2023届二轮复习 专题03 离子反应方程式和离子共存 学案

专题03离子反应方程式和离子共存课标解读内容离子反应离子共存的判断离子方程式的书写解读1.了解电解质的概念。了解强电解质和弱电解质的概念。2.了解离子反应的概念、离子反应发生的条件能正确书写化学方程式和离子方程式，并能进行有关计算考情分析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，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。备考策略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H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4)拆分，但浓H2SO4不拆分；强碱[NaOH、Ba(OH)2、KOH、Ca(OH)2]拆分，但浑浊石灰水不拆分；溶于水并且电离的盐拆分，如Fe(SCN)3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、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)2与H2SO4的反应不能书写成Ba2＋＋OH－＋SOeq\o\al(2－,4)＋H＋=BaSO4↓＋H2O。(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HNO3与稀HNO3与金属反应；少量、过量中生成物是否正确；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(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液的离子方程式的书写方法为(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)2溶液的定量型反应为例详细说明：明矾与含等物质的量的Ba(OH)2溶液反应的离子方程式的书写。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：CO2+OH-=HCO3-，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：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，故B正确；钠的过氧化物为Na2O2，可以和水反应生成氢氧化钠，但在离子方程式里Na2O2不能拆成离子，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】Cl2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Cl2+2OH-=Cl－+ClO－+H2O，A正确；用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的IO3-的原理是IO3-在酸性条件下与I－发生归中反应生成I2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；H2O2具有较强的氧化性，FeSO4溶液中加入H2O2产生的沉淀是氢氧化铁，该反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H＋，C正确；NaHCO3溶液与少量的Ba(OH)2溶液混合后发生反应生成碳酸钡沉淀、碳酸钠和水，NaHCO3过量，Ba(OH)2全部参加反应，因此该反应的离子方程式为2HCO3-+Ba2++2OH-=BaCO3↓+CO32-+2H2O，D不正确；综上所述，本题选AC。【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+=H2S↑B．明矾溶液与过量氨水湿合：Al3++4NH3+2H2O=AlO2-+4NH4+C．硅酸钠溶液中通入二氧化碳：SiO32-+CO2+H2O=HSiO3-+HCO3-D．将等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合：Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O【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NO2，反应的离子方程式为4H++2NO3-+S2-=S↓+2NO2↑+2H2O(浓)或8H++2NO3-+3S2-=3S↓+2NO+4H2O(稀)，A错误；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)3，但由于氨水的碱性较弱，生成的Al(OH)3不能继续与弱碱发生反应，故反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+，B错误；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SiO32-+H2O+CO2=H2SiO3↓+CO32-(CO2少量)或SiO32-+2H2O+2CO2=H2SiO3↓+2HCO3-(CO2过量)，C错误；将等物质的量浓度的Ba(OH)2与NH4HSO4溶液以体积比1：2混合，Ba(OH)2电离出的OH-与NH4HSO4电离出的H+反应生成水，Ba(OH)2电离出的Ba2+与NH4HSO4电离出的SO42-反应生成BaSO4沉淀，反应的离子方程为为Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O，D正确；故故选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(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液的离子方程式的书写方法如下。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＋、NHeq\o\al(＋,4)、H＋，向溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，若先发生反应NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O，则生成的NH3·H2O与H＋、Al3＋都不能大量共存，会发生反应NH3·H2O＋H＋=NHeq\o\al(＋,4)＋H2O、Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。因此，OH－应先与H＋反应，再与Al3＋反应，最后与NHeq\o\al(＋,4)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-=CaCO3↓+H2OB.将少量NO2通入NaOH溶液：2NO2+2OH-=++H2OC.将少量SO2通入NaClO溶液：SO2+H2O+2ClO-=+2HClOD.向氨水中滴入少量硝酸银溶液：Ag++2NH3·H2O=+2H2O【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：HCOEQ\s(-,3)+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O，选项A正确；将少量NO2通入NaOH溶液，反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，反应的离子方程式为：2NO2+2OH-=++H2O，选项B正确；将少量SO2通入NaClO溶液，反应生成硫酸钠和盐酸，反应的离子方程式为：SO2+H2O+2ClO-=SOEQ\s(2-,4)+HClO+H++Cl-，选项C不正确；向氨水中滴入少量硝酸银溶液，反应生成氢氧化二氨合银，反应的离子方程式为：Ag++2NH3·H2O=+2H2O，选项D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复分解反应生成沉淀Ba2＋与COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、SOeq\o\al(2－,3)；SiOeq\o\al(2－,3)与H＋不能大量共存生成气体H＋与COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、S2－、SOeq\o\al(2－,3)等不能大量共存生成弱电解质H＋与OH－、ClO－、F－、CH3COO－等不能大量共存氧化还原反应Fe3＋能氧化S2－、I－等；MnOeq\o\al(－,4)、ClO－在酸性、碱性、中性条件下都有强氧化性，能将I－、Fe2＋、SOeq\o\al(2－,3)等氧化盐的双水解Al3＋与AlOeq\o\al(－,2)、HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、S2－、HS－等水解彻底；Fe3＋与AlOeq\o\al(－,2)、HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)等水解彻底，不能大量共存络合反应Fe3＋与SCN－；Ag＋与NH3·H2O2.离子共存的四大题设“陷阱”条件类型常见表述误点点拨常见的限制条件“无色”Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、MnOeq\o\al(－,4)等有色离子不能大量存在“pH＝1”或“pH＝13”溶液显酸性或碱性“因发生氧化还原反应而不能大量共存”只能是氧化性离子和还原性离子不共存，并不是其他离子反应，同时要注意溶液酸碱性的影响“透明”“透明”也可“有色”常见的隐含条件“与Al反应放出H2”溶液既可能显酸性也可能显碱性“由水电离出的c(H＋)＝1×10－12mol·L－1”的溶液溶液既可能显酸性也可能显碱性“通入足量的NH3”与NH3·H2O反应的离子不能存在含有大量Fe3＋的溶液酸性溶液并具有强氧化性含有大量AlOeq\o\al(－,2)、S2－的溶液碱性溶液含有大量NOeq\o\al(－,3)的溶液隐含H＋与还原性离子不能大量存在相互促进水解NHeq\o\al(＋,4)与CH3COO－、COeq\o\al(2－,3)，Mg2＋与HCOeq\o\al(－,3)等组合存在相互促进水解情况，但水解程度较小，在溶液中仍然能大量共存Al3＋与COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、AlOeq\o\al(－,2)、HS－、S2－；Fe3＋与COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、AlOeq\o\al(－,2)、ClO－相互促进水解，生成沉淀或气体，不能大量共存题干要求(1)“一定大量共存”(2)“可能大量共存”(3)“不能大量共存”审清关键字词例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MnOeq\o\al(－,4)、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ANa+、Al3+、Cl-、NH3·H2O不能大量共存，因发生反应：BH+、K+、S2O32-、SO42-不能大量共存，因发生反应：CNa+、Fe3+、SO42-、H2O2能大量共存，粒子间不反应DH+、Na+、Cl-、MnO4-能大量共存，粒子间不反应【答案】B【解析】Al3+和NH3·H2O生成Al(OH)3沉淀而不是生成AlO2-，故A错误；S2O32-和H+反应生成单质硫、二氧化硫和水，离子方程式为：2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O，故B正确；Fe3+可以将H2O2氧化得Fe2+和O2，不能大量共存，故C错误；在酸性条件下MnO4-能将Cl-氧化为Cl2，不能大量共存，故D错误；故选B。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eq\x(CO\o\al(2－,3))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，再加入,稀盐酸沉淀溶解，并放出无色无味的气体))eq\x(SO\o\al(2－,4))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(加入稀盐酸无沉淀生成，无气体放出，再加,入BaCl2溶液有白色沉淀产生))eq\x(SO\o\al(2－,3))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，再加入,稀盐酸沉淀溶解，并放出有刺激性气味的,气体))eq\x(Cl－)→加入AgNO3生成不溶于稀硝酸的白色沉淀2．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4.66g”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COeq\o\al(2－,3)。(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BaCl2，则不能确定是否含Cl－。(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Na2S2O3,发生反应S2O32-+2H+=S↓+H2O+SO2↑，离心分离，③取②的上层清液，向其中滴加BaCl2溶液，有沉淀生成，则沉淀为BaSO4，说明固体中存在Na2SO4，不能确定是否有Na2SO3和Na2CO3，Na2SO3与过量盐酸反应生成二氧化硫，Na2CO3与过量盐酸反应生成二氧化碳，而这些现象可以被Na2S2O3与过量盐酸反应的现象覆盖掉，综上分析，该样品中确定存在的是：Na2SO4、Na2S2O3，故选A。【变式探究】某绿色溶液A含有H＋、Na＋、Mg2＋、Fe2＋、Cu2＋、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－、COeq\o\al(2－,3)和HCOeq\o\al(－,3)离子中的若干种，取该溶液进行如下实验(已知Ag2SO4微溶于水，可溶于酸)：①向溶液中滴加Ba(OH)2溶液，过滤，得到不溶于酸的白色沉淀和绿色滤液B；②取滤液B，先用HNO3酸化，再滴加0.001mol·L－1AgNO3溶液，有白色沉淀生成。下列说法不正确的是()A．溶液A中一定存在H＋、SOeq\o\al(2－,4)和Cl－B．溶液A中不存在Mg2＋、COeq\o\al(2－,3)和HCOeq\o\al(－,3)，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Ag2CO3D．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SOeq\o\al(2－,4)，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COeq\o\al(2－,3)以及HCOeq\o\al(－,3)；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BaCl2溶液生成白色沉淀原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)B滴加氯水和CCl4，振荡、静置下层溶液显紫色原溶液中有I－C用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应火焰呈黄色原溶液中有Na＋，无K＋D滴加稀NaOH溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口试纸不变蓝原溶液中无NHeq\o\al(＋,4)【答案】B【解析】A项，加入BaCl2溶液得到白色沉淀，原溶液中可能含有SOeq\o\al(2－,3)或SOeq\o\al(2－,4)或Ag＋；B项，溶于CCl4呈紫色的为I2，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NHeq\o\al(＋,4)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NOeq\o\al(－,3)、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)、NHeq\o\al(＋,4)、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100mL，加入过量NaOH溶液，加热得到0.02mol气体，同时产生红褐色沉淀；②将沉淀过滤、洗涤、灼烧，得到1.6g固体；③向上述滤液中加入足量BaCl2溶液，得到4.66g不溶于盐酸的沉淀。下列说法正确的是()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－、SOeq