【培优导学案】浙教版科学九年级全册：5、离子共存问题 学案（含解析）

 离子共存问题

【回顾】

一、离子的共存

判断几种物质在同一种溶液中能不能共存、能不能大量共存、能不能在指定的酸碱度下共存，关键是看这几种物质能否发生反应。若能反应，则不能共存，反之则能共存；若有微溶物生成，则不能大量共存。判断几种物质是否能发生反应，关键是判断几种离子在同一种溶液中相互结合能不能生成沉淀、气体、水(即复分解反应的三个条件)。

生成水(H2O)：H＋、OH－不能共存。

生成气体：如CO2：H＋、CO32－不能共存，H＋、HCO3－ 不能共存；如NH3：NH4＋、OH－不能共存。

生成沉淀：常见盐的溶解性口诀——钾钠铵盐都可溶；硝酸遇水无影踪(含硝酸根的都可溶)；硫酸除钡(硫酸钡)氯除银(氯化银)，没有提到都可溶。

综合上述情况，可以分为以下几种情况：

1．所有的弱酸根离子(如CO32－、SO32－)和OH－都不能在酸性溶液中共存。

2．与OH－生成气体的NH4＋、所有与OH－生成沉淀的金属离子(如Mg2＋、Al3＋、Mn2＋、       Zn2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、Ag＋)和H＋都不能在碱性溶液中共存。

3．酸式盐中的含氢弱酸根离子不能与强碱(OH－)、强酸(H＋)共存。如 HCO3－＋OH－===   CO32－＋H2O、HCO3－＋H＋===CO2↑＋H2O。

4．所有有颜色的离子(如Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、MnO4－)都不能在无色溶液中存在。

5．有的离子对之间不能共存。如Ba2＋与SO42－、Ag＋与Cl－、Ca2＋与CO32－等。

二、离子方程式

常见酸、碱、盐之间反应的本质是生成了气体、沉淀、水。

1．离子反应(离子之间进行的反应)

定义：有离子参加或生成的反应。酸、碱、盐之间在水溶液中的反应属于离子反应。

2．离子方程式

用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子。离子方程式符合质量守恒和电荷守恒。

3．离子方程式的书写

(1)写出化学方程式(基础)

例：2AgNO3＋CuCl2===2AgCl↓＋Cu(NO3)2

(2)把易溶于水、易电离的物质拆写成离子形式(关键)，难溶或难电离的物质以及气体等仍用化学式表示。

2Ag＋＋2NO3－＋Cu2＋＋2Cl－===2AgCl↓＋Cu2＋＋2NO3－

(3)删去方程式两边形式相同的离子(途径)

2Ag＋＋2NO3－,)＋Cu2＋,)＋2Cl－===2AgCl↓＋Cu2＋,)＋2NO3－,)

(4)整理方程式并检查两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等(保证)。

2Ag＋＋2Cl－===2AgCl↓

Ag＋＋Cl－===AgCl↓

步骤口诀：一写、二拆、三删、四查。

拆写的规则：

①可写成离子的物质：易溶于水、易电离的物质。

A．强酸：H2SO4、HCl、HNO3；

B．强碱：NaOH、KOH、Ba(OH)2；

说明：Ca(OH)2微溶于水，溶液中一般写离子，悬浊液则写化学式。

C．可溶性盐(注意记忆课本后的溶解性表)。

②仍用化学式表示的物质：

A．难溶性物质：BaSO4、Cu(OH)2、CaCO3、AgCl等；

B．难电离物质：弱酸、弱碱(氨水、难溶性碱)、水等；

C．气体：CO2、H2、SO2等；

D．单质：H2、Na、Fe、O2等；

E．氧化物：Na2O、Fe2O3等。

例　下列离子组中，能大量共存的是(　　)

A．Na＋、NH4＋、Cl－、OH－ 

B．H＋、Fe2＋、SO42－、NO3－

C．Cu2＋、Ba2＋、Cl－、SO42－  

D．Na＋、H＋、NO3－、CO32－

[答案] B

 A中四种离子中的OH－与NH4＋结合会产生气体；C中四种离子中的Ba2＋和SO42－结合会产生沉淀；D中四种离子中的H＋和CO32－会结合产生气体。

[方法点拨] 在离子共存问题中要注意：H＋、OH－、颜色(如无色)、结合产生沉淀等关键词，所以记忆酸、碱、盐的溶解性表对解决此类问题有非常大的帮助；在做物质共存和离子共存问题时，凡是能够反应生成沉淀、气体或水的都是不能共存的。

1．下列反应不能用离子方程式Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓表示的是(　　)

A．Ba(NO3)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HNO3

B．BaCl2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaCl

C．BaCO3＋H2SO4===BaSO4↓＋H2O＋CO2↑

D．BaCl2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HCl

2．下列各组离子在水溶液中能大量共存的是(　　)

A．Na＋、Ba2＋、Cl－、SO42－

B．Ca2＋、HCO3－、Cl－、K＋

C．Mg2＋、Ag＋、NO3－、Cl－

D．H＋、Cl－、Na＋、CO32－

3．在pH＝1的无色溶液中，可以大量存在的物质是(　　)

A．NaOH、NaNO3、KNO3

B．Na2CO3、NaCl、KCl

C．CuSO4、NaCl、BaCl2

D．NaNO3、MgCl2、K2SO4

4．某溶液能与镁反应生成氢气，则下列各组物质在该溶液中能大量存在的是(　　)

A．KCl、NaCl、Na2SO4   B．NaCl、NaNO3、AgNO3

C．Na2CO3、NaCl、Na2SO4  D．BaCl2、NaCl、Na2SO4

5．某无色溶液，在pH＝0和pH＝14的条件下都能大量共存的是(　　)

A．Fe2＋、K＋、SO42－、NO3－

B．Mg2＋、NH4＋、SO42－、Cl－

C．Na＋、K＋、CO32－、MnO4－

D．Ba2＋、Na＋、NO3－、Cl－

6．某城市有甲、乙两工厂排放污水，污水中各含有下列6种离子中的3种(两厂不含相同离子)：H＋、Ba2＋、Na＋、OH－、CO32－、NO3－。两厂单独排放都会造成严重的水污染，若将两厂的污水按一定比例混合，便会变成无色澄清只含硝酸钠的溶液。关于污染源的分析，你认为正确的是(　　)

A．CO32－和NO3－来自同一工厂

B．OH－和NO3－一定不在同一工厂

C．H＋和Ba2＋一定不在同一工厂

D．Na＋和NO3－来自同一工厂

7．下列各组离子在溶液中能够大量共存，当溶液中pH>7时，既有气体产生，又能生成沉淀。则该组离子可能是(　　)

A．Na＋、Ba2＋、NO3－、CO32－

B．Ba2＋、K＋、Cl－、NO3－

C．Mg2＋、NH4＋、SO42－、Cl－

D．Fe2＋、Na＋、SO42－、NO3－

8．(多选)温州中学自主招生模拟现有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：Na＋、NH4＋、Ba2＋、SO42－、CO32－、Cl－。现取两份等质量的溶液进行如下实验：①第一份加足量NaOH溶液，加热，收集到气体0.68 g；②第二份加足量BaCl2溶液后，过滤、干燥后得6.27 g沉淀，将沉淀用足量盐酸洗涤、干燥后，称得不溶性固体的质量为2.33 g。根据上述实验，以下推测正确的是(　　)

A．一定不存在Ba2＋，可能存在NH4＋

B．一定存在CO32－与NH4＋

C．一定存在Na＋

D．一定不存在Cl－

9．现有甲、乙两种溶液，共含有八种离子，分别为H＋、Ag＋、K＋、Ba2＋、OH－、Cl－、          NO3－和CO32－，且两种溶液里所含的离子各不相同。已知向甲溶液里滴入紫色石蕊试液，溶液变成蓝色，说明甲溶液呈________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，那么乙溶液里含有的四种离子是________________________(填离子符号)。

10．已知某无色溶液中，可能含有H＋、Ag＋、Cu2＋、Na＋、OH－、Cl－、NO3－、CO32－八种离子中的几种，取该溶液少许，滴入几滴紫色石蕊试液，溶液变红，则原溶液中可能大量共存的离子是________________________________________________________________________。

答案

1．C　 BaCO3不可溶，不能拆成离子，生成物中有气体和水，不能删除。

2．B　

3．D　 要同时满足pH＝1(酸性)和无色两个条件。首先看有颜色的物质，C中的CuSO4是蓝色溶液；再看满足pH＝1(酸性)这个条件，A中NaOH会与酸反应，B中的Na2CO3在酸性条件下会生成气体。

4．A　 某溶液能与镁反应生成氢气，说明该溶液是酸性溶液。C中的Na2CO3在酸性条件下会生成二氧化碳气体，所以不能大量存在；B和D中分别会生成AgCl和BaSO4沉淀，所以不能共存。

5．D　

6．B　 因为氢氧根离子不能与氢离子共存，则若氢离子在甲厂污水中，则氢氧根离子应该在乙厂；氢离子不能和碳酸根离子共存，则碳酸根离子应该在乙厂；碳酸根离子不能与钡离子共存，则钡离子存在于甲厂污水中，溶液中必须同时存在阴、阳离子，故甲厂污水中含有硝酸根离子，乙厂污水中含有钠离子；即H＋、Ba2＋、NO3－应该在一个厂；OH－、        CO32－、Na＋应该在一个厂。

7．C　 A中Ba2＋、CO32－会生成沉淀，不能共存；B中不能与碱性溶液反应生成沉淀和气体；D中只能与碱性溶液反应生成沉淀。

8．BC　 ①能与足量NaOH溶液共热产生气体的物质应为铵盐，因此溶液中应含有  NH4＋。②在可能存在的五种离子中，能与氯化钡溶液反应形成的沉淀只有CO32－和SO42－，因此沉淀有三种情况：可能是碳酸钡；可能是硫酸钡；可能是既有碳酸钡又有硫酸钡。其中硫酸钡不溶于酸也不能与酸反应；碳酸钡能与酸反应而使沉淀质量减少；根据题意可知，沉淀中既有碳酸钡又有硫酸钡，则原溶液中存在CO32－、SO42－。因为Ba2＋与CO32－、SO42－不能共存，所以原溶液中一定不存在Ba2＋。Cl－对①②的现象没有影响，因此可能有，也可能没有。Na＋对①②的现象没有影响，结合①②计算得出，已知的阴离子所带电荷总数大于阳离子所带电荷总数，所以溶液中一定存在Na＋。故原溶液中一定存在NH4＋、CO32－、     SO42－、Na＋，一定不存在Ba2＋，可能存在Cl－。

9．碱性　H＋、Ag＋、Ba2＋、NO3－

 根据紫色石蕊试液遇碱变蓝，可以推知甲溶液显碱性，说明甲溶液中存在氢氧根离子，氢氧根离子和氢离子不能共存，氢离子应该存在于乙溶液中；氢离子和碳酸根离子不能共存，碳酸根离子存在于甲溶液中；碳酸根离子和钡离子会生成沉淀，钡离子存在于乙溶液中；碳酸根离子和银离子会生成沉淀，银离子存在于乙溶液中；氯离子和银离子会生成沉淀，氯离子存在于甲溶液中。要构成物质既要有阴离子也要有阳离子，所以钾离子存在于甲溶液中，硝酸根离子存在于乙溶液中。

10．H＋、Ag＋、Na＋、NO3－或H＋、Na＋、Cl－、NO3－

 滴入石蕊试液后，溶液呈现红色，说明溶液中肯定存在氢离子，肯定不存在氢氧根离子和碳酸根离子；溶液是无色的，则不存在铜离子，银离子和氯离子会生成沉淀，两者不会同时存在。