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專題3.7 離子反應(yīng)方面試題的解題方法與技巧 離子反應(yīng)是每年高考的穩(wěn)定考點(diǎn)，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(shì)，常見考點(diǎn)有電解質(zhì)與非電解質(zhì)、強(qiáng)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(duì)本部分仍會(huì)保持很好的連續(xù)性，另外隨著環(huán)境污染已成為嚴(yán)重的社會(huì)問題，污水中的離子反應(yīng)及治理污水的方法等可能成為今后高考命題的熱點(diǎn)。2019年預(yù)計(jì)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(xiàng)限制發(fā)展，在選項(xiàng)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(xué)、工藝流程、化學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合將是今后高考命題的趨勢(shì)。 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(qiáng)堿等)既能在水溶液中發(fā)生電離、導(dǎo)電，又能在熔融狀態(tài)下發(fā)生電離、導(dǎo)電。 （2）共價(jià)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(dǎo)電，在熔融狀態(tài)下不能發(fā)生電離、導(dǎo)電。因此可以通過熔融時(shí)是否導(dǎo)電，來證明化合物是離子化合物還是共價(jià)化合物。 2、強(qiáng)電解質(zhì)、弱電解質(zhì)： （1）強(qiáng)電解質(zhì)：在水溶液里全部電離成離子的電解質(zhì)，叫強(qiáng)電解質(zhì)，包括強(qiáng)酸、強(qiáng)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(duì)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(yīng)是化合物（屬于純凈物）。而Cu則是單質(zhì)（能導(dǎo)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(yīng)是一定條件下本身電離而導(dǎo)電的化合物。有些化合物的水溶液能導(dǎo)電，但溶液中離子不是它本身電離出來的，而是與水反應(yīng)后生成的，因此也不是電解質(zhì)。例如CO2能導(dǎo)電是因CO2與H2O反應(yīng)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(yīng)。如Ba(OH)2溶液與硫酸銅溶液反應(yīng)，既要寫B(tài)a2＋與SO42－的離子反應(yīng)，又要寫Cu2＋與OH－的離子反應(yīng)。 （5）看電荷及質(zhì)量是否守恒。如FeCl2溶液與Cl2反應(yīng)，不能寫成Fe2＋＋Cl2＝Fe3＋＋2Cl－，而應(yīng)寫成2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－。 （6）看反應(yīng)物或產(chǎn)物的配比是否正確。如稀H2SO4與Ba(OH)2溶液反應(yīng)不能寫成H＋＋OH－＋SO42－＋Ba2＋＝BaSO4↓＋H2O，應(yīng)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(duì)反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)寫成Cu2＋＋SO42－＋Ba2＋＋2OH－＝Cu(OH)2↓＋BaSO4↓。 ⑥多重氧化還原反應(yīng)并行。如向FeBr2溶液中通入足量Cl2，應(yīng)寫成2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－。 三、離子共存：凡是能發(fā)生反應(yīng)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(yīng)。 （1）一色：即溶液顏色。若限定為無色溶液，則Cu2＋(藍(lán)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(qiáng)氧化性，能與S2－、Fe2＋、I－等發(fā)生反應(yīng)；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(jìn)，但總的水解程度仍很小，它們?cè)谌芤褐心艽罅抗泊?但在加熱條件下就不同了)。 （4）四反應(yīng)：指離子間通常能發(fā)生的四種類型的反應(yīng)，能相互反應(yīng)的離子顯然不能大量共存。①復(fù)分解反應(yīng)；②氧化還原反應(yīng)；③水解相互促進(jìn)的反應(yīng)，如Al3＋與HCO3－、Al3＋與AlO2－等；④絡(luò)合反應(yīng)，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(cuò)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(yīng)”、“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(shí)要將關(guān)鍵詞圈出，減少失誤。 【例1】能正確表示下列反應(yīng)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(shí)，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(qiáng)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(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不能大量共存，A錯(cuò)誤； 3．在無色透明的強(qiáng)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(yīng)的離子不能大量共存，如離子之間不發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)或互促水解反應(yīng)，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(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，故A錯(cuò)誤； B.溶液無色，在酸性溶液中不發(fā)生任何反應(yīng)，可大量共存，故B正確； C.Cu2+有顏色，與無色溶液不符，故C錯(cuò)誤； D.CO32-與Ba2+反應(yīng)生成沉淀而不能大量共存，故D錯(cuò)誤。 故選B。 【點(diǎn)睛】 解決離子共存問題時(shí)還應(yīng)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(shí)可排除Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4-等有色離子的存在；③溶液的具體反應(yīng)條件，如“氧化還原反應(yīng)”、“加入鋁粉產(chǎn)生氫氣”。 4．能正確表示下列反應(yīng)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(diǎn)睛】 離子方程式的正誤判斷題中常見錯(cuò)誤有：(1)不能正確使用分子式與離子符號(hào)；(2)反應(yīng)前后電荷不守恒；(3)得失電子不守恒；(4)反應(yīng)原理不正確；(5)缺少必要的反應(yīng)條件；(6)不能正確使用可逆符號(hào)；(7)忽略反應(yīng)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(cuò)；B. c(ClO-)=1molL-1的溶液具有強(qiáng)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(cuò)；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(cuò)。本題正確答案：C。 10．下列是某無色水樣成分的檢驗(yàn)，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(xué)取100 mL水樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：向樣品中先滴加硝酸鋇溶液，再滴加1 molL－1 HNO3，實(shí)驗(yàn)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(yīng)的離子方程式_________________________________________。 （3）由B點(diǎn)到C點(diǎn)變化過程中消耗硝酸的體積為___________。 （4）試根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)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(yīng)是碳酸鋇溶于稀硝酸的反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式: BaCO3+2H+═Ba2++CO2↑+H2O ；正確答案: BaCO3+2H+═Ba2++CO2↑+H2O 。 點(diǎn)睛：本題考查了離子反應(yīng)及其計(jì)算，題目難度中等，明確常見離子的性質(zhì)及檢驗(yàn)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(xué)生的分析能力和化學(xué)計(jì)算能力。