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离子共存专题研讨

2009-11-13 13:01:34  来源:高中化学网  作者:www.gzhxw.cn  【 】  浏览:

一、考纲解读

考纲要求“理解离子反应的概念”,其含义是能够清晰、有序地记忆中学阶段所学的离子间发生的反应,并能够应用这些知识,结合题设情景进行分析、推理、判断、得出正确结论(即知识迁移能力);能应用离子反应知识正确书写离子方程式;并能够应用离子反应的相关知识解释生产、生活、环保等实际问题,即用化学的视角分析、解决简单的实际问题的能力。

 

二、解题必备知识及答题策略

中学化学中,影响离子共存的主要因素是离子间的复分解反应、氧化还原反应、双水解反应、络合反应等。

 

1.离子反应发生的条件

1)复分解反应

复分解反应发生的条件包括生成难溶性物质、难电离物质、挥发性物质。

下面几种情况同学们应作重点掌握:

①与H+不能共存的离子主要有OH;弱酸根的离子,如ClOFHSO3S2HSCH3COOAlO2H2PO4HPO42PO43C6H5OC2H5O等。

②与OH不能共存的离子主要有弱碱的阳离子,如NH4+Mg2+Al3+Fe2+Fe3+Cu2+ 等;多元弱酸的酸式酸根离子,如HCO3HSHSO3H2PO4HPO42等;

③易错点有Ca2+FHPO42PO43不能大量共存,它们易结合生成沉淀。

④雾点是反应生成微溶物的离子浓度足够大时,它们不能共存,如Ag+SO42Ca2+SO42

2)氧化还原反应

①常见的离子间的氧化还原反应如Fe3+IS2NO3(H+)IS2Fe2+Fe2+MnO4(H+),这些情况的离子不能共存;这里要说明的是MnO4在中性和碱性溶液中也具有较强的氧化性。

②特例,ClO离子不论在酸性还是在碱性条件下均有强氧化性,与具有较强还原性的离子Fe2+IS2等不能共存,这一知识点在1992年、1996年全国高考中出现过。

 

③雾点是H+ S2O32不能共存,这是同学们碰到的次数较少的一对离子组,反应方程式为

2H+ +S2O32= H2O+ S+ SO2↑。

 

3)双水解反应

①常见情况,如Fe3+ 分别与HCO3CO32ClO等,Al3+HSS2HCO3CO32;②易错点:Fe3+HSS2不能共存,不是因双水解反应而是因为氧化还原反应。Al3+ AlO2不能共存,NH4+HCO3CO32可以共存。这样记忆或理解,在已学过的物质NH4HCO3中可以得到证明,也说明它不易发生双水解反应或双水解趋势较弱,所以它们才得以存在。

4)发生络合反应   中学阶段掌握Fe3+ SCNC6H5O的络合反应就够了。

 

2.解题中应注意的问题及解题策略

1)首先要注意审题,除考虑离子间能否发生反应外,还必须考虑限制条件,如溶液的酸碱性环境怎样;溶液的颜色情况;溶液是否透明;能发生氧化还原反应;是能共存还是不能共存等。对具有隐含条件的问题,必须先将隐含条件挖掘出来,比如题目表达为:“水电离出来的c(H+)c(OH) 的浓度为1×1014 mol/L”时,与常温下水电离出的c(H+)c(OH) 1×107 mol/L对比,水的电离受到了抑制,故溶液呈强酸性或强碱性;“在与Al反应能生成H2的溶液中”,该溶液呈强酸性或强碱性,但溶液中不能有NO3离子,因为NO3(H+)Al反应不生成氢气等。遇到上述情况要先判断清楚溶液的酸碱性,然后考虑离子间的反应情况。

2)注意前后(题干条件、要求与选项)联系,不要丢三落四,思维要严密。

 

三、试题分析

例题1 pH1的无色溶液中能大量共存的离子组是(     )。

ANH4+Mg2+SO42Cl     BBa2+K+HCO3NO3 

CAl3+Cu2+SO42AlO2     DNa+Fe2+ClNO3 

解析:首先审题,弄清题目有三个限制性条件:一是pH=1(溶液中有大量的H+ 离子);二是无色溶液;三能大量共存;再针对条件并结合选项综合解析。离子组存在的环境(pH=1)是强酸性的,HCO3AlO2不能大量共存,即可排除BC选项;酸性溶液中NO3有氧化性,与还原性的Fe2+不能共存,故排除D选项;且溶液为无色,排除含有色离子(Cu2+)的离子组C,故答案为A

 

例题2 pHlBa2+的溶液中,还能大量存在的离子是(     )。

AAlO2     BClO         CCl        DSO42

解析:选项中的AlO2ClO都能与溶液中的H+ 反应生成沉淀Al(OH)3(或AlO2,这与H+ 的量密切相关)和弱酸HClO而不能共存;SO42Ba2+反应生成沉淀而不能共存。答案为C

 

例题3 某溶液既能溶解Al(OH)3,又能溶解H2SiO3,在该溶液中可以大量共存的离子组是(     )。

AK+Na+HCO3NO3        BNa+SO42ClClO

CH+Mg2+SO42NO3        DAg+K+NO3Na+

解析:Al(OH)3呈两性,既溶于强酸又溶于强碱;而H2SiO3能溶于强碱,综合分析上述溶液呈强碱性。HCO3Mg2+Ag+ 在碱性溶液中不能大量共存,ACD三个选项即可排除,答案为B

 

例题4 ABCD是四种可溶的化合物,分别由阳离子K+Ba2+Al3+Fe3+ 和阴离子OHCO32NO3SO42两两组合而成,它们的溶液发生如下反应:

AB反应生成白色沉淀,再加过量A,沉淀量减少,但不会完全消失。

CD反应生成有色沉淀。

BC反应生成白色沉淀。

写出它们的化学式:A       B       C      D      

解析:本题实际是考查离子共存及用离子反应产生的现象进行分析、推理、判断并得出正确结论的推断题。由题意可知四种物质均可溶,两两混合生成的沉淀有BaSO4 BaCO3Al(OH)3,而能溶于过量的A中的只能是Al(OH)3,且A只能是强碱Ba(OH)2;又因为还有部分沉淀未溶解,故BAl2(SO4)3。能与BAl2(SO4)3]反应生成白色沉淀的CK2CO3;与反应生成有色沉淀的DFe(NO3)3

答案:ABa(OH)2   BAl2(SO4)3   CK2CO3   DFe(NO3)3 

 

四、2010年高考预测

通过近几年高考试题分析,可以看出题目在保持稳定的同时,也在试图开发新题型,如训练题中的第4题、第6题、第9题等,但无论题型如何变化,考查的知识是不变的,变化的只是解题的思维方式和方法。如解13题时,带着题干中的离子与选项中的离子对比,根据离子间的反应规律进行推理、判断、得出正确结论;解第4题时,思维方式则发生了改变,带着选项中的离子与题干中的离子比较解题就方便多了;解答第7题时,则需要将题干中离子与选项中的离子放在一起,综合思考方能正确解题,需要的能力增强了。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。

 

五、针对训练

1.下列各组离子在溶液中能大量共存的是(    )

ACa2+ HCO3ClK+            BAl3+AlO2HCO3Na+

CFe2+NH4+SO42S2           DFe3+SCNNa+CO32

 

2.在pH=1的溶液中,可以大量共存的离子是(    )

AK+Na+SO42S2O32    BNH4+Mg2+SO42Cl

CNa+K+HCO3Cl     DK+Na+AlO2NO3

 

3.在pH1的无色溶液中能大量共存的离子组是(    )

ANH4+Mg2+SO42Cl    BBa2+K+OHNO3

CAl3+Cu2+SO42Cl     DNa+Ca2+ClAlO2

 

4.若溶液中由水电离产生的cOH)=1×1014mol·L1,满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是(    )

AAl3+Na+NO3Cl       BK+Na+ClNO3

CK+Na+ClAlO2       DK+NH4+SO42NO3

 

5.已知某溶液中存在较多的H+SO42NO3,则该溶液中还可能大量存在的离子组是(    )

AAl3+CH3COOCl          BMg2+Ba2+Br       

CMg2+ClI              DNa+NH4+Cl

 

6.下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是(    )

AH3O­­+NO3Fe2+Na+         BAg+NO3ClK+

CKBa2OHSO42        DCu2NH4BrOH

 

7.下列各组离子中,在碱性溶液中共存,且加入盐酸过程中会产生气体和沉淀的是(    )

ANa+NO3AlO2SO42     BNa+NO3SiO32K

CKClAlO2CO32      DNa+ClHCO3Ca2+

 

8.对某酸性溶液(可能含有BrSO42H2SO3NH4+)分别进行如下实验:

①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色;

②加碱调至碱性后,加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝;

加入氯水时,溶液略显黄色,再加入BaCl2溶液时,产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。

对于下列物质不能确认其在溶液中是否存在的是

ABr      BSO42      CH2SO3     DNH4

 

9.某河道两旁有甲乙两厂,它们排放的工业废水中,共含K+Ag+Fe3+ClOHNO3- 六种离子。

甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中所含的三种离子是                

乙厂的废水中含有另外三种离子,如果加一定量                 (选填:活性炭、硫酸亚铁、铁粉),可以回收其中的金属                     (填写金属元素符号)。

另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可以使废水中的          (填写离子符号)转化为沉淀。经过滤后的废水主要含              ,可用来浇灌农田。

 

拓展训练答案:

1 2B    3 4 5 6 7 8

9K+OHCl  铁粉  Ag  Ag+Fe3+ClOH  K+NO3s


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