2021新高考化学选择性考试B方案一轮复习学案第一章第3讲离子共存与离子推断

第3讲离子共存与离子推断一、离子共存1．离子共存问题是离子反应条件和本质的最直接应用。所谓几种离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间eq\o(□,\s\up3(01))不发生反应；若离子之间能eq\o(□,\s\up3(02))发生反应，则不能大量共存。2．离子共存判断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＋MnOeq\o\al(－,4)溶液颜色eq\o(□,\s\up3(01))蓝色eq\o(□,\s\up3(02))棕黄色浅绿色eq\o(□,\s\up3(03))紫色(2)二性——溶液的酸碱性①在强酸性溶液中，eq\o(□,\s\up3(04))OH－及弱酸根离子(如eq\o(□,\s\up3(05))COeq\o\al(2－,3)、eq\o(□,\s\up3(06))SOeq\o\al(2－,3)、S2－、CH3COO－等)均不能大量存在。②在强碱性溶液中，eq\o(□,\s\up3(07))H＋及弱碱阳离子(如eq\o(□,\s\up3(08))NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋、eq\o(□,\s\up3(09))Fe3＋等)均不能大量存在。③酸式弱酸根离子(如eq\o(□,\s\up3(10))HCOeq\o\al(－,3)、HSOeq\o\al(－,3)、eq\o(□,\s\up3(11))HS－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①AlOeq\o\al(－,2)与HCOeq\o\al(－,3)不能大量共存，反应的离子方程式为：eq\o(□,\s\up3(12))AlOeq\o\al(－,2)＋HCOeq\o\al(－,3)＋H2O=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)。②“NOeq\o\al(－,3)＋H＋”组合具有强氧化性，能与eq\o(□,\s\up3(13))S2－、eq\o(□,\s\up3(14))Fe2＋、I－、SOeq\o\al(2－,3)等还原性的离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。③NHeq\o\al(＋,4)与CH3COO－、COeq\o\al(2－,3)，Mg2＋与HCOeq\o\al(－,3)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，它们在溶液中能大量共存。(4)四反应——四种反应类型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。①复分解反应，如Ba2＋与eq\o(□,\s\up3(15))SOeq\o\al(2－,4)，NHeq\o\al(＋,4)与eq\o(□,\s\up3(16))OH－，H＋与CH3COO－等。②氧化还原反应，如Fe3＋与eq\o(□,\s\up3(17))I－、S2－，NOeq\o\al(－,3)(H＋)与Fe2＋，MnOeq\o\al(－,4)(H＋)与Cl－等。③相互促进的水解反应，如Al3＋与HCOeq\o\al(－,3)、AlOeq\o\al(－,2)等。④络合反应，如Fe3＋与eq\o(□,\s\up3(18))SCN－等。二、离子检验的三种方法1．显色法2．气体法离子试剂现象反应原理(离子方程式)NHeq\o\al(＋,4)浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸产生有eq\o(□,\s\up3(01))刺激性气味的气体，且气体能使湿润的eq\o(□,\s\up3(02))红色石蕊试纸变eq\o(□,\s\up3(03))蓝色eq\o(□,\s\up3(04))NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2OSOeq\o\al(2－,3)稀H2SO4和品红溶液产生有eq\o(□,\s\up3(05))刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液eq\o(□,\s\up3(06))褪色eq\o(□,\s\up3(07))SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=SO2↑＋H2OCOeq\o\al(2－,3)CaCl2和稀盐酸滴加CaCl2溶液产生eq\o(□,\s\up3(08))白色沉淀，再加入过量的盐酸eq\o(□,\s\up3(09))白色沉淀溶解，且产生eq\o(□,\s\up3(10))无色eq\o(□,\s\up3(11))无味的气体eq\o(□,\s\up3(12))COeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓；eq\o(□,\s\up3(13))CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑3．沉淀法离子试剂现象反应原理(离子方程式)Cl－、Br－、I－稀HNO3和AgNO3溶液AgCl(白色)、AgBr(淡黄色)、AgI(黄色)eq\o(□,\s\up3(01))Ag＋＋Cl－=AgCl↓、eq\o(□,\s\up3(02))Ag＋＋Br－=AgBr↓、eq\o(□,\s\up3(03))Ag＋＋I－=AgI↓SOeq\o\al(2－,4)eq\o(□,\s\up3(04))稀HCl和eq\o(□,\s\up3(05))BaCl2溶液eq\o(□,\s\up3(06))白色沉淀eq\o(□,\s\up3(07))Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓Fe2＋NaOH溶液eq\o(□,\s\up3(08))白色沉淀→eq\o(□,\s\up3(09))灰绿色沉淀→eq\o(□,\s\up3(10))红褐色沉淀eq\o(□,\s\up3(11))Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓、eq\o(□,\s\up3(12))4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3续表离子试剂现象反应原理(离子方程式)Fe2＋K3[Fe(CN)6]溶液蓝色沉淀—Fe3＋NaOH溶液eq\o(□,\s\up3(13))红褐色沉淀eq\o(□,\s\up3(14))Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓Al3＋NaOH溶液先产生eq\o(□,\s\up3(15))白色沉淀，继续加NaOH溶液，白色沉淀eq\o(□,\s\up3(16))溶解eq\o(□,\s\up3(17))Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓；eq\o(□,\s\up3(18))Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。(1)向某溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入稀盐酸，沉淀不消失，则溶液一定存在SOeq\o\al(2－,4)。(×)错因：含Ag＋时也有该现象。(2)水溶液中：Fe2＋、H＋、ClO－、Cl－能大量共存。(×)错因：H＋与ClO－不共存，且HClO又与Fe2＋、Cl－不共存。(3)无色溶液中：Fe3＋、Cu2＋、NOeq\o\al(－,3)、Cl－能大量共存。(×)错因：Fe3＋、Cu2＋在水溶液中都有颜色。(4)向某溶液中加入Ca(OH)2溶液，有白色沉淀生成，则溶液中一定存在COeq\o\al(2－,3)。(×)错因：溶液中有HCOeq\o\al(－,3)时也能与Ca(OH)2反应生成白色沉淀CaCO3，有Mg2＋或Al3＋时也会生成Mg(OH)2或Al(OH)3白色沉淀。(5)加入CaCl2溶液，有白色沉淀生成，溶液中一定存在COeq\o\al(2－,3)。(×)错因：含SOeq\o\al(2－,3)或Ag＋的溶液中加入CaCl2溶液也有白色沉淀生成。(6)滴入硝酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，溶液中一定存在SOeq\o\al(2－,4)。(×)错因：含SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋的溶液滴加HNO3酸化的BaCl2溶液，也能生成白色沉淀。(7)在1.0mol·L－1的KNO3溶液中：H＋、Fe2＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)能大量共存。(×)错因：NOeq\o\al(－,3)在H＋作用下能氧化Fe2＋。2．教材改编题(据人教必修一P34T7)下列各组离子，在溶液中能大量共存的是()A．Na＋、H＋、Cl－、OH－B．K＋、Mg2＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)C．Na＋、OH－、NOeq\o\al(－,3)、HCOeq\o\al(－,3)D．K＋、Cl－、H＋、HCOeq\o\al(－,3)答案B3．(2019·唐山模拟)下列能大量共存的离子组是()A．K＋、AlOeq\o\al(－,2)、NOeq\o\al(－,3)、Ba2＋B．Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、Cl－、OH－C．K＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)D．H＋、Na＋、HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)答案A考点eq\a\vs4\al(一)离子共存[解析]0.1mol·L－1NaOH溶液显碱性，四种离子可以大量共存，A正确；0.1mol·L－1FeCl2溶液中含有Fe2＋，能与MnOeq\o\al(－,4)发生氧化还原反应，不能大量共存，B错误；0.1mol·L－1K2CO3溶液中含有COeq\o\al(2－,3)，能与Ba2＋发生反应，不能大量共存，C错误；0.1mol·L－1H2SO4溶液显酸性，此条件下，NOeq\o\al(－,3)和HSOeq\o\al(－,3)能发生氧化还原反应，不能大量共存，H＋与HSOeq\o\al(－,3)也不大量共存，D错误。[答案]A离子共存判断题干中的常见“陷阱”1．(2019·河南汝州实验中学高三期末)下列体系中，离子能大量共存的是()A．含1.2mol·L－1NOeq\o\al(－,3)的溶液：H＋、Fe2＋、Mg2＋、Br－B．使酚酞变红的溶液：K＋、Na＋、NOeq\o\al(－,3)、Cl－C．滴加KSCN显红色的溶液：NHeq\o\al(＋,4)、K＋、Cl－、I－D．0.1mol·L－1NaHCO3溶液：Na＋、Ba2＋、NOeq\o\al(－,3)、AlOeq\o\al(－,2)答案B解析酸性溶液中NOeq\o\al(－,3)能够氧化Fe2＋，在溶液中不能大量共存，A错误；使酚酞变红的溶液呈碱性，碱性条件下B中离子之间不发生任何反应，可大量共存，B正确；滴加KSCN显红色的溶液中含有Fe3＋，能够与I－发生氧化还原反应，不能大量共存，C错误；含有AlOeq\o\al(－,2)的溶液显碱性，促进HCOeq\o\al(－,3)的电离，电离出的碳酸根离子与钡离子能够反应生成沉淀，不能大量共存，D错误。2．有下列各组离子：①Na＋、H＋、CH3COO－、Cl－②Ba2＋、Na＋、COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)③H3O＋、Na＋、Fe2＋、NOeq\o\al(－,3)④Na＋、Fe3＋、Cl－、I－⑤Al3＋、K＋、Cl－、HCOeq\o\al(－,3)⑥Fe3＋、NHeq\o\al(＋,4)、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)⑦Na＋、H＋、NOeq\o\al(－,3)、HCOeq\o\al(－,3)⑧Na＋、H＋、Cl－、SiOeq\o\al(2－,3)⑨K＋、H＋、I－、ClO－⑩Na＋、H＋、MnOeq\o\al(－,4)、Cl－eq\o\ac(○,11)Al3＋、Fe3＋、SCN－、Cl－eq\o\ac(○,12)Na＋、Al3＋、NOeq\o\al(－,3)、AlOeq\o\al(－,2)(1)因发生复分解反应而不能大量共存的是________。(2)因发生氧化还原反应而不能大量共存的是________。(3)因离子间相互促进水解而不能大量共存的是________。(4)因离子间发生络合反应而不能大量共存的是________。答案(1)①、②、⑦、⑧(2)③、④、⑨、⑩(3)⑤、⑥、eq\o\ac(○,12)(4)eq\o\ac(○,11)解析①H＋＋CH3COO－CH3COOH；②Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓；⑦H＋＋HCOeq\o\al(－,3)=H2O＋CO2↑；⑧2H＋＋SiOeq\o\al(2－,3)=H2SiO3↓是由于发生复分解反应不能共存。③3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H3O＋=3Fe3＋＋NO↑＋6H2O；④2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2；⑨2H＋＋2I－＋ClO－=Cl－＋I2＋H2O；⑩2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋＋10Cl－=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O因发生氧化还原反应不能共存。⑤Al3＋＋3HCOeq\o\al(－,3)=Al(OH)3↓＋CO2↑；⑥2Fe3＋＋3COeq\o\al(2－,3)＋3H2O=2Fe(OH)3↓＋3CO2↑；eq\o\ac(○,12)Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓因发生双水解不能共存。eq\o\ac(○,11)Fe3＋与SCN－因发生络合反应不共存。考点eq\a\vs4\al(二)离子推断[解析]根据加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，说明有NHeq\o\al(＋,4)，而且为0.02mol，同时产生红褐色沉淀，说明有Fe3＋，而且为0.02mol，则没有COeq\o\al(2－,3)，根据不溶于盐酸的4.66g沉淀，说明有SOeq\o\al(2－,4)，且为0.02mol，再根据电荷守恒可知一定有Cl－，至少有0.02×3＋0.02×1－0.02×2＝0.04mol，B正确。[答案]B1．离子推断的“四项基本原则”2．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。3．某溶液中大量存在五种离子：NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Fe3＋、H＋、X，其物质的量之比为n(NOeq\o\al(－,3))∶n(SOeq\o\al(2－,4))∶n(Fe3＋)∶n(H＋)∶n(X)＝2∶3∶1∶3∶1，则X可能为()A．Fe2＋ B．Mg2＋C．Cl－ D．Ba2＋答案B解析五种离子的物质的量之比为n(NOeq\o\al(－,3))∶n(SOeq\o\al(2－,4))∶n(Fe3＋)∶n(H＋)∶n(X)＝2∶3∶1∶3∶1。由电荷守恒可知，X带2个正电荷。SOeq\o\al(2－,4)与Ba2＋反应生成硫酸钡沉淀，在酸性溶液中硝酸根能氧化亚铁离子，所以X可能为Mg2＋，答案选B。4．有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－、I－、HCOeq\o\al(－,3)，取该溶液进行如表所示实验：实验步骤实验现象①取少量该溶液，加几滴甲基橙溶液变红色②取少量该溶液加热浓缩，加Cu片和浓H2SO4，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BaCl2溶液有白色沉淀生成④取③中上层清液，加AgNO3溶液