离子方程式的书写及正误的判断,是高考的热点。常以中等难度的选择题、填空题及判断题出现。解决这类问题的方法是:在书写离子方程式或判断离子方程式的正误时,要分析反应物或产物的种类、溶解性、电离程度,分析反应进行的程度,分析反应物间量的关系等;在分析判断过程中,除要熟悉常见的离子反应外,还要注意题目的要求,限制条件,各种离子间的相互影响等。既注意下面的十面“埋伏”
埋伏一:电荷是否守恒
在离子方程式中,两边的电荷数及原子数必须守恒。如FeCl3溶液与Cl2反应,不能写成Fe3++ Cl2 =Fe2+ + 2 Cl―,而应写成2Fe3++ Cl2 = 2Fe3+ +2 Cl― 。
练习:判断下列方程是是否正确
1、在三氯化铁的酸性溶液中通入足量的硫化氢:Fe3++H2S=Fe2++S↓+2H+
2、铝与稀硫酸反应:Al+2H+=Al3++H2↑
埋伏二:氧化还原反应是否遵守得失电子守恒原理
如在双氧水(H2O2)中加入酸性KMnO4溶液:+3H2O2+6H+=2Mn2++4O2↑+6H2O,→2Mn2+得10e-,H2O2做还原剂应失10e-,则5H2O2→5O2↑,所以正确的是:
+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
埋伏三:元素原子是否守恒
反应前后各种元素的原子个数应该相等。违背这种原理的考题一般较少。如:过量锌与FeCl3溶液反应:Zn+2Fe3+=Fe+3Zn2+(错误),正确的是:3Zn+2Fe3+=2Fe+3Zn2+
埋伏四:拆分是否恰当
在离子方程式中,强酸、强碱和易溶于水的盐拆分成离子形式;难溶物、难电离物质、易挥发物质、单质、氧化物、非电解质等均不能拆分,要写成化学式。如HCO3―不能写成CO32―+ H+ ,HSO4―通常要写成SO42― +H+;Na2O应写成Na2O,不能写成Na++ O2― 等。
练习:判断下列方程是是否正确
3、碳酸钡溶于醋酸溶液:BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O
4、碳酸钡中加入稀硫酸:BaCO3+2H+Ba2++CO2↑+H2O
埋伏五:是否漏掉离子反应
如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2++ SO42―的离子反应,又要写Cu2+ 与OH―的离子反应,应为Ba2+ + 2OH― +Cu2+ + SO42―= BaSO4↓ + Cu(OH)2↓。
练习:判断下列方程是是否正确
5、氢氧化钡溶液与稀硫酸混合:Ba2++SO2-4=BaSO4↓
埋伏六:是否符合客观事实
离子反应的反应物与生成物必须是客观事实相吻合,不能凭主观想象,想当然地自己编造一些物质出来,如FeBr2溶液中通入过量Cl2不能写成Fe2++ Cl2= Fe3+ + 2Cl―,它就与客观事实不相符合,应写成2Fe2+ + 4Br― +3Cl2 = Fe3+ +6Cl― + 2Br2 。
练习:判断下列方程是是否正确
6、氢氧化铁溶于碘化氢溶液:Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O
7、FeS固体放入稀硝酸中:FeS+2H+=Fe2++H2S↑
8.Fe(NO3)2溶液中加入稀盐酸:3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O
9、Ca(ClO)2溶液中通过量的SO2:Ca2++2ClO-+H2O+SO2=CaSO3↓+2HClO
10、向碳酸氢镁溶液中加入过量的烧碱液溶:
Mg2++2HCO+2OH-=MgCO3↓+2H2O+CO
埋伏七:反应物或生成物的配比是否合理
如稀H2SO4与Ba(OH)2溶液反应不能写成H++ OH― + SO42― +Ba2+ = BaSO4↓ + H2O,要写成2H+ + 2OH― +Ba2+ + SO42―= BaSO4↓ + 2H2O 。
练习:判断下列方程是是否正确
11、等体积、等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液与NaHCO3溶液混合 :
Ba2++2OH-+2HCO3-====BaCO3↓+CO32-+H2O
12、向Ba(OH)2溶液中逐滴加入NH4HSO4溶液至刚好沉淀完全:
Ba2++OH-+H++SO42-=====BaSO4↓+H2O
13、向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至中性:
Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O
14、FeBr2溶液与等摩尔Cl2反应:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++4Cl-+Br2
埋伏八:是否符合题设条件
题设条件往往有“过量”、“少量”、“适量”、“任意量”、“滴加顺序”等字眼,解题时要特别留心。如碳酸氢钠溶液与少量石灰水反应,不能写成HCO3―+ Ca2+ + OH = CaCO3↓+ H2O ,应写成Ca2+ +2HCO3― + 2OH― = CaCO3↓+ H2O。
练习:判断下列方程是是否正确
15、明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液:
2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-===3BaSO4↓+2Al(OH)3↓
16、Ba(HCO3)2溶液与足量NaOH溶液混合:Ba2++ HCO3— + OH— = BaCO3+ H2O
17、向NaOH溶液中滴加同浓度的少量Ca(HCO3)2溶液:
Ca2++HCO3-+OH-====CaCO3↓+H2O
18、澄清石灰水中加入少量小苏打溶液:Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+H2O
19、用氨水吸收过量的SO2:NH3·H2O+SO2=NH+4+HSO3-
20、将少量的硝酸银溶液滴入过量氨水中:Ag++2NH3·H2O====[Ag(NH3)2]++2H2O
埋伏九:判断各种符号是否表正确:
如“=”、“”、“↑”、“↓”及离子符号写成价态符号等。如Na2CO3的水解不能写成CO32―+ H2O = HCO3― + OH―,应写成CO32― + H2OH CO3― + H2O。
练习:判断下列方程是是否正确
21、常温时偏铝酸钠溶液pH>7:AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+OH-
22、氯化铵溶液中加人氢氧化钠稀溶液:NH4++OH-====NH3·H2O
23、K2S的水解,写成S2- +2H2OH2S+2OH-
埋伏十、较特殊情况是否特殊对待
除考虑反应中量的关系外,还应考虑其他特殊因素,如生成物溶解性、离子的配比关系,才能正确写出离子方程式。
练习:
24、Mg(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应:Mg2++2HCO3-+2OH-=MgCO3↓+2H2O
25、明矾溶液与足量的Ba(OH)2溶液反应:Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-==AlO2-+2BaSO4↓+2H2O
26、硫酸氢铵溶液中加入足量的氢氧化钡溶液;NH4++H++SO42-+Ba2++2OH-==NH3·H2O+BaSO4↓+H2O
27、Fe(NO3)3与HI反应:2Fe3++2I-=2Fe2++I2
练习参考答案:1、错2、错3、错4、错5、错6、错7、错8、对9、错10、错11、错12、对13、对14、对15、错16、错17、错18、错19、对20、对21、错22、对23、错24、错25、对26、对27、错
2009高考试题例析
例题1.(09江苏卷 11) 下列离子方程式与所述事实相符且正确的是
A.漂白粉溶液在空气中失效:
B.用浓盐酸与 反应制取少量氯气:
C.向 溶液中通入过量 制 :
D.在强碱溶液中次氯酸钠与 反应生成 :
解析:漂白粉失效的化学方程式为 ,那么该反应的离子方程式是 ,A项错;实验室制取的原理是浓盐酸和二氧化锰反应,离子方程式为 ,所以B项错;D项,在强碱溶液中,不可能生成 ,所以D错。答案:C。
例题2.(09广东理科基础 32)下列离子方程式正确的是
A.铁与稀 反应: ↑
B.小苏打与氢氧化钠溶液混合:
C.氯化钙与碳酸氢钾溶液混合:
D. 溶液与 溶液混合:
解析:铁与稀HNO3反应不产生H2,而是NO气体,A项错;HCO3-与OH-生成CO32-,而不是CO2,B项错;碳酸氢钾只能写成HCO3-,而不可写成CO32-,C项错;D项,生成两种沉淀,正确。答案:D
例题3.(09广东化学 12) 下列离子方程式正确的是
A. 向盐酸中滴加氨水:H+ + OH- = H2O
B. Fe(OH)3溶于氢碘酸:Fe(OH)3 + 3H+ =Fe3+ + 3H2O
C. 铜溶于稀硝酸:3Cu + 8H+ + 2NO3- =3Cu2+ + 2 NO ↑+ 4H2O
D.向Na2S2O3溶液中通入足量氯气:S2O32-+2Cl2+3H2O=2SO32-+4Cl-+6H+
解析:A项中的氨水应写成分子式,B项发生的是氧化还原反应;C项正确;氯气具有强氧化性将S2O32-氧化成SO42-,正确的离子方程式应为S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+,故D错。答案:C。
例题4.(09上海卷 18)下列离子方程式正确的是
A. 与 溶液反应:
B. 溶液吸收气体:
C. 溶液中加入过量的浓氨水:
D.等体积、等浓度的 稀溶液与 稀溶液混合:
解析:A项不符合反应配比,该反应中H+和OH—前的化学计量数都应该是2,故该项错。Al(OH)3不溶于过量的氨水,故C项错误。答案:BD
例题5.(09宁夏卷 12)能正确表示下列反应的离子方程式是
A.向次氯酸钙溶液通入过量CO2:Ca2++2ClO-+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
B.向次氯酸钙溶液通入SO2:Ca2++2ClO-+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO
C.氢氧化钙溶液与碳酸氢镁溶液反应:HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
D.在氯化亚铁溶液中加入稀硝酸:3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O
解析:A选项CO2过量的话,应该生成HCO3-方程式应为:ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-;
B选项HClO可将CaSO3氧化为CaSO4,正确的方程式为:Ca2++ClO-+SO2+H2O=CaSO4↓+Cl-+2H+;
C选项要考虑到Mg(OH)2 为沉淀即可,Mg2++2HCO3-+2Ca2++4OH-=Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O。
答案:D。
专题训练
1.(2007四川卷)下列反应的离子方程式书写正确的是
A.浓烧减溶液中加入铝片:Al +2OH-=AlO2-+H2↑
B.以石墨作电极电解氯化铝溶液:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
C.硫酸亚铁溶液与稀硫酸、双氧水混合:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
D.硫酸氢钠溶液与足量氢氧化钡溶液混合:2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
2.(2007年全国II)能正确表示下列反应的离子方程式是
A.醋酸钠的水解反应 CH3COO—+H3O+=CH3COOH+H2O
B.碳酸氢钙与过量的NaOH溶液反应 Ca2++2HCO3—+2OH—=CaCO3↓+2H2O+ CO32—
C.苯酚钠溶液与二氧化碳反应 C6H5O—+CO2+H2O=C6H5OH+CO32—
D.稀硝酸与过量的铁屑反应 3Fe+8H++2NO3—=3Fe3++2NO↑+4H2O
3.(2007年江苏下列离子方程式书写正确的是
A.过量的SO2通入NaOH溶液中:SO2+2OH-=SO32-+H2O
B.Fe(NO3)3溶液中加入过量的HI溶液:2Fe3++2I-=2Fe2++I2
C.NaNO2溶液中加入酸性KMnO4溶液:2MnO4-+5NO2-+6H+=2Mn2++5NO3-+3H2O
D.NaHCO3溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液:2HCO3-+Ba2++2OH-=BaCO3↓+2H2O+CO32-
4.(2008年江苏)下列文字表述与反应方程式对应且正确的是
A.溴乙烷中滴入AgNO3溶液检验其中的溴元素:Br-+Ag+==AgBr↓
B.用醋酸除去水垢:CaCO3 + 2H+==Ca2+ +H2O + CO2↑
C.利用腐蚀法制作印刷线路板:Fe3+ + Cu == Fe2+ +Cu2+
D.实验室用液溴和苯在催化剂作用下制溴苯:
5、(2008年天津)下列离方程式书写正确的是
A、石灰乳与Na2CO3溶液混合:Ca2++CO32-=CaCO3
B、NH4HSO3溶液与足量的NaOH溶液混合加热:NH4++HSO3-+2OH-NH3+SO32-+2H2O
C、酸性条件下KIO3溶液与KI溶液发生反应生成I2:IO3-+5I-+3H2O=3I2+6OH-
D、AgNO3溶液中加入过量的氨水:Ag++NH3·H2O=AgOH+NH4+
6.(2008年江苏)下列离子方程式正确的是
A.用惰性电极电解饱和氯化钠溶液:2Cl- + 2H+H2↑+ Cl2↑
B.用银氨溶液检验乙醛中的醛基:
CH3CHO +2Ag(NH3)2+ +2OH- CH3COO- +NH4+ +3NH3 + 3Ag↓+H2O
C.苯酚钠溶液中通入少量CO2:CO2 + H2O +2C6H5O-2C6H5OH + 2CO32-
D.Na2SO3溶液使酸性KMnO4溶液褪色:5SO32-+ 6H+ + 2MnO4- ==5SO42- + 2Mn2+ 3H2O
7.(2008年四川)能正确表示下列反应的离子方程式是
A.足量硫酸铝与纯碱反应:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
B.硫酸铜与烧碱反应:
C.苯酚与碳酸钠反应:
D.碳酸钡与硫酸反应:
8.(2008年上海)下列离子方程式书写正确的是
A.AgNO3溶液中滴入少量的Na2S溶液2Ag++S2- * MERGEFORMAT'">→Ag2S↓
B.过量CO2通入Ca(ClO)2溶液中ClO-+CO2+H2O * MERGEFORMAT'">→HCO3-+HClO
C.向Na2CO3溶液中加入过量CH3COOH溶液CO32-+2H+ *MERGEFORMAT '">→CO2↑+H2O
D.向Ba(OH)2溶液中加入少量NaHSO3溶液2HSO3-+Ba2++2OH-* MERGEFORMAT'">→BaSO3↓+SO32-+2H2O
9.(2008年海南)下列离子方程式正确的是:
10、(2008年广东卷)下列化学反应的离子方程式正确的是
A.在稀氨水中通入过量CO2:NH3·H2O+CO2=NH+HCO
B.少量SO2通入Ca(ClO)2溶液中:SO2+H2O+Ca2++2ClO-=CaSO3+2HClO
C.用稀HNO3溶液FeS固体:FeS+2H+=Fe2++H2S
D.氢氧化钙溶液与等物质的量的稀硫酸混合:Ca2++OH-+H++SO=CaSO4 +H2O
11.(2008年海南)下列离子方程式中,属于水解反应的是:
A、HCOOH+H2O HCOO— +H3O+
B、CO2+H2O HCO3— +H+
C、CO32— + H2OHCO3— + OH—
D、HS— + H2O S2— +H3O+
12.(2008年广东卷理科基础)下列反应的离子方程式正确的是
A.钠与水的反应:Na+H2O=Na++OH-+H2↑
B.氯气与水反应:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
C.氢氧化铝中和胃酸:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
D.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板:Fe++Cu=Fe2++Cu2+
13.(09安徽卷27) (12分)某厂废水中含5.00×10-3mol·L-1的,其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料 ( 的化合价依次为+3、+2),设计了如下实验流程:
(1)第①步反应的离子方程式是
(2)第②步中用PH试纸测定溶液PH的操作是:
(3)第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外,还有
(4)欲使1L该废水中的 完全转化为。理论上需要加入gFeSO4·7H2O。
14.(09福建卷 24)(13分) w 从铝土矿(主要成分是 ,含 、、MgO等杂质)中提取两种工艺品的流程如下:
请回答下列问题:
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的方程式为_________.
(2)流程乙加入烧碱后生成Si 的离子方程式为________.
(3)验证滤液B含 ,可取少量滤液并加入________(填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成份是________(填化学式),写出该溶液的一种用途________
(5)已知298K时, 的容度积常数 =5.6×,取适量的滤液B,加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡,测得PH=13.00,则此温度下残留在溶液中的 =_______.
15.(09广东化学 22)(12分)某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收其中镁的工艺流程如下:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
PH | 3.2 | 5.2 | 12.4 |
部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表,请回答下列问题:
(1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有(要求写出两条)。
(2)滤渣I的主要成分有。
(3)从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物质有。
(4)Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂,可采用复分解反应制备:
MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl
已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如下图所示:
①将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2。简述可制备Mg(ClO3)2的原因:。
②按①中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中,常伴有NaCl析出,原因是:。除去产品中该杂质的方法是:。
16.(09广东化学 24)(11分) 超细氧化铝是一种重要的功能陶瓷原料。
(1)实验室常以NH4Al(SO4)2和NH4HCO3为原料,在一定条件下先反应生成沉淀NH4AlO(OH)HCO3该沉淀高温分解即得超细Al2O3。NH4AlO(OH)HCO3热分解的化学反应方程式。
(2)NH4Al(SO4)2·12H2O的相对分子质量为453。欲配制100mLPH为2、浓度约为0.1mol-1的NH4Al(SO4)2溶液,配制过程为
①用托盘天平称量NH4Al(SO4)2·12H2O固体g;
②将上述固体置于烧杯中。
(3)在0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中,铝各形态的浓度(以Al3+计)的对数(lgc)随溶液PH变化的关系见下图
①用NaOH溶液调节(2)中溶液PH至7,该过程中发生反应的离子方程式有。
②请在答题卡的框图中,画出0.01mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中铝各形态的浓度的对数lgc随溶液PH变化的关系图,并进行必要的标注。
1、C 2、B 3、C4、D 5、B6、BD 7、A8、AB 9、D 10、A11、C 12、C
13、解析(1)第①步是Cr2O72-与Fe2+发生氧化还原反应,方程式为:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;(2)测定溶液的pH的方法是:用玻璃棒蘸取待测溶液滴在pH试纸的中心位置,然后对照标准比色卡,读出对应颜色的数据;(3)从最终所得磁性材料的化学式可知,滤渣中主要有Cr(OH)3、Fe(OH)2、Fe(OH)3;(4)1L废水中的n(Cr2O72-)=5.00×10-3mol,根据关系式:Cr2O72-~4Cr0.5Fe1.5FeO4~10FeSO4·7H2O,所以理论上n(FeSO4·7H2O)=0.05mol,m(FeSO4·7H2O)=0.05mol×278g·mol-1=13.9g。
答案: (1)Cr2O72- +6Fe2++14H+ 2Cr3+ +6Fe3++ 7H2O
(2)将一小块pH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,点在pH试纸上,再与标准比色卡对照。(3)Fe(OH)3、Fe(OH)2 (4)13.9
14、解析:本题考查铝土矿中氧化铝提取的工艺流程。(1)与HCl反应生成Al3+,应为铝土矿中Al2O3。(2)SiO2可以溶于NaOH中生成Na2SiO3。(3)检验Fe3+的特征反应很多,如与KSCN显血红色,与苯酚显紫色,与OH-显红褐色沉淀等。(4)生成E、K时,CO2均是过量的,故应生成NaHCO3。(5), =5.6×10-12/(0.1)2=5.6×10-10。
答案:(1)Al2O3 + 6H+2Al3+ +3H2O
(2)SiO2 + 2OH- SiO32- + H2O
(3)硫氰化钾(或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案:)
(4)NaHCO3;制纯碱或做发酵粉等合理答案:
(5)5.6×10-10mol/L
15、解析:浸出步骤硫酸同固体废料中主要成份反应,从化学反应速率和化学平衡的影响因素来看,可通过升高温度提高硫酸镁的溶解度,或通过搅拌使反应物充分接触反应,或通过过滤后滤渣多次浸取以提高转化率。硫酸浸出液经过滤,滤液中主要溶质是MgSO4、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3,根据阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH,在调节pH至5.5时,Fe3+和Al3+已经完全沉淀,滤渣I的主要成分是Fe(OH)3Al(OH)3,此时滤液中阴离子主要是SO42-,加入NaOH后Mg2+完全沉淀,溶质主要成分是Na2SO4;反应MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl类似于侯德榜制碱法生成NaHCO3的原理,因为NaCl溶解度小而从溶液中析出,使反应向生成Mg(ClO3)2的方向进行;同样是依据①的原理,在降温的过程中,Mg(ClO3)2的溶解度不断减小,从溶液中析出,在生成Mg(ClO3)2的过程中NaCl也不断生成,但因溶解度没有增加,所以也伴随Mg(ClO3)2析出;相同温度时氯化钠的溶解度最小,因此在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中一定会析出氯化钠。由于氯酸镁和氯化钠均溶于水,溶于水的可溶性物质一般用结晶和重结晶的方法分离。
答案:(1)升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取)(2)Fe(OH)3Al(OH)3
(3)Na2SO4(4)①在某一时NaCl最先达到饱和析出;Mg(ClO3)2的溶解度随温度变化最大;NaCl的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别。 ②降温前溶液中NaCl以达饱和;降低过程中NaCl溶解度会降低,会少量析出。重结晶。
16、解析:(1)根据NH4AlO(OH)HCO3组成联系到碳酸氢铵盐的分解可知:2NH4AlO(OH)HCO3Al2O3+3H2O+2CO2↑+2NH3↑;
(2)由物质的量浓度的定义公式可计算:m(NH4Al(SO4)2·12H2O)=n·M(NH4Al(SO4)2·12H2O)
=c·V·M(NH4Al(SO4)2·12H2O)=0.1mol/L×100mL×10-3×453g/mol=4.53g,由于托盘天平的精确度为0.1g,故为4.5g;(3)①由图像可知,开始阶段c(Al3+)没变化;而后c(Al3+)降低,生成Al(OH)3沉淀;当pH>8,Al(OH)3沉淀开始溶解。调节pH至7,OH—先跟NH4+反应,然后与Al3+反应生成Al(OH)3沉淀。
答案:(1)2NH4AlO(OH)HCO3Al2O3+3H2O+2CO2↑+2NH3↑
(2)①4.5g;②再向烧杯中加入100mL蒸馏水,充分搅拌至固体溶解
(3)①H++OH-=H2ONH4++ OH—=NH3·H2OAl3++3OH—=Al(OH)3↓;
②
高考热点题型--“离子共存”应试指导与专题训练
在中学化学中要求掌握的离于反应规律主要是离子间发生复分解反应和离子间发生氧化反应,以及在一定条件下一些微粒(离子、分子)可形成络合离子等。“离子共存”的条件是根据上述三个方面统筹考虑、比较、归纳整理而得出。因此解决“离子共存”问题可从离子间的反应规律入手,逐条梳理。由于 离子共存试题综合性强,更能体现对学科内的综合能力的考查。预计2010年高考有关离子共存问题继续是考查的热点,还可能出现新的题型,如生活中的实际问题、工业废水排放的处理方法、通过离子反应产生的现象进行物质的鉴别等。
一、离子能否大量共存规律总结 :一色、二性、三特、四反应。
“一色”
即溶液颜色,若限定溶液无色,则Fe3+ 黄色 Fe2+浅绿色Cu2+ 蓝色MnO4-紫色等有色离子不能存在。
“二性”即溶液的酸性和碱性。
①在强酸性溶液中,OH-和弱酸根离子(CO32-SO32-S2-CH3COO-ClO-F-SiO32-C6H5O-
PO43-S2O32-HCO3-HSO3-HS-HPO42-H2PO4-等)不能大量共存;
②在强碱性溶液中,H+和弱碱阳离子(如Mg2+Fe2+Fe3+Cu2+Al3+NH4+HCO3-HSO3-HS-HPO42-H2PO4-等)均不能大量共存;
③酸式弱酸根离子(HCO3-、HSO3-、HS-、H2PO4-、HPO42-等)在强酸性或强碱性溶液中均不能大量共存。
④若题中涉及到水的电离则考虑到
a、室温时溶液中由水电离出来的H+浓度如果大于10-7mol/L表示溶液显酸性
b、室温时溶液中由水电离出来的H+浓度如果小于10-7mol/L表示溶液显酸性或碱性
“三特”指三种特殊情况。
①AlO2-与HCO3-不能大量共存:AlO2-+HCO3-+H2O==Al(OH)3↓+CO32-。
②“NO3-+H+”和“ClO-”等代表的是强氧化性,能与S2-、HS-、Fe2+、I-等发生氧化还原反应,所以不能大量共存。注意,在酸性的NO3-溶液中,加入铝不放氢气。
③NH4+与CH3COO-、CO32-,Mg2+与HCO3-等组合中,虽然存在弱的双水解,但因水解程序很小,在溶液它们仍然可以大量共存。
“四反应”指的是离子间通常进行的四种反应类型。
※复分解型离子反应:
①有气体产生。如CO32—、SO32—、S2—、HCO3—等易挥发的弱酸根与H + 不能大量共存。
②有沉淀生成或微溶物如Ba2+和CO32-、Ca2+和OH—、Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+与CO32—、SO42—不能大量共存;Pb2+、Fe2+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Mg2+、Ag+与OH—不能大量共存;Fe2+与S2—、Ag+与Cl—、Br—、I—不能大量共存。
③有弱酸、弱碱或水生成。如OH—、CH3COO—、PO43—、HPO42—、F—、CN—、H2PO4—、AlO2—、SiO32—、C17H35COO-与H+不能大量共存;一些酸式根如HCO3—、HSO3—、HS—等不能与OH—大量共存;NH4+不能与OH—大量共存.
※氧化还原型离子反应:
①具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。如:Fe3+与S2—、HS—、I—、SO32—不能大量共存。
②在酸性或碱性介质中,由于发生氧化还原反应,离子不能大量共存。如在酸性介质中:MnO4—、Cr2O72—、NO3—、ClO—与Fe2+、S2—、HS—、I—、SO32—不能大量共存;SO32—与S2—在酸性不能大量共存,而碱性介质中能大量共存。
※双水解型离子反应:如Al3+与HCO3-CO32-HS- S2-AlO2- 等 Fe3+与HCO3-CO32- AlO2-等NH4+与AlO2-SiO32-等不能共存;
※络合型离子反应:如:Fe2+、Fe3+与SCN—、Fe3+和不能大量共存。
二、离子能否大量共存----审题是关键
1、审题时应注意题中给出的附加条件
①酸性溶液(H+)、碱性溶液(OH—)或能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液等。
②溶液有无颜色。溶液有颜色的离子有MnO4—,Fe3+,Fe2+,Cu2+,Fe(SCN)2+。
③MnO4—、NO3—等在酸性条件下具有强氧化性;
④S2O32—在酸性条件下发生氧化还原反应:S2O32—+2H+=S↓+NO↑+H2O
⑤C1O—能氧化S2—、Fe2+、I—、Br—、SO32—等离子。
⑥题目要求是“大量共存”还是“不能大量共存”。
2、审题时还应特别注意以下几点:
①注意溶液的酸性对离子间发生氧化还原反应的影响。如:Fe2+与NO3—能共存,但在强酸性条件下(即Fe2+、NO3—、H+相遇)不能共存;MnO4—与C1—在强酸性条件也不能共存;S2—与SO32—为钠、钾盐时可共存,但在酸性条件下则不能共存。
②酸式盐的含氢弱酸根离于不能与强碱(OH—)、强酸(H+)共存。
如HCO3+OH—=CO32—+H2O,HCO3—+H+=CO2↑+H2O
说明:无色≠透明(透明是溶液的基本性质)
三、典型例题解析
直接判断型—无附加条件
例1.(09安徽卷10) 在溶液中能大量共存的一组离子或分子是 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A. 、 、 、B.K+ 、Al3+、、NH3·H2O
C.Na+、K+、 、Cl2D.Na+ 、CH3COO-、、OH-
解析:A项中H+与HCO3-能够反应生成CO2气体,不能大量共存,错误;Al3+与氨水可以发生反应:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,B选项错误;Cl2具有氧化性,可以将SO32-氧化为SO42-,方程式为:Cl2+H2O+SO32-=SO42-+Cl-+2H+,C选项错误。答案:D。
例2.(09重庆卷8)下列各组离子,能在溶液中大量共存的是
A.B
C.D
解析:A项Mg2+水解呈酸性,AlO2—水解呈碱性,Mg2+与AlO2—发生双水解,Mg2++2AlO2—+4H2O====2Al(OH)3↓+Mg(OH)2↓不能大量共存;A项错误;B项在酸性条件下NO3—具有强氧化性,Fe2+与NO3—不能大量共存B项错误;C项NH4+与OH—结合成弱电解质NH3·H2O不能大量共存,C项错误;答案选D。
条件判断型—给出条件判断
例3.(09全国卷Ⅰ.6)下列各组离子,在溶液中能大量共存、加入NaOH溶液后加热既有气体放出又有沉淀生成的一组是
A.Ba2+ 、 、 、 B. 、 、 、
C. 、Ba2+、 、D. 、 、 、
解析:A项,加入NaOH会与NH4+产生NH3,但没有沉淀;B项HCO3-与AlO2- 不能共存,会生成Al(OH)3沉淀。C项,OH-与HSO3-生成SO32-,与Ba2+可生成BaSO3沉淀,但无气体。D项,OH-与NH4+产生NH3,与Mg2+会产生Mg(OH)2沉淀,正确。答案:D。
例4.(09江苏卷 7)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: 、 、 、
B. 含有0.1 mol·L-1 的溶液中: 、 、 、
C. 含有0.1 mol·L-1 溶液在中: 、 、 、
D. 室温下,pH=1的溶液中: 、 、 、
解析: A项,强碱性溶液意味着存在大量的 ,所以 不能共存( );B项, 和因发生氧化还原反应而不能共存( );C项, 和 因发生复分解反应而不能共存 ,答案:D。
例5 (09四川卷8)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: 、、H+、 、
B.能使pH试纸呈红色的溶液:Na+、NH+4、 、
C.FeCl2溶液:K+、、Na+、、、、
D. =0.1 mol/L的溶液:Na+、K+、 、
解析:A项中H+与HSO3—不能大量共存;B项隐含条件是酸性溶液,NO3—在酸性条件下具有强氧化性,可氧化I—,C项中Fe2+和AlO2—可发生双水解而不能大量共存。D项为碱性条件,可大量存在。答案:D。
点拨:判断离子共存时易出现的错误:①不注意题目的要求,如“一定大量共存”、“可能大量共存”、“不能大量共存”、“一定不能大量共存”等;②忽视题干限制条件,如“因发生氧化还原反应而不能大量共存”、“在含有××离子的溶液中”、“无色溶液中”等;③忽视题目附加的隐含条件,如“与Al反应放出H2”和“由水电离的c(OH-)[或c(H+)]=1×10-14mol·L-1”的溶液可能是强酸性溶液也可能是强碱性溶液;④有NO3-存在时,要小心提防H+,因为在酸性溶液中NO3-有强氧化性,而ClO-则不同,它无论在酸性或碱性溶液中都有强氧化性。
离子共存应用型---离子鉴定
例6.(09全国卷Ⅱ 29) (15分)现有A、B、C、D、E、F六种化合物,已知它们的阳离子有 , 阴离子有 ,现将它们分别配成 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 溶液,无明显现象;
向F溶液中滴加氨水,生成白色絮状沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
根据上述实验现象,回答下列问题:
实验②中反应的化学方程式是;
(2)E溶液是,判断依据是;
(3)写出下列四种化合物的化学式:A、C、
D、F.
解析:本题考查离子共存、盐类水解综合运用。根据溶液的性质,确定CO32—只能与K+形成显碱性的溶液,另外可能形成的碱性溶液为碱Ba(OH)2。由于醋酸的酸性大于碳酸,所以醋酸盐水解的碱性小于碳酸盐,因此A为Ba(OH)2,E为K2CO3,C为醋酸盐,由②可得B中阳离子为Ag+,则肯定为AgNO3,由③可得D中无SO42—,则F中的阴离子为SO42—,D
中的阴离子为Cl—。由④可得F中的阳离子为Fe2+,即F为FeSO4,而CH3COO—若与Al3+形成溶液时,Al3+也发生水解,所以C为醋酸钙,而D为AlCl3。
答案: (1)
(2)碳酸钾由①中碱性减弱的顺序可知,E是碳酸盐。六种阳离子中可以与碳酸根形成可溶性盐的只有钾离子,所以E是碳酸钾(3)
专题训练
1.(09广东理科基础 33)下列说法正确的是
A.向0.1 mol/L Na2CO3溶液中滴加酚酞,溶液变红
B.Al3+、NO3-、Cl-、CO32-、Na+可大量共存于pH=2的溶液中
C.乙醇和乙酸都能溶于水,都是电解质
D.分别与等物质的量的HCl和H2SO4反应时,消耗NaOH的物质的量相同
2、(2007北京卷).在由水电离产生的H+浓度为1×10-13mol·L-1的溶液中,一定能大量共存的离子组是
①K+、Cl-、NO3-、S2-②K+、Fe2+、I-、SO42-③Na+、Cl-、NO3-、SO42-
④Na+、Ca2+、Cl-、HCO3-⑤K+、Ba2+、Cl-、NO3-
A.①③B.③⑤C.③④D.②⑤
3.(2007年江苏)向存在大量Na+、Cl-的溶液中通入足量的NH3后,该溶液中还可能大量存在的离于组是
A.K+、Br-、CO32-B.Al3+、H+、MnO4-
C.NH4+、Fe3+、SO42-D.Ag+、Cu2+、NO3-
4.(08海南卷)在pH=13的无色溶液中,可以大量共存的一组离子是()
A.NH4+、NO3—、K+、SO42—B.CO32_、NO3—、HCO3—、Na+
C.Na+、ClO—、AlO2—、NO3—D.CrO42—、K+、Na+、SO42—
5.(08全国Ⅰ卷)在溶液中加入中量Na2O2后仍能大量共存的离子组是()
A.NH+4、Ba2+、Cl-、NO-3B.K+、AlO-2、Cl-、SO2-4
C.Ca2+、Mg2+、NO-3、HCO-3D.Na+、Cl-、CO2-3、SO2-3
6.(08江苏卷)在下列溶液中,各组离子一定能够大量共存的是()
A.使酚酞试液变红的溶液:Na+、Cl-、SO42-、Fe3+
B.使紫色石蕊试液变红的溶液:Fe2+、Mg2+、NO3-、Cl-
C. c(H+)=10-12mol·L-1的溶液:K+、Ba2+、Cl-、Br-
D.碳酸氢钠溶液:K+、SO42-、Cl-、H+
7.(08重庆卷)下列各组离子在给琮条件下能大量共存的是( )
A.在pH=1的溶液中:NH4+、K+、ClO-、Cl-
B.有SO2-4存在的溶液中:Na+、Mg2+、Ca2+、I-
C.有NO-3存在的强酸性溶液中:NH+4、Ba2+、Fe2+、Br-
D.在c(H+)=1.0×10-13mol·L-1的溶液中:Na+、S2-、AlO-2、SO2-3
8.(08广东卷)下列各组离子一定能大量共存的是( )
A.在含有大量[Al(OH)4]-的溶液中:NH4+、Na+、Cl-、H+
B.在强碱溶液中:Na+、K+、CO32-、NO3-
C.在pH=12的溶液中:NH4+、Na+、SO42-、Cl-
D.在c(H+)=0.1mol·L-1的溶液中:K+、I-、Cl-、NO3-
9、(2007高考·海南)在pH = 1时,可大量共存且形成无色溶液的一组离子或分子是( )
A.Ca2+、CH3COOH、Br-、Na+B.NO3-、Fe3+、Mg2+、SO42-
C.HClO、Ba2+、Na+、Cl-D.K+、Cl-、Al3+、SO32-
10、(2007高考·重庆)用过量的H2SO4、NaOH、NH3·H2O、NaCl等溶液,按图所示步骤分开五种离子,则溶液①、②、③、④是()
A.①NaCl②NaOH③NH3·H2O④ H2SO4
B.①H2SO4②NaOH③NH3·H2O④NaCl
C.①H2SO4②NH3·H2O③NaOH④NaCl
D.①NaCl②NH3·H2O③NaOH④H2SO4
11.某强碱性溶液中含有:K+、NH4+、AlO2-、Al3+、SO42-、SiO32-、CO32-、Cl-中的某几种,现进行如下实验:
①取少量的溶液用硝酸酸化后,加Ba(NO3)2溶液,无沉淀生成;
②另取少量溶液加入盐酸的现象是:开始无明显现象,后来沉淀逐渐增多,沉淀量不增加后产生一种气体,最后沉淀逐渐溶解直到消失。
(1)原溶液中肯定存在的离子有__________,肯定不存在的离子有______________。
(2)②中产生沉淀的离子方程式___________________________________________,沉淀溶解的方程式为______________________________________。
(3)已知一定量的原溶液中加入5 mL 0.2mol/L盐酸时,沉淀会完全消失,再加入足量的AgNO3溶液可得到0.187g沉淀,则原溶液中是否含有Cl-:_______(填“有”或“没有”)。
12.(08全国Ⅱ卷)某钠盐溶液可能含有阴离子NO3-、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、Br-、
I-。为了鉴别这些离子,分别取少量溶液进行以下实验:
①所得溶液呈碱性;
②加HCl后,生成无色无味的气体。该气体能使饱和石灰水变浑浊。
③加CCl4,滴加少量氯水,振荡后,CCl4层未变色。
④加BaCl2溶液产生白色沉淀,分离,在沉淀中加入足量的盐酸,沉淀不能完全溶解。
⑤加HNO3酸化后,再加过量的AgNO3,溶液中析出白色沉淀。
(1)分析上述5个实验,写出每一实验鉴定离子的结论与理由。
实验①________________________________________。
实验②_______________________________________。
实验③________________________________________。
实验④________________________________________。
实验⑤________________________________________。
(2)上述5个实验不能确定是否的离子是___________________。
13.(09广东化学 22)(12分)
某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收其中镁的工艺流程如下:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
PH | 3.2 | 5.2 | 12.4 |
部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表,请回答下列问题:
(1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有(要求写出两条)。
(2)滤渣I的主要成分有。
(3)从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物质有。
(4)Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂,可采用复分解反应制备:
MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl
已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如下图所示:
①将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2。简述可制备Mg(ClO3)2的原因:。
②按①中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中,常伴有NaCl析出,原因是:。除去产品中该杂质的方法是:。
参考答案:
1、解析:Na2CO3溶液水解显碱性,故加入酚酞是变红的,A项正确;pH=2为酸性溶液,所以CO32-与H+是反应的,故不能共存,B项错;乙醇属于非电解质,C项错;硫酸为二元酸,故NaOH的物质的量是HCl的两倍,D项错。答案:A
2、解析:由水电离产生的H+的浓度为1×10-13mol/L,该溶液可能呈酸性或碱性。①中NO3-与S2-在酸性条件下发生氧化还原反应;②在Fe2+在碱性条件下可生成Fe(OH)2沉淀;④HCO3-既可以和酸反应,又可以和碱反应。答案、B。
3解析:在NaCl溶液中通入NH3后,溶液呈碱性,所以B项中的Al3+、H+不能存在,C项中的Fe3+不能存在,D项中的Ag+和Cu2+不能存在,故答案为A。
4、解析:pH=13,溶液中的c(OH-)=0.1mol·L-1,选项A中NH4+与OH-不能共存;
选项B中HCO3-与OH-不能共存;选项D中CrO42-为黄色。答案:C。
5、解析:此题主要从两方面考虑:一是考虑Na2O2的氧化性,溶液中具有还原性的离子
不能共存,如选项D中的SO32-;二是2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,考虑不能与OH-共存的离子,如选项A中的NH4+,选项C中的Mg2+、Ca2+、HCO3-。答案:B。
6、解析:选项A中使酚酞溶液呈红色,则溶液必定呈碱性,则OH-与Fe3+不能共存;
选项B中使紫色的石蕊试液变红的溶液呈酸性,NO3-在酸性溶液中具有强氧化性与Fe2+不能共存;选项C中c(H+)=10-12mol·L-1的溶液呈碱性,在碱性溶液中,这些离子均能共存;选项D中HCO3-与H+不能共存。答案:C。
7、解析:选项A中,溶液呈强酸性,溶液中的Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O;选项
B中Ca2++SO42-===CaSO4↓;选项C中在酸性溶液中NO3-具有强氧化性,与Fe2+、Br-不能共存;选项D中溶液呈强碱性,这几种离子均能共存。答案:D。
8、解析:选项A中〔AlOH4〕-与H+不能共存;选项C中pH=12,则c(OH-)=0.01mol·L-1,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
9、解析:pH=1说明溶液中呈酸性,存在较高浓度的H+。B选项中因溶液存在Fe3+而呈黄色;C组溶液,在酸性和较高浓度条件下,HClO和Cl-发生归中反应生成氯气。D组溶液,H+与SO32-会产生SO2气体;双水解反应也导致Al3+、SO32-不能大量共存。
答案A。
10、解析:这5种离子加入过量的这4种溶液,只产生一种沉淀的只有NaCl,为AgCl,排除B、C答案,则剩余的Fe3+、Al3+、Ba2+、K+,加入过理的氨水可产生两种沉淀,为Fe(OH)3和Al(OH)3,再加入过量NaOH,Al(OH)3可溶解。故选项D正确。
11、解析:本题目主要考查由实验现象推断溶液中存在的离子。由题意可知,加入盐酸有白色沉淀产生,盐酸过量后沉淀溶解,说明原溶液中一定含有AlO2-,一定不含NH4+、Al3+;当沉淀完全后,再加盐酸时有气体产生,说明含有CO32-;沉淀能消失说明不含SiO32-;加入Ba(NO3)2无沉淀产生,说明不存在SO42-;因为溶液中NH4+、Al3+不能存在,且溶液呈电中性,所以必须有K+存在。
答案:(1)CO32-、AlO2-、K+SO42-、SiO32-、Al3+、NH4+
(2)AlO2-+H+++H2O===Al(OH)3↓Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O
(3)有
12、答案:(1)①CO32-和SO32-可能存在,因为它们水解呈碱性。
②CO32-肯定存在,因为产生的气体是CO2;SO32-不存在,因为没有刺激性气味的气体产生。
③Br-、I-不存在,因为没有溴和碘的颜色出现。
④SO42-存在,因为BaSO4不溶于盐酸。
⑤Cl-存在,因与Ag+形成白色沉淀。
(2)NO3-。
13、解析:浸出步骤硫酸同固体废料中主要成份反应,从化学反应速率和化学平衡的影响因素来看,可通过升高温度提高硫酸镁的溶解度,或通过搅拌使反应物充分接触反应,或通过过滤后滤渣多次浸取以提高转化率。硫酸浸出液经过滤,滤液中主要溶质是MgSO4、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3,根据阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH,在调节pH至5.5时,Fe3+和Al3+已经完全沉淀,滤渣I的主要成分是Fe(OH)3Al(OH)3,此时滤液中阴离子主要是SO42-,加入NaOH后Mg2+完全沉淀,溶质主要成分是Na2SO4;反应MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl类似于侯德榜制碱法生成NaHCO3的原理,因为NaCl溶解度小而从溶液中析出,使反应向生成Mg(ClO3)2的方向进行;同样是依据①的原理,在降温的过程中,Mg(ClO3)2的溶解度不断减小,从溶液中析出,在生成Mg(ClO3)2的过程中NaCl也不断生成,但因溶解度没有增加,所以也伴随Mg(ClO3)2析出;相同温度时氯化钠的溶解度最小,因此在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中一定会析出氯化钠。由于氯酸镁和氯化钠均溶于水,溶于水的可溶性物质一般用结晶和重结晶的方法分离。
答案:(1)升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取)(2)Fe(OH)3Al(OH)3
(3)Na2SO4(4)①在某一时NaCl最先达到饱和析出;Mg(ClO3)2的溶解度随温度变化最大;NaCl的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别。 ②降温前溶液中NaCl以达饱和;降低过程中NaCl溶解度会降低,会少量析出。重结晶。