【题源解密】专题04 离子方程式与离子共存-2024高考化学题源解密(全国通用)
展开高考命题专家命制高考试题时绝非凭空杜撰,必有命题的原始模型(“题根”)和命题着力点(“题眼”),对“题根”与“题眼”进行深入的探求与拓展可构造出高考母题。
命题人拿来千变万化为难你们的历年真题,本质上也是从这有限的母题中衍生出来的。母题的重要性不言而喻。
专题四 离子方程式与离子共存
目录:
2023年真题展现
考向一 离子方程式与电极方程式
考向二 与量有关的离子方程式
真题考查解读
近年真题对比
考向一 离子方程式正误判断
考向二 与量有关的离子方程式
考向三 离子共存
命题规律解密
名校模拟探源
易错易混速记
考向一 离子方程式与电极方程式
1.(2023·湖南卷第5题)下列有关电极方程式或离子方程式错误的是( )
A. 碱性锌锰电池的正极反应:MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-
B. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应:Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+
C. K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓
D. TiCl4加入水中:TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H++4Cl-
【答案】B
【解析】碱性锌锰电池放电时正极得到电子生成MnO(OH),电极方程式为MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-,A正确;铅酸电池在充电时阳极失电子,其电极式为:PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-,B错误;K3[Fe(CN)6]用来鉴别Fe2+生成滕氏蓝沉淀,反应的离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓,C正确;TiCl4容易与水反应发生水解,反应的离子方程式为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H++4Cl-,D正确。
2.(2023·北京卷第6题)下列离子方程式与所给事实不相符的是( )
A. Cl2制备84消毒液(主要成分是):
B. 食醋去除水垢中的:
C. 利用覆铜板制作印刷电路板:
D. Na2S去除废水中的:
【答案】B
【解析】Cl2和NaOH溶液反应产生NaCl、NaClO、H2O,除了Cl2和H2O不能拆写其余均可拆写为离子,A项正确;食醋为弱酸不能拆写为离子,反应为2CH3COOH+CaCO3=Ca2++2CH3COO-+CO2+H2O,B项错误;FeCl3将Cu氧化为CuCl2而自身被还原为FeCl2,反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,C项正确;Na2S将Hg2+转化为沉淀除去,反应为Hg2++S2−=HgS↓,D项正确。
考向二 与量有关的离子方程式
3.(2023·浙江选考1月第7题)下列反应的离子方程式不正确的是( )
A. Cl2通入氢氧化钠溶液:
B. 氧化铝溶于氢氧化钠溶液:
C. 过量CO2通入饱和碳酸钠溶液:
D. H2SO3溶液中滴入氯化钙溶液:
【答案】D
【解析】Cl2通入氢氧化钠溶液中反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为:,A正确;氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠和水,反应的离子方程式为:,B正确;过量CO2通入饱和碳酸钠溶液反应产生碳酸氢钠晶体,反应的离子方程式为:,C正确;H2SO3溶液中滴入氯化钙溶液,因亚硫酸酸性弱于盐酸,不能发生反应,D不正确。
4.(2023·浙江卷6月第9题)下列反应的离子方程式正确的是( )
A. 碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气:
B. 向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳:
C. 铜与稀硝酸:
D. 向硫化钠溶液通入足量二氧化硫:
【答案】B
【解析】碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气,碘离子与氯气恰好完全反应,:,故A错误;向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳,反应生成碳酸氢钙和次氯酸:,故B正确;铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水:,故C错误;向硫化钠溶液通入足量二氧化硫,溶液变浑浊,溶液中生成亚硫酸氢钠:,故D错误。
【命题意图】
1.能从宏观和微观的角度理解电解质的概念,了解常见的电解质,会正确识别判断电解质与非电解质。
2.认识酸、碱、盐在水溶液中或熔融状态下能发生电离,并会用电离方程式表示。能从电离的角度认识
酸、碱、盐的概念及其各自的化学通性。
3.通过实验事实认识离子反应,并掌握离子反应发生的条件,增强化学核心素养中的变化观念意识。
4.掌握离子方程式的书写方法及正误判断,初步掌握离子大量共存的判断方法,促进证据推理与模型认知化学核心素养的发展。
【考查要点】主要考查离子方程式和离子共存。利用选择题考查离子方程式正误判断和考查离子是否能够大量共存。
【课标链接】
(1)通过实验事实认识离子反应及其发生的条件。
(2)能用离子方程式正确表示典型物质的主要化学性质。
(3)认识离子反应的本质,能判断离子方程式的正误和离子是否能够大量共存。
考向一 离子方程式正误判断
1.(2022·广东卷)下列关于的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是( )
A.碱转化为酸式盐:
B.碱转化为两种盐:
C.过氧化物转化为碱:
D.盐转化为另一种盐:
【答案】B
【解析】向氢氧化钠溶液中通入足量的二氧化碳,碱可以转化成酸式盐,离子方程式为:CO2+OH-=HCO3-,故A错误;氯气通入NaOH溶液中可以生成氯化钠和次氯酸钠两种盐,其离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故B正确;钠的过氧化物为Na2O2,可以和水反应生成氢氧化钠,但在离子方程式里Na2O2不能拆成离子,故C错误;硅酸钠溶于水,在离子方程式里要写成离子,故D错误。
2.(2022·浙江卷)下列反应的离子方程式不正确的是( )
A.盐酸中滴加溶液:
B.溶液中通入过量:
C.乙醇与酸性溶液反应:
D.溴与冷的溶液反应:
【答案】D
【解析】盐酸中滴加溶液,发生离子反应生成硅酸沉淀,该反应的离子方程式为,A正确;亚硫酸的酸性强于碳酸,因此,溶液中通入过量发生离子反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳,该反应的离子方程式为,B正确;乙醇与酸性溶液反应发生反应,乙醇被氧化为乙酸,被还原为,该反应的离子方程式为,C正确;类比氯气与碱反应可知,溴与冷的溶液反应生成溴化钠、次溴酸钠和水,该反应的离子方程式为,D不正确。
考向二 与量有关的离子方程式
3.(2022·湖南卷)下列离子方程式正确的是( )
A.通入冷的溶液:
B.用醋酸和淀粉溶液检验加碘盐中的:
C.溶液中加入产生沉淀:
D.溶液与少量的溶液混合:
【答案】AC
【解析】Cl2通入冷的 NaOH溶液中发生反应生成氯化钠和次氯酸钠,该反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,A正确;用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的IO3-的原理是IO3-在酸性条件下与I-发生归中反应生成I2而遇淀粉变蓝,由于醋酸是弱酸,在离子方程式中不能用H+表示,因此B不正确;H2O2具有较强的氧化性,FeSO4溶液中加入H2O2产生的沉淀是氢氧化铁,该反应的离子方程式为2Fe2++ H2O2+
4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+,C正确;NaHCO3溶液与少量的Ba(OH)2溶液混合后发生反应生成碳酸钡沉淀、碳酸钠和水,NaHCO3过量,Ba(OH)2全部参加反应,因此该反应的离子方程式为2HCO3-+Ba2++2OH-=
BaCO3↓+CO32-+2H2O,D不正确。
4.(2022·浙江卷)下列实验对应的离子方程式不正确的是( )
A.将碳酸氢钙溶液与过量的澄清石灰水混合:+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
B.将少量NO2通入NaOH溶液:2NO2+2OH-=++H2O
C.将少量SO2通入NaClO溶液:SO2+H2O+2ClO-=+2HClO
D.向氨水中滴入少量硝酸银溶液:Ag++2NH3·H2O=+2H2O
【答案】C
【解析】将碳酸氢钙溶液与过量的澄清石灰水混合,反应生成碳酸钙和水,反应的离子方程式为:HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O,A正确;将少量NO2通入NaOH溶液,反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,反应的离子方程式为:2NO2+2OH-=++H2O,B正确;将少量SO2通入NaClO溶液,反应生成硫酸钠和盐酸,反应的离子方程式为:SO2+H2O+2ClO-=SO42-+HClO+H++Cl-,C错误;向氨水中滴入少量硝酸银溶液,反应生成氢氧化二氨合银,反应的离子方程式为:Ag++2NH3·H2O=+2H2O,D正确。
考向三 离子共存
5.(2022·湖北卷)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
A.在氨水中:
B.在氯化钠溶液中:
C.在醋酸溶液中:
D.在硝酸银溶液中:
【答案】C
【解析】氨水显碱性,会与反应,不能大量共存,A项错误;会发生氧化还原反应,不能大量共存,B项错误;醋酸显酸性,在醋酸溶液中均不会发生反应,能大量共存,C项正确;硝酸银中的银离子会与氯离子反应生成沉淀,不能大量共存,D项错误。
6.(2021·湖南卷)对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是( )
【答案】B
【解析】Al3+和NH3·H2O生成Al(OH)3沉淀而不是生成AlO2-,故A错误;S2O32-和H+反应生成单质硫、二氧化硫和水,离子方程式为:2H++ S2O32-=S↓+SO2↑+H2O,故B正确;Fe3+可以将H2O2氧化得Fe2+和O2,不能大量共存,故C错误;在酸性条件下MnO4-能将Cl-氧化为Cl2,不能大量共存,故D错误。
7.(2021·天津卷)常温下,下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
A.pH=1的溶液:Fe2+、Mg2+、、 B.pH=12的溶液:K+、Na+、、
C.pH=7的溶液:Na+、Cu2+、S2-、Cl- D.pH=7的溶液:Al3+、K+、Cl-、
【答案】B
【解析】pH=1的溶液中,在酸性条件下与Fe2+会发生氧化还原反应,不能大量共存,故A错误;pH=12的溶液中,K+、Na+、、均不能发生反应,能大量共存,故B正确;pH=7的溶液中,Cu2+、S2-会发生反应生成沉淀,不能大量共存,故C错误;pH=7的溶液中,Al3+、会发生双水解,不能大量共存,故D错误。
分析近三年的高考试题,可以发现2023年主要考查离子方程式正误判断及与量有关的离子方程式,2022年主要考查离子方程式正误判断、与量有关的离子方程式、限定条件下的离子共存等。对于2024年高考题,需重点关注与量有关的离子方程式以及电离方程式、水解方程式等的考查。
1.(2023·湖北武汉·联考)能正确表示下列反应的离子方程式为
A.向酸性KMnO4溶液中滴加双氧水:2MnO+H2O2+6H+=2Mn2++3O2↑+4H2O
B.向硝酸铁溶液中通入少量的SO2:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++2H++SO
C.向次氯酸钠溶液中通入少量CO2:ClO-+CO2+H2O=HC1O+HCO
D.侯氏制碱法的反应原理:NH3+CO2+H2O=HCO+NH
【答案】C
【解析】向酸性KMnO4溶液中滴加双氧水,双氧水被氧化成氧气,其反应的离子方程式为2MnO+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O,A项错误;硝酸的氧化性大于铁离子,因此向硝酸铁中加入少量SO2时,硝酸与SO2发生氧化还原反应,B项错误;由于酸性:H2CO3>HClO>HCO,则向次氯酸钠溶液中通入少量的CO2生产次氯酸和碳酸氢钠:ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO,C项正确;侯氏制碱法中发生反应:NH3+NaCl+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl,由于NaHCO3的溶解度比碳酸钠小,能够从溶液中析出,故书写离子方程式时NaHCO3应写化学式,D项错误。
2.(2023·辽宁·高三联考)下列反应的离子方程式,能正确表示化学反应的是
A.能使溴水褪色:
B.向溶液中滴加过量氨水:
C.溶于HI溶液:
D.乙醇被酸性溶液氧化成乙酸:
【答案】D
【解析】与溴水反应生成硫酸和氢溴酸,反应的离子方程式为,A项错误;不溶于弱碱氨水,向溶液中滴加过量氨水的离子方程式为
,B项错误;与HI发生氧化还原反应,其反应的离子方程式为,C项错误;乙醇被酸性溶液氧化成乙酸,同时本身被还原为锰离子,其反应的离子方程式为,D项正确。
3.(2023·重庆·巴蜀中学模拟)下列离子方程式书写正确的是
A.过量的碳酸氢钙溶液与澄清石灰水:2HCO+Ca2++2OH-=CaCO3↓+CO+2H2O
B.铅蓄电池放电时正极上的反应:PbO2+2e-+4H+=Pb2++2H2O
C.已知:N2H4为二元弱碱,与足量浓H2SO4反应:N2H4+2H2SO4(浓)=N2H6(HSO4)2
D.将过量的SO2通入K2S溶液中:SO2+S2-+2H2O=3S↓+4OH-
【答案】C
【解析】酸式盐和碱反应,以少定多,定Ca(OH)2为1ml,按照它的反应需要加入 。。A项错误;是难溶物质,不可拆,应为。B项错误;N2H4与H2SO4为酸碱中和反应,但酸过量产生酸式盐,C项正确;反应为 ,D项错误。
4.(2023·浙江·模拟)下列离子方程式书写不正确的是
A.用高锰酸钾标准溶液滴定草酸:2MnO+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O
B.向 AgCl 沉淀中加入过量氨水使 AgCl 溶解:AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
C.用过量的次氯酸钠溶液吸收 NO:5ClO-+2NO+H2O=3Cl-+2HClO+2NO
D.向 Ca(HCO3)2 溶液中加入过量 NaOH 溶液:Ca2++HCO+OH-=CaCO3↓+H2O
【答案】D
【解析】草酸为弱酸不能拆为离子形式,高锰酸根具有氧化性,将草酸氧化为二氧化碳,草酸将高锰酸根还原为Mn2+:,A正确;向 AgCl 沉淀中加入过量氨水使难溶的 AgCl 转化为可溶的[Ag(NH3)2]+:AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O,B正确;用过量的次氯酸钠溶液吸收 NO,次氯酸根将NO氧化为NO,NO将次氯酸根还原为Cl-:5ClO-+2NO+H2O=3Cl-+2HClO+2NO,C正确;向 Ca(HCO3)2溶液中加入过量 NaOH 溶液,钙离子和碳酸氢根离子按1:2完全反应:Ca2++2HCO+2OH-=CaCO3↓+ CO+2H2O ,D错误。
5.(2023·河北邯郸·二模)下列变化对应的离子(或化学)方程式正确的是
A.苯酚钠溶液中通入,出现白色浑浊:
B.用漂白粉溶液脱除废气中的少量:
C.溶于过量的氢碘酸溶液中:
D.用溶液处理锅炉水垢中的:
【答案】D
【解析】因为苯酚的酸性弱于强于,所以苯酚钠溶液中通入,生成苯酚和,常温下,苯酚难溶于水,溶液中出现白色浑浊,A错误;具有强氧化性,能将氧化,所以漂白粉溶液脱除废气中的少量,发生的反应为:,B错误;
将氧化,所以溶于过量的氢碘酸溶液中,反应的离子方程式为:,C错误;比更难溶,所以可以用溶液处理锅炉水垢中的,将转化为,反应方程式为:,D正确。
6.(2023·湖南·联考模拟)下列叙述对应的离子方程式正确的是
A.向饱和NaOH溶液通入过量析出白色晶体:
B.白色沉淀CuCl溶于-溶液得到深蓝色溶液:
C.向溶液中滴入酸化的溶液产生白色沉淀:
D.向溶液中滴入溶液产生黑色沉淀和气泡:
【答案】D
【解析】向饱和NaOH溶液通入过量CO2析出白色晶体即产生沉淀,故离子方程式为:,A错误;沉淀在离子方程式书写时不能拆,故白色沉淀CuCl溶于-溶液得到深蓝色溶液的离子方程式为:,B错误;硝酸具有强氧化性,能够将NaHSO3氧化为硫酸钠,硫酸钠与硝酸钡反应生成难溶于酸的硫酸钡,向NaHSO3溶液中滴入酸化的Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀的离子方程式为:,C错误;向KMnO4溶液中滴入H2O2溶液产生黑色沉淀即MnO2和气泡即O2,根据氧化还原反应配平可得该反应的离子方程式为:,D正确。
7.(2023·浙江金华·模拟)下列过程中的化学反应,相应的离子方程式书写不正确的是
A.乙酰胺在盐酸溶液中加热:
B.苯酚钠溶液中通入少量气体:
C.用稀硫酸除去硫酸钠溶液中少量的硫代硫酸钠:
D.向含氯化铁的氯化镁溶液中加入氧化镁:
【答案】B
【解析】乙酰胺在盐酸溶液中加热:,A正确;苯酚钠溶液中通入少量气体生成苯酚和碳酸氢钠:,B错误;硫代硫酸钠在酸性条件下生成S和SO2:,C正确;氯化铁水解溶液呈酸性,加入氧化镁中和H+,是水解平衡正向移动,生成氢氧化铁沉淀,,D正确。
8.(2023·天津·联考一模)常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是
A.加入铝产生氢气的溶液:
B.澄清透明的溶液:
C.能使甲基橙试液显红色的溶液:
D.水电离的的溶液:
【答案】B
【解析】加入铝产生氢气的溶液可能是酸性或碱性,若为碱性,则氢氧根离子会和氢离子、镁离子反应,不共存,A不符合题意;相互不反应,能共存,B符合题意; 能使甲基橙试液显红色的溶液为酸性,则氢离子和次氯酸根离子会结合为弱酸次氯酸, C不符合题意;水电离的的溶液可能是酸性或碱性,若为酸性,则氢离子和碳酸氢根离子、亚硫酸根离子反应;若为碱性,氢氧根离子会和碳酸氢根离子反应,不共存,D不符合题意。
9.(2023·湖南衡阳·模拟)下列离子能大量存在于指定溶液中的是
A.某中性溶液中:
B.能使Al粉转化为的溶液:
C.能使pH试纸变深蓝色的溶液:
D.遇KSCN显红色的溶液:
【答案】B
【解析】水解使溶液呈酸性,故中性溶液中不可能含有铵根离子,A项错误;能使Al粉转化为偏铝酸根离子的溶液显强碱性,该组离子之间不发生反应且与均不与OH-反应,B项正确;试纸变为深蓝色即强碱性溶液,Al3+与OH-产生不能大量共存,C项错误;遇KSCN变红则含有Fe3+,Fe3+与发生双水解而不能共存,D项错误。
10.(2023·重庆·育才中学模拟)25℃时,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.pH=1的溶液中:Na+、NH、[Ag(NH3)2]+、NO
B.麦芽糖溶液中:MnO、Na+、SO、H+
C.澄清透明的溶液中:Cu2+、Al3+、SO、NO
D.能使甲基橙变为红色的溶液中:Fe2+、K+、Cl-、NO
【答案】C
【解析】酸性溶液中银氨离子[Ag(NH3)2]+不能存在,A错误;麦芽糖具有还原性,与、H+发生氧化还原反应,不能存在,B错误;澄清透明溶液中几种离子可以共存,C正确;能使甲基橙变为红色的溶液为酸性溶液,亚铁离子和硝酸根在酸性环境下发生氧化还原反应,不能共存,D错误。
一、书写离子方程式的注意事项
①微溶物处理方式有三种情况:出现在生成物中写化学式;作反应物处于溶液状态写离子符号;作反应物处于浊液或固态时写化学式。
②单一离子水解的离子方程式不要忘记“”。
③NHeq \\al(+,4)与OH-在稀溶液中反应生成NH3·H2O,在浓溶液中并加热时生成NH3(g)和H2O。
④浓HCl、浓HNO3在离子方程式中写离子符号,浓H2SO4不写离子符号。
⑤HCOeq \\al(-,3)、HS-、HSOeq \\al(-,3)等弱酸的酸式酸根离子不能拆开写。
⑥易溶、易电离的物质(可溶性强电解质,包括强酸、强碱、可溶性盐)以实际参加反应的离子符号表示;非电解质、弱电解质、难溶物、气体、单质、氧化物均用化学式表示。
⑦离子方程式要遵循质量守恒、电荷守恒,是氧化还原反应的还要遵循得失电子守恒。
二、离子方程式的正误判断
离子方程式的书写时高考的重点和难点,特别是与用量有关的反应方程式的书写、正误的判断及其应用。解决此类问题的难点在量的关系及进行的配平。在解决过程中可按照其成因进行分类,了解其原理,届可以顺利解决。
1.连续型反应
指反应生成的离子因又能跟剩余(过量)的反应物继续反应而跟用量有关。
(1)可溶性多元弱酸(或其酸酐)与碱溶液反应。如CO2通入NaOH溶液中,先生成碳酸盐,再生成酸式盐:
①碱过量(CO2少量):CO2+2OH-===COeq \\al(2-,3)+H2O ;
②碱不足(CO2过量):CO2+OH-===HCOeq \\al(-,3) 。
(2)多元弱酸(或其酸酐)与更弱酸的盐溶液。如CO2通入NaAlO2溶液中,先生成碳酸盐,再生成酸式盐:
①NaAlO2过量(CO2少量):2AlOeq \\al(-,2)+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+COeq \\al(2-,3) ;
②NaAlO2不足(CO2过量):AlOeq \\al(-,2)+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCOeq \\al(-,3) 。
(3)多元弱酸盐与强酸反应。如Na2CO3溶液与稀盐酸,先反应生成酸式盐,然后生成二氧化碳:
盐酸不足:COeq \\al(2-,3)+H+===HCOeq \\al(-,3) ;
盐酸过量:COeq \\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2O。
(4)铝盐溶液与强碱溶液,如在铝盐中滴入强碱,先生成氢氧化铝沉淀,然后溶解生成偏铝酸根:
铝盐过量(NaOH少量):Al3++3OH-===Al(OH)3↓ ;
强碱过量(NaOH过量):Al3++4OH-===AlOeq \\al(-,2)+2H2O 。
(5)NaAlO2溶液与强酸溶液,在偏铝酸盐中滴加强酸,先生存氢氧化铝,然后溶解,生成铝离子:
NaAlO2过量:AlOeq \\al(-,2)+H++H2O===Al(OH)3↓ ;
强酸过量:AlOeq \\al(-,2)+4H+===Al3++2H2O 。
(6)Fe与稀HNO3溶液,在硝酸中逐渐加入铁,先生存三价铁,铁过量,生成二价铁:
Fe过量:3Fe+2NOeq \\al(-,3)+8H+===3Fe2++2NO↑+4H2O ;
HNO3过量:Fe+NOeq \\al(-,3)+4H+===Fe3++NO↑+2H2O 。
2.先后型反应:一种反应物的两种或两种以上的组成离子,都能跟另一种反应物的组成离子反应,但因反应次序不同而跟用量有关。又可称为竞争型。
(1)非氧化还原型的离子反应
如:向含有Na+、OH-、COeq \\al(2-,3)、AlOeq \\al(-,2)的溶液中,逐滴加入盐酸,因为结合质子的能力:OH->AlOeq \\al(-,2)>COeq \\al(2-,3),故反应的先后顺序为:
①H++OH-===H2O
②H++AlOeq \\al(-,2)+H2O===Al(OH)3↓
③COeq \\al(2-,3)+H+===HCOeq \\al(-,3)
④HCOeq \\al(-,3)+H+===CO2↑+H2O
⑤最后生成Al(OH)3沉淀进一步与H+反应:Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
(2)氧化还原型的离子反应
对于氧化还原反应,按“先强后弱”的顺序书写,即氧化性(或还原性)强的优先发生反应,氧化性(或还原性)弱的后发生反应,该类型离子方程式的书写步骤如下:
第一步:确定反应的先后顺序:(氧化性:HNO3>Fe3+,还原性:I->Fe2+>Br-)。如向FeI2溶液中通入Cl2,I-先与Cl2发生反应。
第二步:根据用量判断反应发生的程度,
如少量Cl2与FeI2溶液反应时只有I-与Cl2反应:2I-+Cl2===2Cl-+I2。
足量Cl2与FeI2溶液反应时溶液中的I-和Fe2+均与Cl2发生反应:
2Fe2++4I-+3Cl2===2Fe3++2I2+6Cl-。
第三步:用“少量定1法”书写离子方程式,即将“量”少物质的化学计量数定为“1”进行书写。
3.配比型反应:当一种反应物中有两种或两种以上组成离子参与反应时,因其组成比例不协调(一般为复盐或酸式盐),当一种组成离子恰好完全反应时,另一种组成离子不能恰好完全反应(有剩余或不足)而跟用量有关。书写方法为“少定多变”法
(1)“少定”就是把相对量较少的物质定为“1 ml”,若少量物质有两种或两种以上离子参加反应,则参加反应的离子的物质的量之比与原物质组成比相符。
(2)“多变”就是过量的反应物,其离子的化学计量数根据反应实际需求量来确定,不受化学式中的比例制约,是可变的。如少量NaHCO3与足量Ca(OH)2溶液的反应:
“少定”——即定HCOeq \\al(-,3)的物质的量为1 ml,
“多变”——1 ml HCOeq \\al(-,3)能与1 ml OH-发生反应,得到1 ml H2O和1 ml COeq \\al(2-,3)、1 ml COeq \\al(2-,3)再与1 如如NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液
溶液呈中性时:2H++SOeq \\al(2-,4)+2OH-+Ba2+===BaSO4↓+2H2O ;
SOeq \\al(2-,4)完全沉淀时:H++SOeq \\al(2-,4)+Ba2++OH-===H2O+BaSO4↓ 。
4.与“量”有关的离子方程式的书写技巧
(1)多元弱酸盐与强酸反应时,应注意反应物的用量。
如在Na2CO3溶液中滴加少量盐酸,离子方程式为COeq \\al(2-,3)+H+===HCOeq \\al(-,3);若盐酸过量,离子方程式为COeq \\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2O。
(2)CO2(或SO2)与强碱溶液反应时,应注意CO2(或SO2)是否过量。
一般地,若CO2(或SO2)少量,产物为碳酸盐(或亚硫酸盐),若CO2(或SO2)过量,产物为碳酸氢盐(或亚硫酸氢盐)。如将少量CO2气体通入澄清石灰水中,离子方程式为CO2+Ca2++2OH-===CaCO3↓+H2O;若通入过量的CO2,离子方程式为CO2+OH-===HCOeq \\al(-,3)。
(3)酸式盐与碱反应时,应注意物质之间“量”的关系。
如NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液的反应,NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液的反应,Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液的反应等。对于这类反应要按照“以少定多”的原则进行书写,即先假定少量物质的化学计量数为1,根据少量物质的化学式,写出参加反应的离子数目,然后根据少量物质的离子数目来确定过量物质的离子数目。
如少量的NaHCO3溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为HCOeq \\al(-,3)+OH-+Ba2+===BaCO3↓+H2O;若NaHCO3溶液过量,离子方程式为Ba2++2OH-+2HCOeq \\al(-,3)===BaCO3↓+2H2O+COeq \\al(2-,3)。
(4)强氧化剂遇到两种还原性离子时 ,应注意氧化剂是否过量。
如将少量的Cl2通入到FeBr2溶液中,离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;若Cl2过量,则离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-。
五、离子不能大量共存的情况
1.发生复分解反应。
(1)生成难溶物或微溶物:如:Ba2+与COeq \\al(2-,3),Ag+与Br-,Ca2+与SOeq \\al(2-,4)等不能大量共存。
(2)生成气体或挥发性物质:如:NHeq \\al(+,4)与OH-,H+与COeq \\al(2-,3)、HCOeq \\al(-,3)、S2-、HS-、SOeq \\al(2-,3)、HSO EQ \s(-,3) 等不能大量共存。
(3)生成难电离物质:如:H+与CH3COO-、COeq \\al(2-,3)、S2-、SOeq \\al(2-,3)等因生成弱酸不能大量共存;OH-与NHeq \\al(+,4)因生成的弱碱不能大量共存;H+与OH-生成水不能大量共存。
2.发生氧化还原反应:
氧化性离子(如Fe3+、NOeq \\al(-,3)、ClO-、MnOeq \\al(-,4) (H+)等)与还原性离子(如S2-、I-、Fe2+、SOeq \\al(2-,3)等)不能大量共存。
3.离子间发生水解相互促进不能共存:
弱酸对应的阴离子和弱碱对应的阳离子相互促进双水解进行到底。如Al3+、Fe3+、NHeq \\al(+,4)与COeq \\al(2-,3)、HCOeq \\al(-,3)、S2-、HS-、AlOeq \\al(-,2)等。
4.络合反应:如Fe3+和SCN-。
六、离子大量共存的判断
1.一色。即溶液颜色。若限定无色溶液,则Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnOeq \\al(-,4)、C2+、Cr2Oeq \\al(2-,7)、CrO42-、Cr3+等有色离子不能存在。
2.二性。即溶液的酸性和碱性。在强酸性溶液电,OH-及弱酸根阴离子(COeq \\al(2-,3)、SOeq \\al(2-,3)、S2-、CH3COO-等)均不能大量存;在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如NHeq \\al(+,4)、Mg2+、Al3+、Fe3+等)均不能大量存在;酸式弱酸根离子(如HCOeq \\al(-,3)、HSOeq \\al(-,3)、HS-、H2POeq \\al(-,4)等)在强酸性或强碱性溶液中均不可能大量存在。
3.三特殊。指三种特妹情况:①HCOeq \\al(-,3)与AlOeq \\al(-,2)不能大量共存(发生双水解反应);②H+与NOeq \\al(-,3)组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I- 等发生反应,而这一种组合常常较为隐蔽,不易被察觉;③NHeq \\al(+,4)与CH3COO-、COeq \\al(2-,3),Mg2+与HCOeq \\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。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,②氧化还原反应,③相互促进酌水解反应,④络合反应。
七、离子共存问题中隐含条件的分析
粒子组
判断和分析
A
Na+、Al3+、Cl-、NH3·H2O
不能大量共存,因发生反应:
B
H+、K+、S2O32-、SO42-
不能大量共存,因发生反应:
C
Na+、Fe3+、SO42-、H2O2
能大量共存,粒子间不反应
D
H+、Na+、Cl-、MnO4-
能大量共存,粒子间不反应
限制条件
分析解读
无色溶液
有色离子不能大量共存
使甲基橙呈红色或pH=1
溶液显酸性,无大量的OH-及弱酸的酸根离子
遇酚酞呈红色或pH=13
溶液呈碱性,无大量的H+及弱碱的阳离子、弱酸的酸式根离子
与Al反应放出H2
溶液可能显酸性,也可能显强碱性,显酸性时不能含NOeq \\al(-,3)
由水电离出的c(H+)=1×10-13 ml·L-1
溶液可能显酸性,也可能显碱性
通入足量的CO2(或NH3)
溶液呈酸性(或碱性)
因发生氧化还原反应而不能大量共存
能发生氧化还原反应的氧化性离子和还原性离子不能大量共存
“一定”“可能”还是“不能”大量共存
确定是“可能性”还是“肯定性”
加水稀释,减小
说明该溶液呈酸性[稀释的是溶质,溶质c(H+)减小,而c(OH-)增大]
某溶液的lg =12
该溶液呈酸性
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