2020年高考化学一轮总复习文档：第二章第6讲离子共存与离子推断 学案

第6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，就是指离子之间不发生反应；若离子之间能发生反应，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：

(2)二性——溶液的酸碱性

①在强酸性溶液中，OH－及弱酸根离子(如CO、SO、S2－、CH3COO－等)均不能大量存在。

②在强碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子(如NH、Al3＋、Fe3＋等)均不能大量存在。

③酸式弱酸根离子(如HCO、HSO、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

①AlO与HCO不能大量共存，反应的离子方程式为：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO。

②“NO＋H＋”组合具有强氧化性，能与S2－、Fe2＋、I－、SO等还原性的离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。

③NH与CH3COO－、CO，Mg2＋与HCO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SO，NH与OH－，H＋与CH3COO－等。

②氧化还原反应，如Fe3＋与I－、S2－，NO(H＋)与Fe2＋，MnO(H＋)与Cl－等。

③相互促进的水解反应，如Al3＋与HCO，Al3＋与AlO等。

④络合反应，如Fe3＋与SCN－等。

二、离子检验的三种方法

1．沉淀法

2．气体法

3．显色法

1.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SO。(×)

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＋、NO、Cl－能大量共存。(×)

错因：Fe3＋、Cu2＋在水溶液中都有色。

(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CO。(×)

错因：溶液中有HCO时也能与Ca(OH)2反应生成白色沉淀CaCO3。

(5)加入CaCl2溶液，有白色沉淀生成，溶液中一定存在CO。(×)

错因：含SO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SO。(×)

错因：含SO的溶液滴加HNO3酸化的BaCl2溶液，也能生成白色沉淀BaSO4。

(7)1.0 mol·L－1的KNO3溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO能大量共存。(×)

错因：NO在H＋作用下能氧化Fe2＋。

2．教材改编题

(据人教必修一P34 T7)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－、SO

C．Na＋、OH－、NO、HCO

D．K＋、Cl－、H＋、HCO

答案　B

考点　离子共存

 [典例1]　(2018·鹰潭一中月考)下列说法中不正确的是(　　)

A．常温下pH＝7的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、SO、Cl－能大量共存

B．在含有0.1 mol·L－1 Fe3＋的溶液中：SCN－、Cl－、K＋不能大量共存

C．在含有HCO、SO、S2－、CH3COO－四种阴离子的溶液中加入足量的Na2O2固体后，CH3COO－浓度变化最小

D．常温下，水电离出的c(H＋)＝10－10 mol·L－1的溶液中：Na＋、ClO－、S2－、NH不能大量共存

解析　常温下pH＝7的溶液是中性溶液，Fe3＋在中性溶液中不能大量共存，A项错误；在含有0.1 mol·L－1 Fe3＋的溶液中，Fe3＋与SCN－发生络合反应而不能大量共存，B项正确；加入足量的Na2O2固体后，Na2O2与水反应生成NaOH和O2，OH－与HCO反应生成CO，且过氧化钠具有强氧化性，能将S2－、SO氧化，所以CH3COO－浓度变化最小，C项正确；ClO－、S2－之间发生氧化还原反应而不能大量共存，且在常温下，水电离出的c(H＋)＝10－10 mol·L－1的溶液可能是酸性溶液或碱性溶液，在碱性溶液中，NH与OH－反应而不能大量存在，D项正确。

答案　A

名师精讲

离子共存判断题干中的常见“陷阱”

1．(2018·郑州市质检)常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)

A．无色透明溶液中：K＋、MnO、Cl－、H＋

B．强酸性溶液中：Na＋、K＋、NO、ClO－

C．pH＝12的无色溶液：K＋、Na＋、CH3COO－、Br－

D．含Na2SO3的溶液中：K＋、H＋、Cl－、NO

答案　C

解析　MnO为紫色，在无色溶液中不能大量存在，A项不符合题意；强酸性溶液中，ClO－为弱酸根离子，不能大量存在，B项不符合题意；C项溶液为强碱性溶液，四种离子能大量共存，C项符合题意；SO为弱酸根离子，与H＋不能大量共存，且NO在酸性条件下能与SO发生氧化还原反应，故酸性条件下两者不能大量共存，D项不符合题意。

2．有下列各组离子：

①Na＋、H＋、CH3COO－、Cl－

②Ba2＋、Na＋、CO、NO

③H3O＋、Na＋、Fe2＋、NO

④Na＋、Fe3＋、Cl－、I－

⑤Al3＋、K＋、Cl－、HCO

⑥Fe3＋、NH、SO、CO

⑦Na＋、H＋、NO、HCO

⑧Na＋、H＋、Cl－、SiO

⑨K＋、H＋、I－、ClO－

⑩Na＋、H＋、MnO、Cl－

⑪Al3＋、Fe3＋、SCN－、Cl－

⑫Na＋、Al3＋、NO、AlO

(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、⑫　(4)⑪

解析　①H＋＋CH3COO－CH3COOH；②Ba2＋＋CO===BaCO3↓；⑦H＋＋HCO===H2O＋CO2↑；⑧H＋＋2SiO===H2SiO3↓是由于发生复分解反应不能共存。③3Fe2＋＋NO＋4H3O＋===3Fe3＋＋NO↑＋6H2O；④2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2；⑨2H＋＋2I－＋ClO－===Cl－＋I2＋H2O；⑩2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O因发生氧化还原反应不能共存。⑤Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋CO2↑；⑥2Fe3＋＋3CO＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3CO2↑；⑫Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓因发生双水解不能共存。⑪Fe3＋与SCN－因络合反应不共存。

考点　离子推断

 [典例2]　(2018·新余四中一模)某废水含有下列离子中的5种(忽略水的电离及离子的水解)：K＋、Cu2＋、Al3＋、Fe2＋、Cl－、CO、NO、SO，若各种离子的物质的量浓度相等，为探究废水的组成，某同学进行了如下实验：

①用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察无紫色火焰；

②另取少量溶液加入足量稀盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变；

③另取少量溶液加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

根据上述实验，回答下列问题：

(1)可以确定存在的离子：_____________。

(2)可以确定不存在的离子：_____________。

(3)步骤③中的沉淀为________。

解析　①钾元素的焰色反应为紫色，焰色反应无紫色，故说明没有K＋。②溶液加入足量稀盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，该红棕色气体为NO2，故含有NO、Fe2＋，加入盐酸阴离子种类不变，含有Cl－则不含CO。③另取溶液加入BaCl2溶液产生白色沉淀，故含有SO。已知溶液中各种离子的物质的量浓度相等，且含5种离子，则余下的两种离子中只有Cu2＋、Al3＋，根据离子浓度相等及电荷守恒判断，Cu2＋符合题意。综上所述，溶液中含有的5种离子分别为Cu2＋、Fe2＋、Cl－、NO、SO；不存在的离子为K＋、Al3＋、CO；步骤③中的沉淀为BaSO4。

答案　(1)Cu2＋、Fe2＋、Cl－、NO、SO

(2)K＋、Al3＋、CO

(3)BaSO4

名师精讲

1．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．有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、NO、SO、Cl－、I－、HCO，取该溶液进行如表所示实验：

由此判断：

(1)溶液中肯定存在的离子是_____________，

溶液中肯定不存在的离子是_____________。

(2)为进一步确定其他离子，应该补充的实验及对应欲检离子的名称(说明使用试剂的名称，不必写详细操作步骤)_____________

_____________。

答案　(1)Al3＋、Mg2＋、NO、SO　Fe2＋、Ba2＋、I－、HCO

(2)焰色反应，检验K＋；稀HNO3溶液、AgNO3溶液，检验Cl－

解析　利用肯定性原则，溶液无色，表明溶液中不存在Fe2＋；由实验①确定溶液呈酸性；由实验②确定溶液中存在NO；由实验③确定溶液中存在SO；由实验⑤确定溶液中存在Mg2＋和Al3＋。再根据互斥性原则，溶液呈酸性，H＋与HCO不共存，故溶液中不存在HCO；NO(H＋)具有强氧化性，与I－不共存，故溶液中不存在I－；Ba2＋与SO不共存，故溶液中不存在Ba2＋。最后根据进出性原则，实验③向溶液中带入了Cl－，故实验④不能确定溶液中是否存在Cl－。