关于溶液中离子组成的判断方法详解

关于溶液中离子组成的判断方法详解电解质在水溶液中的反应实际上是离子之间的反应，能发生反应的离子在溶液中是不能够大量共存的。依照溶液特色判断溶液中离子组成是高中化学常考题型之一，是离子反应重要的观察方式，不同样题意方法有多种，今就判断溶液离子组成的几种常用方法进行解析，从中领悟解题的一般思路，培养优异的思想习惯。一、“必然+否定”法判断溶液离子组成例1、一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH4+、K+、Na+、Mg2+、Ba2+、Al3+、Cl-、I-、NO3-、CO32-、SO42-离子，取该溶液进行以下实验：取pH试纸检验，溶液呈酸性。取出部分溶液，加入少量CCl4及数滴新制氯水，经振荡后CCl4层呈紫色。另取部分溶液逐渐加入少量NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加达成后，溶液均无积淀产生。取上述部分碱液加碳酸钠溶液，有白色积淀产生。将(3)获取的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，依照上述实验事实确定：①该溶液中必然存在的离子是_________;②必然不存在的离子是_________;——文章本源网，仅供分享学习参照~1~③还不能确定是否存在的离子是。解析：溶液呈酸性必然有H+，所以必然不含有CO32-;加入少量CCl4及数滴新制氯水，经振荡后CCl4层呈紫色，必然含有I—，所以必然不含有NO3-;加入NaOH溶液，过程中和滴加达成溶液均无沉淀产生，必然不含有Mg2+和Al3+;上述碱液加碳酸钠溶液，有白色沉淀产生，必然含有Ba2+，必然不含有SO42-;将(3)溶液加热，有使湿润的红色石蕊试纸变蓝气体放出，必然含有NH4+。综合以上，溶液中必然存在的离子是Ba2+、I-、NH4+;必然不存在的离子是CO32-、NO3-、Mg2+、Al3+、SO42-;不能够确定可否存在的离子是K+、Na+、Cl-。这种“必然+否定”相关系的方法保证了思想的严实性，是正确解答问题的基础。二、“阳离子+阴离子”法判断溶液离子组成例2、某无色透明溶液，与铝反应放出氢气，以下离子：Mg2+，Cu2+，Ba2+，H+，Ag+，SO42-，SO32-，HCO3，-OH-，NO3-，试判断以下两种情况何者能存在于此溶液中。①当生成Al3+时，可能存在____________。②当生成AlO2—时，可能存在___________。解析：无色透明溶液，必然不含Cu2+;与铝反应放出氢气，则溶液可能酸性也可能碱性，必然不含HCO3-;当生成Al3+时溶液呈强酸性，含有H+，由此消除OH-，SO32-，NO3-(HNO3和Al反应不放氢气)——文章本源网，仅供分享学习参照~2~存在，溶液中最少有一种阴离子，所以必然含有SO42-，依照SO42-的存在消除Ba2+和Ag+，溶液中还可能含有Mg2+。当生成AlO2—时溶液呈强碱性，含有OH-，由此消除H+，Mg2+，Ag+存在，溶液中最少有一种阳离子，所以必然含有Ba2+，依照Ba2+的存在消除SO42-和SO32-，溶液中还可能含有NO3-。溶液中最少有一种阴离子或阳离子能够使好多貌似难解的题目变得豁然开朗，是解决此类习题有效的隐形助手。三、“定性+定量”法判断溶液离子组成例3、今有一混杂物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-，现取三份100mL溶液进行以下实验：第一份加入AgNO3溶液有积淀产生第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04mol第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥积淀6.27g，经足量盐酸冲洗、干燥后，积淀质量为2.33g。依照上述实验，以下推测正确的选项是。A.K+必然存在B.100mL溶液中含0.01molCO32-C.Cl-可能存在D.Ba2+必然不存在，Mg2+可能存在解析：本题是一个定性加定量的判断题。加足量NaOH溶液收集到气体0.04mol，溶液中必然含有NH4+且为0.04mol;依照加入BaCl2溶液得积淀，经盐酸冲洗后积淀部分溶解，溶液中必然含有CO32-、SO42-，不含Mg2+(Mg2+和CO32-不共存)——文章本源网，仅供分享学习参照~3~n(SO42-)=2.33g/233g·mol-1=0.01mol，n(CO32-)=(6.27g-2.33g)/137g·mol-1=0.02mol。K+的存在是本题的难点，从定性的角度没有涉及K+的反应现象，但从电荷守恒角度解析，溶液中0.04molNH4+、0.01molSO42-、0.02molCO32-不是电中性溶液，所以溶液中必然含有K+且为0.02mol。至于Cl-，可能有也可能没有，若是有，K+更多。选A、C。四、“瞻前+顾后”法判断溶液离子组成例4、某无色溶液，可能由Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、AlO2-、MnO4、-CO32-、SO42-中的若干种组成。取该溶液进行以下实验：取适合试液，加入过分盐酸，有气体生成，并获取溶液;在(1)所得溶液中加入过分碳酸氢铵溶液，有气体生成，同时析出白色积淀甲;在(2)所得溶液中加入过分Ba(OH)2溶液，也有气体生成，并有白色积淀乙析出;则溶液中①必然不存在的离子是_________;②必然存在的离子是________________，③判断积淀乙成分的方法是。解析：本题侧重的不不过是离子之间的反应，更应侧重在题设条件下离子之间的隐含反应，如过分的试剂带来的反应，如离子反应后再生成离子的反应，要把离子反应与实验现象“瞻前顾后”结合起来解析。加入过分盐酸，有气体生成，必然含有CO32-，同时消除Ag+、Ba2+、Al3+的存在;第二步是本题的难点，在(1)所得溶液中加入过分碳酸氢铵溶液，有气体生成，同时析出白色积淀，应该是Al3+和HCO3-——文章本源网，仅供分享学习参照~4~的双水解才会产生的现象，但是Al3+已经在第一步被消除，结合第一步，Al3+应该是AlO2-和过分H+反应生成的;打破这一点，本题题意变得光亮，在(2)所得溶液中加入过分Ba(OH)2溶液，也有气体生成NH3，并有白色积淀乙析出，由于没有涉及SO42-的反应，乙则可能是碳酸钡也可能是硫酸钡。答案：①Ag+、Ba2+、Al3+、MnO4②-Na+、