(浙江选考)2020版高考化学二轮复习专题三第3讲离子反应的应用教案

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第3讲离子反应的应用

离子共存

1．离子共存的含义

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任何反应；若离子之间能发生反应，则不能大量共存。离子共存问题是离子反应条件和本质的最直接应用。

2．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：

离子Cu2＋Fe3＋Fe2＋MnO－4

溶液颜色蓝色棕黄色浅绿色紫红色

(2)

①在强酸性溶液中，OH－及弱酸根阴离子(如CO2－3、SO2－3、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＋4、Al3＋、Fe3＋等)均不能大量存在；

③酸式弱酸根离子(如HCO－3、HSO－3、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－2与HCO－3不能大量共存：AlO－2＋HCO－3＋H2O===Al(OH)3↓＋CO2－3；

②“NO－3＋H＋”组合具有强氧化性，能与S2－、Fe2＋、I－、SO2－3等还原性的离子因发生氧化还原反应而不能大量共存；

③NH＋4与CH3COO－、CO2－3，Mg2＋与HCO－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——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SO2－4，NH＋4与OH－，H＋与CH3COO－等；

②氧化还原反应，如Fe3＋与I－、S2－，NO－3(H＋)与Fe2＋，MnO－4(H＋)与Br－等；

③相互促进的水解反应，如Al3＋与HCO－3、CO2－3、S2－、HS－、AlO－2；Fe3＋与HCO－3、CO2－3等；

④络合反应，如Fe3＋与SCN－等。

1．水溶液中能大量共存的一组离子是( )

A．NH＋4、Ba2＋、Br－、CO2－3

B．Cl－、SO2－3、Fe2＋、H＋

C．K＋、Na＋、SO2－4、MnO－4

D．Na＋、H＋、NO－3、HCO－3

解析：选C。A.Ba2＋与CO2－3能反应生成BaCO3沉淀，不能大量共存。B.SO2－3与H＋能反应生成SO2和H2O，SO2－3与Fe2＋能生成沉淀FeSO3，不能大量共存。C.离子之间不反应，可以大量共存。D.H＋与HCO－3能反应生成CO2和H2O，不能大量共存。

2．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )

A．能溶解氧化铝的溶液中：K＋、NH＋4、HCO－3、NO－3

B．c(OH)－为1×10－12 mol·L－1的溶液中：Na＋、Al3＋、I－、SiO2－3

C．滴入酚酞显红色的溶液中：Na＋、AlO－2、SO2－4、Cl－

D．含有KNO3的溶液中：Fe2＋、H＋、Cl－、SO2－4

解析：选C。能溶解氧化铝的溶液可能是强酸性溶液或强碱性溶液，HCO－3在强酸性和强碱性溶液中都不能大量存在，NH＋4在强碱性溶液中不能大量存在，A项错误；c(OH－)为1×10－12 mol·L－1的溶液为酸性溶液，SiO2－3不能大量存在，B项错误；滴入酚酞显红色的溶液是碱性溶液，各离子可以大量共存，C项正确；H＋、NO－3和Fe2＋因能发生氧化还原反应而不能大量共存，D项错误。

3．制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中，需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。室温下，分别取母液并向其中加入指定物质，反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是( ) A．通入过量Cl2：Fe2＋、H＋、NH＋4、Cl－、SO2－4

B．加入少量NaClO溶液：NH＋4、Fe2＋、H＋、SO2－4、ClO－

C．加入过量NaOH溶液：Na＋、Fe2＋、NH＋4、SO2－4、OH－

D．加入过量NaClO和NaOH的混合溶液：Na＋、SO2－4、Cl－、ClO－、OH－

解析：选D。A项，Cl2会氧化Fe2＋，错误；B项，ClO－会氧化Fe2＋，且H＋会与ClO－结合成弱电解质HClO，错误；C项，OH－会与Fe2＋反应生成Fe(OH)2沉淀，OH－也会与NH＋4反应生成NH3·H2O，错误；D项，加入过量的ClO－会氧化Fe2＋生成Fe3＋和Cl－，过量的OH－会除去Fe3＋和NH＋4，最终溶液中含Na＋、Cl－和SO2－4，而ClO－和OH－均是过量的，正确。

判断离子共存的步骤

第一步“细审题干关键点”

(1)注意“一定大量共存”“可能大量共存”还是“不能大量共存”等关键点。

(2)注意“透明溶液”意味着无难溶物和微溶物，但并不意味着溶液无色。

第二步“分析限制条件”

(1)常见表示溶液呈酸性的表述

①常温下，pH＝1的溶液；②使pH试纸变红的溶液；③使甲基橙呈红色的溶液；④与镁粉反应放出氢气的溶液；

⑤c(OH－)＝1×10－14 mol·L－1的溶液。

(2)常见表示溶液呈碱性的表述

①常温下，pH＝14的溶液；②使pH试纸变蓝的溶液；③使酚酞试液变红的溶液；④c(H ＋)＝1×10－14 mol·L－1的溶液。

(3)常见表示溶液既可能呈酸性也可能呈碱性的表述

①与铝粉反应放出氢气的溶液；②常温下，水电离出的c(OH－)＝1×10－12 mol·L－1的溶液；③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。

(4)无色溶液：不含有Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、MnO－4等。

第三步“抓住反应发生条件”

(1)生成气体、沉淀、弱电解质的复分解反应。

(2)特别注意氧化还原反应。

(3)熟记相互促进的水解反应。

离子检验和推断[学生用书P13]

1．熟记常见离子的性质

氧化性ClO－、MnO－4、NO－3(H＋)、Fe3＋、Cr2O2－7

还原性S2－(HS－)、SO2－3(HSO－3)、I－、Br－、Cl－、Fe2＋

水解显酸性NH＋4、Mg2＋、Al3＋、Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋

水解显碱性AlO－2、S2－、SO2－3、CO2－3、SiO2－3、ClO－、CH3COO－

两性离子HCO－3、HS－、HSO－3、HPO2－4、H2PO－4

酸根离子。

2．常见溶液酸、碱性的判断

(1)酸性溶液

pH＜7(常温)；能使pH试纸呈红色的溶液；能使甲基橙呈红色或橙色的溶液；能使石蕊试液呈红色的溶液。

(2)碱性溶液

pH＞7(常温)；能使pH试纸呈蓝色的溶液；能使石蕊试液呈蓝色的溶液；能使酚酞试液呈红色的溶液。

(3)呈酸性或碱性的溶液

和Al反应放出H2的溶液(HNO3除外)；能使甲基橙呈黄色的溶液；c水(H＋)或c水(OH－)等