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專題3.7 離子反應方面試題的解題方法與技巧 離子反應是每年高考的穩(wěn)定考點，將定量因素引入到離子共存、離子方程式的書寫中將是今后高考命題的趨勢，常見考點有電解質(zhì)與非電解質(zhì)、強電解質(zhì)與弱電解質(zhì)等概念的辨析，離子方程式的正誤判斷及有限定條件的離子共存。展望2019年高考命題，對本部分仍會保持很好的連續(xù)性，另外隨著環(huán)境污染已成為嚴重的社會問題，污水中的離子反應及治理污水的方法等可能成為今后高考命題的熱點。2019年預計在判斷離子能否大量共存的題目中，可能由單一限制向多項限制發(fā)展，在選項中添加限制條件是高考試題的新變化；將定量因素引人離子共存的判斷、離子方程式的書寫中，將離子方程式的書寫與電化學、工藝流程、化學實驗相結(jié)合將是今后高考命題的趨勢。 一、電解質(zhì)等相關(guān)概念的辨析 1、電解質(zhì)的電離條件 （1）離子化合物(如大多數(shù)鹽、強堿等)既能在水溶液中發(fā)生電離、導電，又能在熔融狀態(tài)下發(fā)生電離、導電。 （2）共價化合物(如：液態(tài)HCl、純硫酸、純硝酸等)只能在水溶液中發(fā)生電離、導電，在熔融狀態(tài)下不能發(fā)生電離、導電。因此可以通過熔融時是否導電，來證明化合物是離子化合物還是共價化合物。 2、強電解質(zhì)、弱電解質(zhì)： （1）強電解質(zhì)：在水溶液里全部電離成離子的電解質(zhì)，叫強電解質(zhì)，包括強酸、強堿、大部分鹽類等。 （2）弱電解質(zhì)：在水溶液里只有一部分分子電離成離子的電解質(zhì)，叫弱電解質(zhì)，包括弱酸、弱堿水及少數(shù)鹽類物質(zhì)等。 方法技巧： 1、電解質(zhì)和非電解質(zhì)是對化合物的分類，單質(zhì)既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。電解質(zhì)應是化合物（屬于純凈物）。而Cu則是單質(zhì)（能導電的物質(zhì)不一定是電解質(zhì)，如石墨或金屬），K2SO4與NaCl溶液都是混合物。 2、電解質(zhì)應是一定條件下本身電離而導電的化合物。有些化合物的水溶液能導電，但溶液中離子不是它本身電離出來的，而是與水反應后生成的，因此也不是電解質(zhì)。例如CO2能導電是因CO2與H2O反應生成了H2CO3，H2CO3能夠電離而非CO2本身電離。所以CO2不是電解質(zhì)，是非電解質(zhì)（如氨氣、二氧化硫、三氧化硫），H2CO3 H2SO3、NH3H2O是電解質(zhì)。 （4）看是否漏掉離子反應。如Ba(OH)2溶液與硫酸銅溶液反應，既要寫B(tài)a2＋與SO42－的離子反應，又要寫Cu2＋與OH－的離子反應。 （5）看電荷及質(zhì)量是否守恒。如FeCl2溶液與Cl2反應，不能寫成Fe2＋＋Cl2＝Fe3＋＋2Cl－，而應寫成2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－。 （6）看反應物或產(chǎn)物的配比是否正確。如稀H2SO4與Ba(OH)2溶液反應不能寫成H＋＋OH－＋SO42－＋Ba2＋＝BaSO4↓＋H2O，應寫成2H＋＋2OH－＋SO42－＋Ba2＋＝BaSO4↓＋2H2O。 （7）看是否符合題設(shè)條件及要求。如“過量”、“少量”、“等物質(zhì)的量”、“適量”、“任意量”以及滴加順序等對反應離子方程式的影響。如往FeBr2溶液中通入少量Cl2的離子方程式為：2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－；往FeI2溶液中通入少量Cl2的離子方程式為：2I－＋Cl2＝I2＋2Cl－。 2、多重并行反應的離子方程式書寫 ①氣體與沉淀并行。如向Ba(OH)2溶液中滴加(NH4)2SO4溶液并加熱，應寫為Ba2＋＋2OH－＋2NH4＋＋SO42－BaSO4↓＋2NH3↑＋2H2O。 ②弱電解質(zhì)與中和并行。如向NH4HCO3溶液中加入過量NaOH溶液，應寫成NH4＋＋HCO3－＋2OH－＝NH3H2O＋CO32－＋H2O。 ③沉淀與中和并行。如向Ba(OH)2溶液中滴加H2SO4，應寫成Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO42－＝BaSO4↓＋2H2O。 ④沉淀、氣體與中和并行。如向Ba(OH)2溶液中滴加NH4HSO4濃溶液并加熱，應寫成Ba2＋＋2OH－＋ NH4＋＋H＋＋SO42－BaSO4↓＋NH3↑＋2H2O。 ⑤多重沉淀并行。如向CuSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液，應寫成Cu2＋＋SO42－＋Ba2＋＋2OH－＝Cu(OH)2↓＋BaSO4↓。 ⑥多重氧化還原反應并行。如向FeBr2溶液中通入足量Cl2，應寫成2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－。 三、離子共存：凡是能發(fā)生反應的離子之間不能大量共存（注意不是完全不能共存，而是不能大量共存）。 方法技巧： 多種離子能否共存于同一溶液中，關(guān)鍵就是記住一句話：一色、二性、三特殊、四反應。 （1）一色：即溶液顏色。若限定為無色溶液，則Cu2＋(藍色)、Fe3＋(棕黃色)、Fe2＋(淺綠色)、MnO－(紫紅色)等有色離子不能存在。 （2）二性：即溶液的酸性和堿性。 （3）三特殊：指三種特殊情況：①AlO2－與HCO3－不能大量共存：AlO2－＋HCO3－＋H2O===Al(OH)3↓＋CO32－；②“NO3－和H＋”組合具有強氧化性，能與S2－、Fe2＋、I－等發(fā)生反應；③NH4＋與CH3COO－、CO32－，Mg2＋與HCO3－等組合中，雖然兩組離子都能水解且水解相互促進，但總的水解程度仍很小，它們在溶液中能大量共存(但在加熱條件下就不同了)。 （4）四反應：指離子間通常能發(fā)生的四種類型的反應，能相互反應的離子顯然不能大量共存。①復分解反應；②氧化還原反應；③水解相互促進的反應，如Al3＋與HCO3－、Al3＋與AlO2－等；④絡合反應，如Fe3＋與SCN－等。 另外有關(guān)離子共存問題，要特別注意題干的限制條件，否則一不小心就錯了。如“一定能”、“可能”、“一定不能”、“無色”、“堿性”、“因發(fā)生氧化還原反應”、“加入鋁粉放出氫氣的溶液”、“使試紙顯色的溶液”、“在含F(xiàn)e2＋和H＋的溶液中”……，因此在讀題時要將關(guān)鍵詞圈出，減少失誤。 【例1】能正確表示下列反應離子方程式的是 A．向Na2CO3溶液中滴入AgNO3溶液：2Ag++CO32-=Ag2CO3↓ B．碳酸氫銨溶液中加入足量氫氧化鋇溶液：NH4++HCO3-+2OH-=CO32-+NH3?H2O+H2O C．Fe(NO3)3溶液中加入過量的HI溶液：2Fe3++2I-=2Fe2++I2 D．用惰性電極電解熔融氯化鈉：2Cl-+2H2O=Cl2+H2+2OH- 【答案】A 【解析】 【詳解】 【例2】室溫時，下列各組離子一定能大量共存的是 A．pH=1的溶液中：K+、Fe2+、Cl-、NO3- B．含大量Fe3+溶液中：NH4+、Na+、HCO3-、Cl- C．在c(H+)=110-13mo1/L溶液中：NH4+、A13+、SO42-、NO3- D．在強堿溶液中：Na+、K+、[A1(OH)4]-、CO32- 【答案】D 【解析】 【詳解】 A. pH=1的溶液顯酸性，含有大量的H+，H+、Fe2+、NO3-會發(fā)生氧化還原反應，不能大量共存，A錯誤； 3．在無色透明的強酸性溶液中，能大量共存的是(　　) A．Na＋、AlO2－、Al3＋、Cl－ B．Na＋、SO42－、K＋、NO3－ C．Cu2＋、K＋、SO42－、Cl－ D．Ba2＋、K＋、Cl－、CO32－ 【答案】B 【解析】 【分析】 溶液無色，有顏色的離子不能大量共存，溶液呈酸性，則與氫離子反應的離子不能大量共存，如離子之間不發(fā)生復分解反應、氧化還原反應或互促水解反應，則可大量共存，以此解答該題。 【詳解】 A.在酸性條件下，H+與AlO2－、水發(fā)生反應生成氫氧化鋁沉淀，故A錯誤； B.溶液無色，在酸性溶液中不發(fā)生任何反應，可大量共存，故B正確； C.Cu2+有顏色，與無色溶液不符，故C錯誤； D.CO32-與Ba2+反應生成沉淀而不能大量共存，故D錯誤。 故選B。 【點睛】 解決離子共存問題時還應該注意題目所隱含的條件，題目所隱含的條件一般有①溶液的酸堿性，據(jù)此來判斷溶液中是否有大量的H+或OH-；②溶液的顏色，如無色時可排除Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4-等有色離子的存在；③溶液的具體反應條件，如“氧化還原反應”、“加入鋁粉產(chǎn)生氫氣”。 4．能正確表示下列反應的離子方程式是 A．少量 Cl2 通入 KI 溶液中：Cl2+ 2I- =2C1- + I2 B．金屬鋁溶于稀硫酸中：Al + 2H+ = A13+ + H2↑ C．碳酸鈣溶于稀硝酸中：CO32-+ 2H+ =H2O + CO2↑ D．醋酸鈉水溶液中通入少量的 CO2：2CH3COO- + CO2 + H2O = 2CH3COOH + CO32- 【答案】A 【解析】 【詳解】 【點睛】 離子方程式的正誤判斷題中常見錯誤有：(1)不能正確使用分子式與離子符號；(2)反應前后電荷不守恒；(3)得失電子不守恒；(4)反應原理不正確；(5)缺少必要的反應條件；(6)不能正確使用可逆符號；(7)忽略反應物用量的影響等。 5．常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是 A．無色透明的溶液中：Cu2+、Mg2+、SO42-、Cl- B．c(ClO-)=1molL-1的溶液中：K+、Al3+、I-、SO42- C．能使甲基橙變紅的溶液中：Na+、NH4+、Cl-、NO3- D．c(H+)/c(OH-)=11012的溶液中：K+、NH4+、HCO3-、NO3- 【答案】C 【解析】 A. 無色透明的溶液中不存在Cu2+離子，故A錯；B. c(ClO-)=1molL-1的溶液具有強氧化性， I-具有還原性，所以c(ClO-)=1molL-1的溶液中 I -離子不能共存，故B錯；C. 能使甲基橙變紅的溶液呈酸性，在酸性條件下Na+、NH4+、Cl-、NO3-離子能共存。故C正確；D. c(H+)/c(OH-)=11012的溶液為酸性，在酸性溶液中 HCO3-不能存在，故D錯。本題正確答案：C。 10．下列是某無色水樣成分的檢驗，已知該水樣中只可能含K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Ag+、Ca2+、CO32－、SO42－、Cl－中的若干種離子。該小組同學取100 mL水樣進行實驗：向樣品中先滴加硝酸鋇溶液，再滴加1 molL－1 HNO3，實驗過程中沉淀質(zhì)量的變化如下圖所示： （1）水樣中一定含有的陰離子是_________，其物質(zhì)的量濃度之比為__________。 （2）寫出BC段曲線所表示反應的離子方程式_________________________________________。 （3）由B點到C點變化過程中消耗硝酸的體積為___________。 （4）試根據(jù)實驗結(jié)果推測K+是否存在？____(填“是”或“否”)；若存在，K+的物質(zhì)的量濃度c(K+)的范圍是__________(若K+不存在,則不必回答)。 【答案】SO42－、CO32－1∶2BaCO3+2H+====Ba2++CO2↑+H2O40 mL是c(K+)≥0．6 molL-1 【解析】 詳解：(1)根據(jù)以上分析可知：水樣中一定含有的陰離子是SO42﹣、CO32﹣；n (SO42﹣)=2.33/233=0.01mol，n (CO32﹣)=n(BaCO3)=(6.72-2.33)/197=0.02mol，所以:c(SO42﹣): c (CO32﹣)=1:2；正確答案：SO42﹣、CO32﹣ ； 1：2。 (2)BC段所表示反應是碳酸鋇溶于稀硝酸的反應,反應的離子方程式: BaCO3+2H+═Ba2++CO2↑+H2O ；正確答案: BaCO3+2H+═Ba2++CO2↑+H2O 。 點睛：本題考查了離子反應及其計算，題目難度中等，明確常見離子的性質(zhì)及檢驗方法為解答的關(guān)鍵，注意掌握根據(jù)電荷守恒在判斷離子存在的方法，培養(yǎng)了學生的分析能力和化學計算能力。