物质的量的之比，我们可以写出：1 mol Fe2+0.5 mol C12+2/3 mol Br+1/3 mol C12从而得到总的离子方程式：6Fe2+ + 5C12 + 4Br = 6Fe3+ + 2Br2 + 10Cl2、用量不同现象不同离子检验中的应用例18（08高考）下列各组物质的无色溶液，不用

27、其它试剂即可鉴别的是( )KOH Na2SO4 AlCl3 NaHCO3 Ba(OH)2 H2SO4HCl NaAlO2 NaHSO4 Ca(OH)2 Na2CO3 BaCl2A B C D解析：中KOH和AlCl3互滴现象不同，另一种是Na2SO4，可以鉴别；中HCl和NaHSO4与NaAlO2反应的现象相同，不能鉴别；中Ca(OH)2和BaCl2与Na2CO3反应现象相同，不能鉴别。中Ba(OH)2与其余两种溶液反应均能生成白色沉淀，可以先鉴别出Ba(OH)2，再利用反应鉴别其余两种溶液，具体操作如下：在试管中加入少量Ba(OH)2溶液，其余两溶液任取一种，向该试管中加入，弃去上层清液，向

28、生成的沉淀中加入另一种溶液，如果生成气体，那么先加入的是NaHCO3溶液，后加入的是H2SO4溶液；如果没有明显现象，那么先加入的是H2SO4溶液，后加入的是NaHCO3溶液。答案：A备考提示：此题考查了常见物质在溶液中的反应，解答此类题目要求学生熟练掌握常见的化学反应，特别是一些特殊的反应，例如反应物比例不同对产物有影响的反应，如铝盐与强碱的反应，偏铝酸盐和强酸的反应、稀氨水与硝酸银溶液的反应、碳酸钠和酸的反应等。例19（07高考）A、B、C、D、E均为可溶于水的固体，组成它们的离子有阳离子Na+、Mg2+、Al3+、Ba2+阴离子OH、Cl、CO32、SO42、HSO4分别取它们的水溶液进

29、行实验，结果如下：A溶液与B溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于E溶液；A溶液与C溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于E溶液；A溶液与D溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于盐酸；B溶液与适量D溶液反应生成白色沉淀，加入过量D溶液，沉淀量减少，但不消失。据此推断它们是：A；B；C；D；E。答案：Na2CO3；Al2(SO4)3；MgCl2；Ba(OH)2；NaHSO4或Mg(HSO4)2提示：不要忙于逐条进行分析，先全面审题，从中找出最典型的实验作为突破口。例20实验室中有等物质的量浓度的四种溶液，它们是Ba(OH)2、NaHCO3、NaAlO2、HCl，今不慎将溶液的标签失去，实验室中现只有试管、胶头滴管

30、、蒸馏水，为了将它们一一鉴别出来，进行了如下实验：将四瓶溶液分别标记为A、B、C、D；在两支试管中各取A溶液2 mL，分别滴加5滴B、C溶液，均生成白色沉淀；在两支试管中分别取B、C溶液各2 mL，分别滴加5滴A溶液，B溶液中出现白色沉淀，而C溶液中无明显现象；将B、C两溶液混合，产生无色气体。根据以上几个实验的现象，即可确定四种溶液的组成，请回答下列问题：（1）A为溶液（填化学式，下同），B为溶液。（2）A、B两溶液混合后，反应的离子方程式为。在试管中取D溶液2 mL，滴加5滴B溶液，发生反应的离子方程式为。（3）若要使A、B、D三种溶液的pH相等，需对它们进行稀释，加入蒸馏水的体积关系应为

31、（填选项）。aV（A）V（B）V（D）bV（D）V（A）V（B）cV（B）V（A）V（D）dV（D）V（B）V（A）答案：（1）NaAlO2 NaHCO3（2）HCO3+AlO2+H2O = Al(OH)3+CO32；HCO3 +Ba2+OH = BaCO3+H2O（3）d3、结合理论知识综合考查例21（09高考）现有A、B、C、D、E、F六种化合物，已知它们的阳离子有K+、Ag+、Ca2+、Ba2+、Fe2+、Al3+，阴离子有Cl、OH、CH3COO、NO3、SO42、CO32，现将它们分别配成0.1 mol·L1的溶液，进行如下实验：测得溶液A、C、E呈碱性，且碱性为A>E>C；向B溶液中滴加稀氨水，先出现沉淀，继续滴加氨水，沉淀消失；向D溶液中滴加Ba(NO3)2溶液，无明显现象；向F溶液中滴